環(huán)氧樹脂原料在水性環(huán)氧與紫外光固化體系中的應(yīng)用前景

---

一、引子：從膠水說起

說到環(huán)氧樹脂，大家第一反應(yīng)可能是“膠水”，沒錯，就是那種能粘金屬、塑料、木材甚至石頭的萬能膠。小時候誰沒用過502？不過呢，502雖然牛，但那是氰基丙烯酸酯類，和咱們今天要說的環(huán)氧樹脂還不太一樣。環(huán)氧樹脂是一種結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、性能更全面的材料，廣泛用于涂料、電子封裝、復(fù)合材料等領(lǐng)域。

近年來，隨著環(huán)保法規(guī)日益嚴格，傳統(tǒng)溶劑型環(huán)氧樹脂的應(yīng)用受到限制，而水性環(huán)氧樹脂和紫外光固化環(huán)氧樹脂兩大技術(shù)路線逐漸嶄露頭角，成為行業(yè)新寵。那么，它們到底好在哪里？又有哪些不同？今天我們就來聊聊這兩位“兄弟”的前世今生。

---

二、環(huán)氧樹脂的“江湖地位”

環(huán)氧樹脂之所以能在工業(yè)界站穩(wěn)腳跟，靠的是它出色的綜合性能：

• 優(yōu)異的機械性能：強度高、韌性好；
• 良好的耐化學(xué)腐蝕性：不怕酸堿；
• 出色的粘接性能：幾乎可以粘住任何東西；
• 可設(shè)計性強：通過改性或添加助劑，性能可調(diào)范圍廣；
• 電絕緣性好：是電子元件封裝的好幫手。

常見的環(huán)氧樹脂類型包括：

• 雙酚A型（E-51、E-44）
• 脂環(huán)族型
• 酚醛型
• 脂肪族型等

類型	特點	應(yīng)用領(lǐng)域
雙酚A型	成本低、性能均衡	涂料、膠黏劑、復(fù)合材料
脂環(huán)族型	耐候性好、透明度高	光學(xué)材料、UV固化
酚醛型	耐高溫、耐腐蝕	高溫結(jié)構(gòu)膠、航天材料
脂肪族型	柔韌性好	彈性涂層、密封膠

---

三、水性環(huán)氧樹脂：環(huán)保先行者

1. 什么是水性環(huán)氧？

水性環(huán)氧樹脂，顧名思義，是以水為分散介質(zhì)的環(huán)氧體系。它不是把環(huán)氧樹脂直接溶解在水里——環(huán)氧樹脂本身是疏水的，不溶于水，而是通過乳化劑或者化學(xué)改性，使樹脂形成微小顆粒懸浮在水中，形成穩(wěn)定的乳液。

2. 為什么選擇水性？

• 環(huán)保：不含揮發(fā)性有機化合物（VOC），對環(huán)境友好；
• 安全：無毒、無刺激性氣味，施工更安全；
• 成本可控：用水做稀釋劑，節(jié)省成本；
• 適用范圍廣：可用于金屬、混凝土、木材等多種基材。

3. 技術(shù)挑戰(zhàn)與突破

早期水性環(huán)氧存在幾個問題：

• 干燥慢、初期硬度低；
• 耐水性和耐化學(xué)性不如溶劑型；
• 成膜性能較差。

但近年來，通過引入納米填料、優(yōu)化交聯(lián)密度、使用新型乳化劑等方式，這些問題已大大緩解。比如采用自乳化環(huán)氧樹脂（無需外加乳化劑）和聚氨酯改性環(huán)氧乳液，大大提升了涂膜性能。

4. 主要應(yīng)用領(lǐng)域

應(yīng)用領(lǐng)域	優(yōu)勢說明
建筑地坪	耐磨、易清潔、無縫防塵
金屬防腐	附著力強、耐鹽霧
木器涂料	環(huán)保、氣味小
水泥修補	收縮率低、抗壓強度高

5. 性能參數(shù)對比（水性 vs 溶劑型）

參數(shù)	水性環(huán)氧	溶劑型環(huán)氧
VOC含量(g/L)	<50	>300
表干時間(h)	4~6	2~3
固化溫度(℃)	室溫~80	室溫~150
耐水性	中等	優(yōu)秀
成本(元/kg)	20~40	15~30
附著力(MPa)	8~12	10~15

---

四、紫外光固化環(huán)氧樹脂：快如閃電的黑馬

1. 什么是紫外光固化？

紫外光固化（UV固化）是利用紫外線照射引發(fā)自由基或陽離子聚合反應(yīng)，使液體樹脂迅速固化成膜的技術(shù)。對于環(huán)氧樹脂來說，通常采用陽離子UV固化機制，具有優(yōu)異的耐黃變性和后固化能力。

2. 為何選UV固化？

• 固化速度快：幾秒到幾十秒即可完成固化；
• 節(jié)能高效：能耗僅為熱固化的1/5；
• 環(huán)保：基本無VOC排放；
• 適合連續(xù)生產(chǎn)：自動化程度高，適合大批量生產(chǎn)。

3. 關(guān)鍵原料與配方

UV固化環(huán)氧體系主要包括以下成分：

成分	功能說明
環(huán)氧樹脂	提供主體結(jié)構(gòu)與性能
光引發(fā)劑	吸收UV能量，引發(fā)陽離子聚合反應(yīng)
活性稀釋劑	降低粘度，改善流平性
填料/助劑	調(diào)節(jié)物理性能、降低成本

