环氧树脂（Epoxy Resin）泛指含2个或2个以上环氧基团，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机结构为骨架，在适当条件下可以交联固化的一类重要的热固性树脂，是胶粘剂、涂料和复合材料等的树脂基体，广泛应用于水利、交通、机械、电子、家电、汽车及航空航天等领域。环氧树脂既包括含环氧基的低聚物，也包括含环氧基团的低分子化合物。

    一、生产现状

    1、生产工艺

    双酚A型环氧树脂生产工艺一般分为一步法和两步法。一步法是由双酚A与环氧氯丙烷直接反应制取环氧树脂，常用于低、中分子量环氧树脂的合成；两步法是低分子量树脂继续与双酚 A 反应。高分子量环氧树脂可用一步法合成，也可用两步法合成。工艺流程见图2。

    1）液态双酚A型环氧树脂的生产工艺

    一步法工艺是把双酚A和环氧氯丙烷在NaOH作用下进行缩聚，即开环和闭环反应在同一反应条件下进行的。目前国内产量最大的E—44环氧树脂就是采用一步法工艺合成的。

    二步法工艺是双酚A和环氧氯丙烷在催化剂（如季铵盐）作用下，第一步通过加成反应生成二酚基丙烷氯醇醚中间体，第二步在NaOH存在下进行闭环反应，生成环氧树脂。二步法的优点是：反应时间短；操作稳定，温度波动小，易于控制；加碱时间短，可避免环氧氯丙烷大量水解；产品质量好而且稳定，产率高。国产E—51、E—54环氧树脂就是采用二步法工艺合成的。

    2）固态双酚A型环氧树脂的生产工艺

    一步法 （ 国外称Taffy法）可分为水洗法、溶剂萃取法和溶剂法，是将双酚A和环氧氯丙烷在NaOH作用下进行缩聚反应，用于制造中等分子量的固态环氧树脂，国内生产的 E-20、E-14、E-12等环氧树脂基本上均采用此法。

    两步法 （ 国外称Advancement法），可分为本体聚合法和催化聚合法，是将低分子量液态E型环氧树脂和双酚A加热溶解后，在高温或催化剂作用下进行加成反应，不断扩链，最后形成高分子量的固态环氧树脂，国内生产的 E-10、E-06、E-03 等环氧树脂都是采用此种方法。

    图2 环氧树脂工艺流程图

    2、国外生产现状

    2016年世界环氧树脂总产能约为462万t/a。近年，全球环氧树脂企业兼并及投资活动较为活跃，经过一系列的兼并重组，目前全球环氧树脂企业的前三甲为陶氏化学（陶氏进行资产重组，将环氧树脂全球业务卖给了Olin，获得Olin 50.5%股权）、台湾南亚塑胶和迈图特种化学其产能分别占全球总产能的15%、12%和10%。国外主要环氧树脂生产企业产能见表2，各地区产能分布情况见图3。

    表2 国外主要企业产能（ 不含中国大陆）

    单位：万t/a %

    图3 全球各地区环氧树脂产能分布

    3、国内生产现状

    我国环氧树脂工业化始于1958年。上世纪80年代中后期，巴陵石化从原日本东都化成公司引进3000t/a装置，无锡树脂厂从德国贝克莱特公司引进3000t/a装置后，行业发展显着提速。2000年我国环氧树脂产能达到为16万吨，产量为10万吨。2010 年产能达到155万吨，2017年产能进一步增至230万吨，由于2017年环保形势严峻，国内环氧树脂装置开工率较低，部分企业限产或者停产，年产量约120万吨。2017年国内主要环氧树脂生产商见表3。

    表3 2017年国内主要企业产能（万t/a）

    二、应用领域需求分析

    根据IHS及ACMI分析数据显示，我国环氧树脂主要用于电子电器、涂料、胶粘剂和复合材料等领域，消费占比分别为43%、41%、7%和9%。每个领域发展速度和特点略有差异，但总体呈正增长趋势，2013-2017年年均增长率为4.0%。

    图4 中国环氧树脂下游消费领域分布情况

    1、电子电器

    环氧树脂可用于电器、电机绝缘封装件的浇注，如电磁铁、接触器线圈；装有电子元件和线路的器件的灌封绝缘，半导体元器件的塑封绝缘等。

    2、涂料

    环氧树脂涂料主要用于汽车底架电泳漆、冰箱、洗衣机等壳体用粉末涂料、输油气管道、石化装置用重防腐涂料、建筑涂料等，具有耐水性、耐热性、电绝缘性、耐油性，还有优良的耐化学药品性。但是双酚A型产品不宜作户外用涂料及高装饰性涂料之用，主要用作防腐蚀漆、金属底漆、绝缘漆。但杂环及脂环族环氧树脂制成的涂料可以用于户外。

    3、胶粘剂

    环氧胶粘剂除了对聚烯烃等非极性塑料粘结性不好之外，对于各种金属材料、非金属材料及热固性塑料如酚醛、氨基、不饱和聚酯等都有优良的粘接性能，有万能胶之称。

    4、复合材料

    碳纤维增强的环氧树脂又称为环氧玻璃钢，是环氧树脂的最大用途之一。其具有与基材粘结力强、形状稳定性好等优点，可用于大型壳体，如游船、汽车车身、飞机的升降舵、尤其是可做导弹部件，对国防工业具有重要意义。

    5、土建工程

    适用于核岛外辐射控制区的混凝土基面。具体包括反应堆厂房，核辅助厂房，核燃料厂房与换料水池，电气厂房，连接厂房，反应堆停堆更衣室，放射源储藏间，核废液排放管廊，废物辅助厂房，废水处理厂房，固化桶储藏库，事故坑等的混凝土墙面与地面。

    三、未来发展趋势测

    （1）开发高性能产品

    长期以来，我国环氧树脂的生产以初级和通用型环氧树脂为主，各公司产品同质化严重。应开拓思路，加大无溶剂、低黏度或改性的产品开发力度。

    高科技及高压电器等领域需要高纯度环氧树脂及功能性环氧树脂，虽说国产树脂也能胜任，但供给能力不足，仍需大量进口，发展空间大。

    （2）加大固化剂开发力度

    目前国内可供选择的固化剂太少，大部分需要进口。根据市场需求，并借鉴发达国家发展经验，建议优先发展如下品种：①低分子质量聚酰胺固化剂（树脂、树脂液、改性聚酰胺）；② 改性脂肪胺（尤其是无毒型曼尼希固化剂）；③ 改性芳香胺（特别是水下固化剂）；④液态化甲基四氢苯酐和甲基六氢苯酐；⑤改性双氰胺（液态化）。

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责任编辑：王元

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