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涂層起泡失效分析案例

2024-05-16  瀏覽量:356

 

涂層起泡失效分析案例

 

背景

 

產品之間的兼容性,尤其是助劑與高分子材料之間的兼容性,是我們在選材時首先要考慮的,比如鄰苯類以及棕櫚酸酯類會使有機硅材料發生溶脹和變軟,因此,在有機硅材料產品的周圍,其它高分子材料不能加入鄰苯類和棕櫚酸類作為增塑劑,否則會引起有機硅材料變軟而失效。

 

本案例也是關于材料之間不兼容引起的涂層起泡,失效產品是某產品涂層,涂層材質是聚氨酯材料,涂層周圍會使用到其它高分子的線材,在使用過程中,涂層表面出現起泡。

 

測試分析

 

1 外貌觀察

 

利用掃描電子顯微鏡對涂層起泡(NG)位置與未起泡(OK)位置進行觀察,如圖1所示,未起泡(OK)位置相對于起泡位置,表面比較密實,起泡(NG)位置表面較稀疏,顆粒感降低,有溶脹痕跡。

 

 

剝開起泡位置,觀察起泡內部的情況,涂層與基材發生剝離,如圖2所示。

 

 

2 元素分析

利用X射線能譜儀對起泡(NG)位置與未起泡(OK)位置的元素進行對比分析,起泡(NG)位置含有明顯的P元素,而未起泡(OK)位置無明顯P元素。

 

 

利用X射線能譜儀對于線材的元素進行分析,得知線材同樣含有P元素,結果詳見圖4。

 

 

3 GCMS分析

 

利用氣相-質譜聯用儀(GC-MS)對起泡(NG)位置與未起泡(OK)位置涂層有機成分進行分析,得知起泡(NG)位置含有較多的磷酸三苯酯、磷酸甲苯二苯酯、二二(4-甲基苯酯)磷酸苯酯、三對甲酚磷酸酯、三甲苯磷酸酯,而未起泡(OK)位置涂層無明顯含P的阻燃劑,如圖5所示。

 

 

利用氣相-質譜聯用儀(GC-MS)對周圍線材進行有機成分分析,得知周圍線材中含有磷酸三苯酯 、磷酸甲苯二苯酯 、二二(4-甲基苯酯)磷酸苯酯、三對甲酚磷酸酯、三甲苯磷酸酯阻燃劑成分如圖6所示。

 

 

4 綜合分析

 

從形貌觀察結果得知,起泡涂層表面有溶脹痕跡,涂層與基材發生脫離,且起泡位置有P(磷)元素,而未起泡位置無明顯P元素;氣相質譜分析結果得知,起泡位置含有大量含P(磷)阻燃劑,而未起泡位置無明顯含P(磷)阻燃劑;起泡涂層與之配套的線材均含有(磷)P阻燃劑。含P(磷)助燃劑雖可用作無鹵環保型阻燃劑,但分子量小,具有易揮發和遷移的特點,會使聚氨酯涂層發生溶脹。

 

結論

 

涂層出現起泡的原因是周圍線材中使用了大量含P阻燃劑,遷移至聚氨酯涂層內部,使涂層發生溶脹脫離基材,引起起泡。

 

建議:提高產品之間的兼容性。

 

*** 以上內容均為原創,如需轉載,請注明出處 ***

 

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