Automotive Coatings Formulation: Chemistry, Physics und Practices

electro deposition
. This is based on electrophoresis, which 
is the transport of electrically charged particles in a medium to an oppositely charged electrode in 
an electric field. Relatively large particles can be transported, and these may also have nonionic 
moieties, e.g. pigments, which are wetted and covered by resin material. At the electrode, the film 
is formed by discharge and deposition. Discharge at the anode yields acids and is an oxidation 
reaction. Discharge at the cathode yields bases and is a reduction process. The discharged resin 
particles coagulate to form homogeneous films of high dielectric constant. These films permit 
migration and osmotic processes to occur, however. Water and soluble moieties in the film are 
driven out by electroosmosis, for example. Film properties are determined by a number of differ-
ent influences: the resin type and quantity of ionic groups, the degree of neutralisation (charge 
density), the concentration in the tank (non-volatiles), temperature, current density, coating time, 
and also the circulation system, which is important for the stability of the primer. Careful control 
over all the parameters yields highly uniform, reproducible coating layers. The films are homoge-
neous, smooth and cover all parts of the object to virtually the same thickness, even at the edges 
and to a large extent in hollow spaces, too. Developed in the mid-1960s, electro deposition has 
gained acceptance throughout the automotive coating industry. It can be extensively automated.
Anodic electro deposition
The first resins to be used in electro deposition primers contained carboxylic groups. These are 
anionically stabilised. The object (car body) therefore acts as the anode.
Composition of anodic electro deposition primers
The preferred resin system for anodic electro deposition primers comprises adducts of maleic 
anhydride to unsaturated triglycerides (natural oils), more particularly linseed oil, isomerised 
linseed oil, and linseed stand oils (maleinised oils). The anhydride adducts are made to react with 
monoalcohols or polyols to form half-esters and free carboxylic groups. These carboxylic groups 
are at least partially neutralised with amines. The anions thus formed act as the carrier groups 
for the colloidally dissolved resin particles in aqueous phase. Figure 3.4.2 shows the chemical 
reactions that occur during the manufacture of such resins.
In the second development phase of anodic electro deposition primers, the linseed oil used for forming 
maleinised oils was replaced by butadiene oils. Unlike linseed oil, these were totally stable to hydrol-
ysis (saponification-resistant). Other resins used for anodic electro deposition primers were epoxy 
esters with maleinised fatty acids, which offered better adhesion and superior corrosion protection.