水溶性涂料的成膜固化机理与一般溶剂型涂料相同，但其成膜过程却另有特点：

(1)水溶性树脂由于需水溶，其分子量都不会太大，否则水溶困难，因此，作为一种高分子材料使用多半是制成热固型的。在涂膜加热固化过程中，通过树脂系统中的活性基团或外加交联剂的活性基团之间的交联反应形成不溶不融的网状结构，从而提供优良的漆膜性能。当然也有些白干型的水溶性涂料，例如水性自干型醇酸树脂漆，美国SpencerKellag公司生产的Kelsol 3902、Kelsol 3907短油度醇酸树脂，Kelsol 3922长油度醇酸树脂，Kelsol 3931亚麻油聚合物醇酸树脂，Kelsol 3960、Kelsol 3961中油度醇酸树脂均属于白干型水溶性涂料。但这些是在催干剂的存在下通过氧化交联成膜固化的。

(2)为了增加水溶性树脂的水溶性，多半水溶性树脂都是以羧酸盐或胺盐的形式存在。因而在成膜固化过程中，首先是氨或胺的挥发。当然在加热过程中，也有可能形成胺的衍生物。也有使用氨/锆络合物作羧酸型高聚物的交联剂，当树脂里的水和氨在常温挥发后，酸性高聚物与锆离子可通过离子键进行交联成膜，常温下可以干燥。

离子交联方法简单，在其他水性系的常温交联中，也获得应用。

(3)水溶性涂料除采用刷、喷、辊、浸等一般涂装外，更重要的是用于电沉积涂装。当然作为电沉积涂装的涂料在制造上另有要求。在电沉积涂漆过程中，带双键的分子一部分吸收了水电解产生的氧，因而使干燥成膜速度加快