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紅外照射對UV固化的影響
紅外(IR，Infra-Red)烘道常用于UV涂裝工藝中，我們通常所知的主要目的和作用是：
* 增加涂料的流平時間和流平效果；
* 加快部分含有溶劑的涂料的溶劑揮發(fā)從而避免溶劑殘留在固化的涂層中影響后續(xù)的物性；
* 高溫可以加快分子運動；
紅外烘道的作用只有這些嗎？
當然不是！讓我們跟隨賀利氏日本公司的河村紀代子(Kiyoko Kawamura)和足利一男(Kazuo Ashikaga)的研究，探索紅外照射對UV固化的其他影響。
實驗基礎
試驗中采用了長于2微米波長的紅外線來從外部激活分子的運動，因為所有的有機分子對這個波長范圍都有吸收，并且所吸收的紅外能量會有效地激發(fā)分子的運動。所采用的原材料包括，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、聚酯丙烯酸酯(商品牌號M-8100)，甲氧基聚氧乙烯丙烯酸酯(商品牌號AM-90G)，環(huán)己烷二甲氧基單丙烯酸酯(CHDMMA)，以及光引發(fā)劑Irgacure127 (Hydroxyl Methyl Phenyl Propane Dimer，HMPP-D)和Irgacure 184 (Hydroxyl Cyclohexyl Phenyl Ketone，HCPK)。
一起來看看實驗結(jié)果吧
對于TMPTA的固化，要達到相同的抗刮性，采用IR預照射后再進行UV固化的固化速度得到了顯著提高(Fig. 1)。
經(jīng)過IR預照射后再進行UV固化的丙烯酸酯雙鍵轉(zhuǎn)換率比未經(jīng)IR預照射的要高15%-20%。在涂層的底層和面層的雙鍵轉(zhuǎn)換率幾乎相同(Fig. 2)。
在聚合物轉(zhuǎn)化方面，是否進行IR預照射的影響不大。但是，所得到聚合物的數(shù)均分子量(Mn)卻受是否IR預照射的很大影響，隨著IR預照射強度的增加，數(shù)均分子量持續(xù)降低，這個原因是IR預照射使得引發(fā)劑產(chǎn)生了更多的自由基(Fig. 3)。
光裂解產(chǎn)物
通過IR預照射，產(chǎn)生了更多的光裂解產(chǎn)物，這一結(jié)果說明，光引發(fā)劑Irgacure127 在IR預照射之后的引發(fā)效率更高了。通過IR預照射，引發(fā)劑的分子運動加劇，其UV吸收效率或轉(zhuǎn)換效率更高，從而增加了其電子激發(fā)狀態(tài)并產(chǎn)生了更多的引發(fā)成分(Fig. 4)。
陽離子固化體系
在陽離子固化體系中采用IR照射同樣會產(chǎn)生類似于自由基固化體系中的積極效果。經(jīng)過IR預照射之后，抗刮性得到了提高，而IR后照射則加快了陽離子固化體系的后固化速度。
另外，UV固化后通過IR后照射，可以大大加快由于固化產(chǎn)生的收縮而引起的薄膜卷曲的釋放效果。采用50微米PET 薄膜，涂層厚度10微米，配方為HCPK/TMPTA=5/100，UV固化條件為LH10 w/H-燈，輸出功率240瓦/厘米，固化速度5米/分鐘，IR功率6.4kw，所得到的薄膜卷曲釋放情況如下圖(左邊為未經(jīng)IR后照射，右邊為被IR后照射的)。
剛固化后 5分鐘后 25分鐘后