热敏催化剂|延迟催化剂在UV/热双重固化体系和低温快速固化中的应用前景

热敏催化剂与延迟催化剂在UV/热双重固化体系和低温快速固化中的应用前景

说起涂料、胶黏剂、油墨这些工业材料，大家可能觉得它们离我们很远。但其实不然，从你手机的外壳到汽车的涂装，从打印文件的墨迹到医用设备的封装，无一不涉及这些“看不见”的技术。而在这背后，有一类看似不起眼却极为关键的角色——催化剂。

今天我们要聊的是两类非常有意思的催化剂：热敏催化剂和延迟催化剂。它们在UV/热双重固化体系以及低温快速固化中扮演着越来越重要的角色，尤其是在环保、节能、高效生产的大趋势下，其应用前景可谓是一片光明。

一、什么是热敏催化剂？什么又是延迟催化剂？

首先，咱们先来搞清楚这两个词的意思。

热敏催化剂（Thermally Sensitive Catalyst），顾名思义，就是对温度敏感的催化剂。它在低温下活性较低或几乎不反应，只有在达到某一特定温度后才会迅速激活，促进化学反应进行。这种特性让它在需要“控制时间”或“精准触发”的场合特别有用。

而延迟催化剂（Delayed Catalyst），则是指那些在反应初期活性较低，经过一段时间后才开始加速反应的催化剂。它的“延迟”作用可以通过多种方式实现，比如物理包裹、化学结构设计、或者通过环境变化（如pH、湿度、温度）来释放活性组分。

两者虽然名字不同，但在实际应用中常常是“搭档”，特别是在一些复杂的固化体系中，比如UV/热双重固化系统。

二、UV/热双重固化体系：催化剂的“舞台”

现在越来越多的工业产品采用UV/热双重固化体系，为什么呢？因为单一的固化方式往往有局限性。

• UV固化快、节能、适合表面处理，但它穿透力差，深层材料难以固化；
• 热固化则可以弥补这一缺点，让整个体系完全交联，提升性能。

这时候，热敏催化剂和延迟催化剂就派上用场了。它们可以在UV照射之后，在加热过程中发挥作用，确保深层部分也能充分反应，从而获得更均匀、更坚固的涂层或粘接效果。

举个例子：你在涂一层电子器件封装胶时，表层用UV快速固化定型，底层则依靠热敏催化剂在后续加热中慢慢完成固化，避免气泡、开裂等问题。

三、低温快速固化的挑战与机遇

近年来，“低温固化”成为热门词汇。尤其是在电子封装、柔性显示、3D打印等领域，很多材料无法承受高温处理，这就催生了对低温快速固化技术的需求。

传统固化工艺往往需要80℃以上甚至更高的温度，这不仅耗能大，还容易造成基材变形、老化等问题。而使用热敏催化剂和延迟催化剂，可以在60℃以下甚至室温附近实现快速固化。

比如某些环氧树脂体系，加入合适的延迟胺类催化剂后，即使在40℃环境下也能在数分钟内完成固化，极大地提升了效率和适用性。

比如某些环氧树脂体系，加入合适的延迟胺类催化剂后，即使在40℃环境下也能在数分钟内完成固化，极大地提升了效率和适用性。

四、典型热敏/延迟催化剂及其参数对比

为了让大家更直观地了解这两类催化剂，我整理了一个表格，列出了一些常见类型及其主要参数：

这个表格只是冰山一角，实际上市场上还有许多专利型催化剂，针对不同体系做了专门优化。

五、催化剂的“智慧”表现：如何选择？

在实际应用中，选择哪种催化剂并不是随便抓一个就行，而是要根据具体的配方、工艺条件和终性能要求来决定。

比如说：

• 如果你需要UV照射后立即加热固化，那就选一个热响应快、延迟短的催化剂；
• 如果你是做现场施工类产品，比如建筑胶、汽车胶等，那就需要延迟时间长一点，避免还没打完胶就开始固化；
• 如果你的产品对气味、毒性有严格限制，那就要考虑用低挥发、无毒性的封闭型催化剂。

