环氧树脂原料在水性环氧与紫外光固化体系中的应用前景

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一、引子：从胶水说起

说到环氧树脂，大家第一反应可能是“胶水”，没错，就是那种能粘金属、塑料、木材甚至石头的万能胶。小时候谁没用过502？不过呢，502虽然牛，但那是氰基丙烯酸酯类，和咱们今天要说的环氧树脂还不太一样?；费跏髦且恢纸峁垢丛?、性能更全面的材料，广泛用于涂料、电子封装、复合材料等领域。

近年来，随着环保法规日益严格，传统溶剂型环氧树脂的应用受到限制，而水性环氧树脂和紫外光固化环氧树脂两大技术路线逐渐崭露头角，成为行业新宠。那么，它们到底好在哪里？又有哪些不同？今天我们就来聊聊这两位“兄弟”的前世今生。

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二、环氧树脂的“江湖地位”

环氧树脂之所以能在工业界站稳脚跟，靠的是它出色的综合性能：

• 优异的机械性能：强度高、韧性好；
• 良好的耐化学腐蚀性：不怕酸碱；
• 出色的粘接性能：几乎可以粘住任何东西；
• 可设计性强：通过改性或添加助剂，性能可调范围广；
• 电绝缘性好：是电子元件封装的好帮手。

常见的环氧树脂类型包括：

• 双酚A型（E-51、E-44）
• 脂环族型
• 酚醛型
• 脂肪族型等

类型	特点	应用领域
双酚A型	成本低、性能均衡	涂料、胶黏剂、复合材料
脂环族型	耐候性好、透明度高	光学材料、UV固化
酚醛型	耐高温、耐腐蚀	高温结构胶、航天材料
脂肪族型	柔韧性好	弹性涂层、密封胶

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三、水性环氧树脂：环保先行者

1. 什么是水性环氧？

水性环氧树脂，顾名思义，是以水为分散介质的环氧体系。它不是把环氧树脂直接溶解在水里——环氧树脂本身是疏水的，不溶于水，而是通过乳化剂或者化学改性，使树脂形成微小颗粒悬浮在水中，形成稳定的乳液。

2. 为什么选择水性？

• 环保：不含挥发性有机化合物（VOC），对环境友好；
• 安全：无毒、无刺激性气味，施工更安全；
• 成本可控：用水做稀释剂，节省成本；
• 适用范围广：可用于金属、混凝土、木材等多种基材。

3. 技术挑战与突破

早期水性环氧存在几个问题：

• 干燥慢、初期硬度低；
• 耐水性和耐化学性不如溶剂型；
• 成膜性能较差。

但近年来，通过引入纳米填料、优化交联密度、使用新型乳化剂等方式，这些问题已大大缓解。比如采用自乳化环氧树脂（无需外加乳化剂）和聚氨酯改性环氧乳液，大大提升了涂膜性能。

4. 主要应用领域

应用领域	优势说明
建筑地坪	耐磨、易清洁、无缝防尘
金属防腐	附着力强、耐盐雾
木器涂料	环保、气味小
水泥修补	收缩率低、抗压强度高

5. 性能参数对比（水性 vs 溶剂型）

参数	水性环氧	溶剂型环氧
VOC含量(g/L)	<50	>300
表干时间(h)	4~6	2~3
固化温度(℃)	室温~80	室温~150
耐水性	中等	优秀
成本(元/kg)	20~40	15~30
附着力(MPa)	8~12	10~15

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四、紫外光固化环氧树脂：快如闪电的黑马

1. 什么是紫外光固化？

紫外光固化（UV固化）是利用紫外线照射引发自由基或阳离子聚合反应，使液体树脂迅速固化成膜的技术。对于环氧树脂来说，通常采用阳离子UV固化机制，具有优异的耐黄变性和后固化能力。

2. 为何选UV固化？

• 固化速度快：几秒到几十秒即可完成固化；
• 节能高效：能耗仅为热固化的1/5；
• 环保：基本无VOC排放；
• 适合连续生产：自动化程度高，适合大批量生产。