常見光引發(fā)劑有：

成分	功能說明
環(huán)氧樹脂	提供主體結(jié)構(gòu)與性能
光引發(fā)劑	吸收UV能量，引發(fā)陽離子聚合反應(yīng)
活性稀釋劑	降低粘度，改善流平性
填料/助劑	調(diào)節(jié)物理性能、降低成本

常見光引發(fā)劑有：

• 陽離子型：如芳基重氮鎓鹽、碘鎓鹽；
• 自由基型：如苯偶姻醚類（適用于其他樹脂）；

4. 應(yīng)用場景一覽

應(yīng)用領(lǐng)域	舉例說明
電子封裝	LED封裝、芯片保護
光學(xué)器件	光纖連接器、透鏡粘接
印刷油墨	UV油墨，快速干燥、色彩鮮艷
醫(yī)療設(shè)備	無菌粘接、生物相容性要求高

5. 性能參數(shù)一覽

參數(shù)	UV固化環(huán)氧樹脂
固化時間(s)	5~30
硬度(H)	2H~4H
附著力(N/cm2)	>6
耐溫性(℃)	-40~150
伸長率(%)	2~8
粘度(mPa·s)	500~2000
典型固化能量(mJ/cm2)	200~800

---

五、水性與UV固化體系的“合體”趨勢

你以為這兩者只能各自為戰(zhàn)？其實現(xiàn)在已經(jīng)有企業(yè)開始嘗試將兩者結(jié)合，開發(fā)出“水性UV固化環(huán)氧體系”。這種體系既保留了水性環(huán)保的優(yōu)點，又具備UV快速固化的效率，尤其適用于需要低溫固化、環(huán)保要求高的場合。

例如，在醫(yī)療器械中，既要滿足生物相容性（水性體系更適合），又要快速固化以適應(yīng)產(chǎn)線節(jié)奏（UV加持）。這種組合拳打法，未來可期！

---

六、結(jié)語：未來可期，路在腳下

無論是水性環(huán)氧還是紫外光固化環(huán)氧，它們都在用自己的方式回應(yīng)時代的需求——環(huán)保、高效、可持續(xù)發(fā)展。環(huán)氧樹脂作為基礎(chǔ)材料之一，正隨著科技的進步不斷進化，從單一的“粘合劑”角色走向更多元化的應(yīng)用場景。

未來的環(huán)氧樹脂，或許不再只是我們印象中的“膠水”，而會是建筑行業(yè)的綠色守護者、電子世界的隱形盔甲、醫(yī)療健康的貼心助手。

正如古人所說：“工欲善其事，必先利其器。”在這個追求高質(zhì)量發(fā)展的時代，環(huán)氧樹脂也在不斷升級迭代，成為支撐現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的力量。

---

七、參考文獻（國內(nèi)外部分經(jīng)典研究）

國外文獻：

1. Crivello, J.V., & Lee, J.L. (1996). Photoinitiated cationic polymerization of epoxy monomers: Mechanism and applications. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 34(7), 1267–1277.
2. Odian, G. (2004). Principles of Polymerization (4th ed.). Wiley-Interscience.
3. Fouassier, J.P. (2012). Photoinitiators for Free Radical and Cationic Photopolymerization. John Wiley & Sons.
4. Xiao, P., Zhang, J., & Fouassier, J.P. (2013). Recent developments and future possibilities for photopolymerization. Progress in Organic Coatings, 76(1), 159–174.

國內(nèi)文獻：

1. 李志勇, 劉建國. (2015). 水性環(huán)氧樹脂的合成與性能研究. 精細化工, 32(5), 515–520.
2. 張偉, 王曉峰. (2017). 紫外光固化環(huán)氧樹脂的研究進展. 高分子通報, (8), 1–10.
3. 陳立新, 楊建文. (2018). UV固化技術(shù)及其在電子封裝中的應(yīng)用. 電子工藝技術(shù), 39(3), 123–127.
4. 周曉東, 黃志雄. (2020). 水性UV雙固化環(huán)氧樹脂體系的制備與性能研究. 涂料工業(yè), 50(10), 45–51.

---

如果你覺得這篇文章有用，不妨收藏一下，下次遇到環(huán)氧樹脂相關(guān)的項目時翻出來看看，說不定還能幫你少走彎路。畢竟，搞材料的，拼的就是細節(jié)和理解！

====================聯(lián)系信息=====================

聯(lián)系人： 吳經(jīng)理

手機號碼： 18301903156 (微信同號)

聯(lián)系電話： 021-51691811

公司地址: 上海市寶山區(qū)淞興西路258號

===========================================================

公司其它產(chǎn)品展示:

• NT CAT T-12 適用于室溫固化有機硅體系，快速固化。

• NT CAT UL1 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，活性略低于T-12。

• NT CAT UL22 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性比T-12高，優(yōu)異的耐水解性能。

• NT CAT UL28 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，該系列催化劑中活性高，常用于替代T-12。

• NT CAT UL30 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。

• NT CAT UL50 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。

• NT CAT UL54 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，耐水解性良好。

• NT CAT SI220 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，特別推薦用于MS膠，活性比T-12高。

• NT CAT MB20 適用有機鉍類催化劑，可用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性較低，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。

• NT CAT DBU 適用有機胺類催化劑，可用于室溫硫化硅橡膠，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。