Nguyên lý của lớp phủ điện di dựa trên điện hóa và hóa học keo. Nó sử dụng điện trường để điều khiển các hạt tích điện trong chất lỏng mang dòng điện-di chuyển theo hướng về phía điện cực đối diện, lắng đọng một màng trên bề mặt phôi. Nó biến lớp phủ thụ động của lớp phủ truyền thống thành sự lắng đọng chủ động, có kiểm soát, do đó đạt được những ưu điểm độc đáo như độ dày màng đồng đều, khả năng xuyên thấu mạnh và bao phủ hoàn toàn các khu vực phức tạp.
Về mặt thiết kế công thức, nhựa tạo màng-của lớp phủ điện di được tạo thành trạng thái ion-hòa tan trong nước hoặc{2}}phân tán trong nước. Các loại nhựa thường được sử dụng, chẳng hạn như epoxy, acrylic hoặc polyurethane, có chứa các nhóm ion hóa trong cấu trúc phân tử của chúng, chẳng hạn như nhóm cacboxyl hoặc amin. Bằng cách thêm chất trung hòa và nước khử ion, một nhũ tương hoặc dung dịch ổn định sẽ được hình thành. Tại thời điểm này, nhựa lơ lửng trong pha nước dưới dạng các hạt tích điện. Đồng thời, hệ thống này chứa các sắc tố, chất phụ gia và môi trường dẫn điện, tạo thành bể điện di. Độ pH và độ dẫn điện của bể được kiểm soát chính xác để duy trì tốc độ di chuyển thích hợp của các hạt trong điện trường và tránh mất khả năng phân tán do trung hòa hoặc kết tụ điện tích.
Khi phôi được ngâm trong dung dịch bể ở dạng cực âm hoặc cực dương và sử dụng nguồn điện một chiều, các hạt tích điện sẽ di chuyển về phía điện cực có cực tính ngược nhau dưới tác động của điện trường. Lấy điện di catốt làm ví dụ, các hạt nhựa tích điện dương di chuyển về phía bề mặt phôi, đóng vai trò là cực âm, va chạm, hấp phụ và tích tụ trên đường đi để dần hình thành một màng ướt liên tục. Do hằng số điện môi cao của nước và thực tế là sự di chuyển của hạt bị chi phối bởi cường độ điện trường, nên quá trình lắng đọng có tính định hướng cao và có thể kiểm soát được, cho phép phủ đồng đều trên các bề mặt phôi có hình dạng phức tạp, bao gồm các hốc sâu, lỗ mù và các khu vực đường hàn-khó tiếp cận bằng phương pháp phun truyền thống.
Tốc độ lắng đọng bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm điện áp, nhiệt độ bể, kích thước hạt và độ dẫn điện. Điện áp tăng làm tăng tốc độ di chuyển và tăng độ dày màng, nhưng điện áp quá cao có thể dẫn đến hiện tượng võng cạnh hoặc quá nhiệt cục bộ. Nhiệt độ tăng làm giảm độ nhớt của sơn, tạo điều kiện cho các hạt khuếch tán nhưng phải ngăn chặn sự mất ổn định của nhũ tương. Những thay đổi về độ dẫn làm thay đổi sự phân bố mật độ dòng điện, ảnh hưởng đến độ đồng đều của độ dày màng. Do đó, trong sản xuất thực tế, các thông số quy trình phù hợp phải được đặt dựa trên vật liệu phôi, diện tích bề mặt và độ dày màng yêu cầu, đồng thời tinh chỉnh-một cách kịp thời thông qua giám sát trực tuyến.
Sau khi màng ướt hình thành, cần rửa sạch bằng nước để loại bỏ sơn bề mặt và các ion dư nhằm ngăn ngừa ô nhiễm thứ cấp và suy giảm hiệu suất. Sau đó, giai đoạn đóng rắn bắt đầu, trong đó quá trình gia nhiệt làm cho các phân tử nhựa trải qua phản ứng-liên kết chéo, biến cấu trúc mạng tuyến tính hoặc bán{2}}thành mạng ba{3}}dày đặc. Quá trình này mang lại các đặc tính như độ cứng, độ bám dính, khả năng chống ăn mòn và khả năng chống chịu thời tiết cho màng sơn. Nhiệt độ và thời gian đóng rắn phải phù hợp với đặc tính phản ứng của hệ nhựa; gia nhiệt quá nhanh có thể dẫn đến sủi bọt hoặc nứt, trong khi gia nhiệt quá chậm dẫn đến liên kết chéo không đủ, ảnh hưởng đến độ bền.
Nguyên lý độc đáo của lớp phủ điện di nằm ở việc kết hợp động lực điện hóa với hệ thống phân tán keo, cho phép lớp phủ di chuyển và tạo thành màng một cách có trật tự trong điện trường, kết hợp tính thân thiện với môi trường, hiệu quả cao và độ che phủ tuyệt vời. Cơ chế này làm cho nó trở thành nền tảng công nghệ quan trọng để đạt được-sự bảo vệ và trang trí chống ăn mòn chất lượng cao trong ngành công nghiệp ô tô, thiết bị gia dụng và phần cứng. Hiểu được nguyên lý của nó giúp kiểm soát chính xác các thông số trong quá trình sản xuất để tối đa hóa hiệu quả của lớp phủ điện di.
