2.1 树脂配比对涂层褶皱的影响


以DETA为固化剂、将环氧树脂E-51和热塑性丙烯酸树脂按不同比例配制成9种涂料，利用流延自动涂膜烘干机控制涂层厚度为1mm，固化温度设为90℃。通过超景深数码显微镜观察涂层表面情况，发现当m（E-51）∶m（热塑性丙烯酸树脂）为1:9和9:1时，在涂层表面没有形成褶皱，而其它7个样品所形成的涂层褶皱波长如图1所示。


由图1可见，双组分树脂中丙烯酸树脂含量为20％～80％时在涂层表面可以形成褶皱，并且当m（E-51）∶m（热塑性丙烯酸树脂）为3:2时起皱效果最明显，褶皱波长最大为1.726mm。下面通过相结构分析对形成上述现象的机理进行探讨。


取纯环氧树脂E-51以及ｍ（E-51）∶ｍ（热塑性丙烯酸树脂）分别为3:2、1:1、1:5的环氧树脂／丙烯酸树脂混合物固化干燥后在液氮条件下脆断，其横截面的微观形貌如图2所示。


涂层干燥过程中上表面首先受热，反应过程中同时释放出大量热量又促进了反应的进行，形成具有一定模量的“上表层”，“上表层”的模量与反应使用的环氧固化剂以及反应温度，特别是与所形成的相结构有关。由图2(a)可见，纯环氧树脂体系为均相的紧密结构，由于不存在其它相结构，因此涂层固化收缩一致，形成不了表面褶皱。双连续相结构中树脂组分分散比较均匀，环氧树脂固化时体积收缩产生内应力，丙烯酸树脂的柔韧性在平衡内应力时为形成褶皱提供空间，有利于褶皱的产生。当共混体系中丙烯酸树脂为主体时（图2(d)），虽然环氧树脂固化时产生内应力，但丙烯酸树脂模量比较低，固化过程中的内应力很容易通过丙烯酸树脂的弹性形变而抵消，故形成不了表面褶皱。由图2(b)和图2(c)可见，混合树脂中均出现双连续相结构，环氧树脂富集相周围紧挨着很多丙烯酸树脂相，但丙烯酸树脂的含量不同时双连续相所占比例也不同，其中含40％丙烯酸树脂的共混体系中出现最多的双连续相，故在此配比条件下形成的涂层褶皱波长最大，起皱效果最明显。


2.2 涂层厚度对涂层褶皱的影响

如前所述，皱纹涂层在厚度方向上会产生固化速率梯度，可推断涂层的厚度对褶皱的形成有很大影响，因此控制ｍ（E-51）∶ｍ（热塑性丙烯酸树脂）＝1:4，以DETA为固化剂配制涂料。将固化温度设为90℃，利用涂膜机涂布不同厚度的漆膜，用数显螺旋测微仪测出涂层实际厚度，用超景深数码显微镜对相应涂层褶皱波长进行测量，结果如图3所示。