此外，还要注意催化剂与其他助剂之间的相容性问题，否则可能会出现“打架”现象，反而影响固化效果。

六、未来的路怎么走？

随着环保法规日益严格、制造业向智能化转型，催化剂也必须跟上节奏。未来的发展方向大致包括以下几个方面：

1. 更低的固化温度与更快的反应速度：满足更多热敏材料的需求；
2. 更高的安全性与环保性：减少VOC排放，符合绿色制造理念；
3. 更智能的控释机制：比如光控、温控、pH控等多种响应机制结合；
4. 可再生与生物基催化剂开发：推动可持续发展。

在这方面，国内外的研究机构和企业都在积极布局。比如日本的ADEKA公司推出的多款封闭型催化剂，已经广泛应用于汽车电子领域；德国BASF也在开发基于天然氨基酸的延迟催化剂，以替代传统的有毒重金属类物质。

七、结语：催化剂虽小，能量不小

说到底，催化剂就像化学反应里的“导演”，它不参与剧情本身，却决定了整部戏的节奏与高潮。热敏催化剂和延迟催化剂正是这样一群“幕后英雄”，在UV/热双重固化体系和低温快速固化中默默发力，推动着现代工业不断向前。

未来，谁掌握了更先进、更环保、更高效的催化剂技术，谁就能在新材料、新能源、智能制造等高端领域占据一席之地。

参考文献（国内篇）

1. 张伟, 李红, 王强. “UV/热双重固化环氧树脂体系的研究进展.”《中国胶粘剂》, 2022, 31(4): 15-22.
2. 刘洋, 陈志强. “低温固化聚氨酯胶粘剂的现状与发展.”《化工新型材料》, 2021, 49(6): 45-50.
3. 王磊, 周晓燕. “微胶囊延迟催化剂在结构胶中的应用研究.”《粘接》, 2023, 44(2): 67-72.

参考文献（国外篇）

1. K. Ichimura, Y. Kuwabara. “Recent Advances in Dual Curing Systems: UV and Thermal Combination.” Progress in Organic Coatings, 2020, 145: 105723.
2. M. Sangermano, G. Malucelli. “Photothermal dual curing systems for advanced materials applications.” Materials Today Chemistry, 2021, 20: 100458.
3. J. P. Fouassier, X. Allonas. “New trends in photoinitiators for radical photopolymerization.” Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2019, 57(12): 1321-1333.

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聚氨酯防水涂料催化剂目录

• NT CAT 680 凝胶型催化剂，是一种环保型金属复合催化剂，不含RoHS所限制的多溴联、多溴二醚、铅、汞、镉等、辛基锡、丁基锡、基锡等九类有机锡化合物，适用于聚氨酯皮革、涂料、胶黏剂以及硅橡胶等。

• NT CAT C-14 广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、胶黏剂、密封胶和室温固化有机硅体系；

• NT CAT C-15 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，比A-14活性低；

• NT CAT C-16 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用和一定的耐水解性，组合料储存时间长；

• NT CAT C-128 适用于聚氨酯双组份快速固化胶黏剂体系，在该系列催化剂中催化活性强，特别适合用于脂肪族异氰酸酯体系；

• NT CAT C-129 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有很强的延迟效果，与水的稳定性较强；

• NT CAT C-138 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，良好的流动性和耐水解性；

• NT CAT C-154 适用于脂肪族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用；

• NT CAT C-159 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，可用来替代A-14，添加量为A-14的50-60%；

• NT CAT MB20 凝胶型催化剂，可用于替代软质块状泡沫、高密度软质泡沫、喷涂泡沫、微孔泡沫以及硬质泡沫体系中的锡金属催化剂，活性比有机锡相对较低；

• NT CAT T-12 二月桂酸二丁基锡，凝胶型催化剂，适用于聚醚型高密度结构泡沫，还用于聚氨酯涂料、弹性体、胶黏剂、室温固化硅橡胶等；

• NT CAT T-125 有机锡类强凝胶催化剂，与其他的二丁基锡催化剂相比，T-125催化剂对氨基甲酸酯反应具有更高的催化活性和选择性，而且改善了水解稳定性，适用于硬质聚氨酯喷涂泡沫、模塑泡沫及CASE应用中。