3. 关键原料与配方

UV固化环氧体系主要包括以下成分：

成分	功能说明
环氧树脂	提供主体结构与性能
光引发剂	吸收UV能量，引发阳离子聚合反应
活性稀释剂	降低粘度，改善流平性
填料/助剂	调节物理性能、降低成本

常见光引发剂有：

成分	功能说明
环氧树脂	提供主体结构与性能
光引发剂	吸收UV能量，引发阳离子聚合反应
活性稀释剂	降低粘度，改善流平性
填料/助剂	调节物理性能、降低成本

常见光引发剂有：

• 阳离子型：如芳基重氮鎓盐、碘鎓盐；
• 自由基型：如苯偶姻醚类（适用于其他树脂）；

4. 应用场景一览

应用领域	举例说明
电子封装	LED封装、芯片保护
光学器件	光纤连接器、透镜粘接
印刷油墨	UV油墨，快速干燥、色彩鲜艳
医疗设备	无菌粘接、生物相容性要求高

5. 性能参数一览

参数	UV固化环氧树脂
固化时间(s)	5~30
硬度(H)	2H~4H
附着力(N/cm2)	>6
耐温性(℃)	-40~150
伸长率(%)	2~8
粘度(mPa·s)	500~2000
典型固化能量(mJ/cm2)	200~800

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五、水性与UV固化体系的“合体”趋势

你以为这两者只能各自为战？其实现在已经有企业开始尝试将两者结合，开发出“水性UV固化环氧体系”。这种体系既保留了水性环保的优点，又具备UV快速固化的效率，尤其适用于需要低温固化、环保要求高的场合。

例如，在医疗器械中，既要满足生物相容性（水性体系更适合），又要快速固化以适应产线节奏（UV加持）。这种组合拳打法，未来可期！

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六、结语：未来可期，路在脚下

无论是水性环氧还是紫外光固化环氧，它们都在用自己的方式回应时代的需求——环保、高效、可持续发展?；费跏髦魑〔牧现唬孀趴萍嫉慕讲欢辖?，从单一的“粘合剂”角色走向更多元化的应用场景。

未来的环氧树脂，或许不再只是我们印象中的“胶水”，而会是建筑行业的绿色守护者、电子世界的隐形盔甲、医疗健康的贴心助手。

正如古人所说：“工欲善其事，必先利其器?！痹谡飧鲎非蟾咧柿糠⒄沟氖贝费跏髦苍诓欢仙兜?，成为支撑现代工业不可或缺的力量。

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七、参考文献（国内外部分经典研究）

国外文献：

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.

国内文献：

1. 李志勇, 刘建国. (2015). 水性环氧树脂的合成与性能研究. 精细化工, 32(5), 515–520.
2. 张伟, 王晓峰. (2017). 紫外光固化环氧树脂的研究进展. 高分子通报, (8), 1–10.
3. 陈立新, 杨建文. (2018). UV固化技术及其在电子封装中的应用. 电子工艺技术, 39(3), 123–127.
4. 周晓东, 黄志雄. (2020). 水性UV双固化环氧树脂体系的制备与性能研究. 涂料工业, 50(10), 45–51.

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如果你觉得这篇文章有用，不妨收藏一下，下次遇到环氧树脂相关的项目时翻出来看看，说不定还能帮你少走弯路。毕竟，搞材料的，拼的就是细节和理解！

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公司其它产品展示:

• NT CAT T-12 适用于室温固化有机硅体系，快速固化。

• NT CAT UL1 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性，活性略低于T-12。

• NT CAT UL22 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性比T-12高，优异的耐水解性能。

• NT CAT UL28 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，该系列催化剂中活性高，常用于替代T-12。

• NT CAT UL30 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性。

• NT CAT UL50 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性。

• NT CAT UL54 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性，耐水解性良好。

• NT CAT SI220 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，特别推荐用于MS胶，活性比T-12高。

• NT CAT MB20 适用有机铋类催化剂，可用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性较低，满足各类环保法规要求。

• NT CAT DBU 适用有机胺类催化剂，可用于室温硫化硅橡胶，满足各类环保法规要求。