环氧树脂在船舶机械安装中的应用
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【摘 要】环氧树脂具有高的热固性和优异的耐磨性，其化学性能相对稳定，收缩率相对较小，更方便，更容易成型。此外，其材料使用成本低，在我国工程机械、航天等领域得到广泛应用。
【关键词】环氧树脂；船舶机械安装；应用
前言
环氧树脂（EP）是一种集电绝缘、耐化学药品、耐高温、耐磨和低收缩率、高黏合性能于一体的树脂材料，易加工成型，且成本低，在材料领域有着广泛应用。环氧树脂由于具有许多优异的物理机械性能，本身又含有活泼的环氧基和羟基官能团，因此很容易和其它材料相结合。环氧树脂与特定的功能材料相结合，不仅能弱化或去除环氧树脂本身存在的缺点，还能得到具有特定功能的环氧树脂基复合材料，这些复合材料按照用途可以分为灌浆材料、胶黏剂、功能涂料、封装材料等。
1 环氧树脂概述
环氧树脂是分子中带有两个或两个以上环氧基低分子量物质及其交联固化产物的总称，其最重要一类是双酚A型环氧树脂。因其原材料易得，成本低，产量比例约占世界环氧树脂使用量80%以上，故也称作通用型环氧树脂。环氧树脂，与酚醛树脂和不饱和聚酯树脂，被称为三大通用型热固性树脂。环氧树脂具有良好的工艺操作和黏结特性，力学性能和电气性能俱佳、尺寸稳定性好，并具有极佳的耐候性和耐温性。环氧树脂用途广泛，可用于涂料、胶黏剂、封装料、工程塑料、复合材料和建筑材料等领域。特别是在电子电器行业产品灌封、浇注等密封工艺上有很广泛应用。
2 环氧树脂的研究现状以及未来发展趋势
2.1 橡胶改性环氧树脂
橡胶弹性体改性环氧树脂是较为传统的一类方式，橡胶的活性官能团会和环氧树脂内的环氧基产生反应，还会把柔性橡胶链放置到环氧树脂的三维网络空间结构之中，改变了环氧树脂的韧性程度。丁腈橡胶含量提升，其样品的断裂伸长率会提高，但是其自身的力学性能会产生较为明显的下降趋势，这就说明丁腈橡胶具有一定的增韧性能。
2.2 液晶聚合物增韧改性环氧树脂
1990年，我国的相关学者已经开始了液晶聚合物增韧改性环氧树脂的研究工作，开始尝试使用液晶聚合物进行环氧树脂改性的实验工作。该种处理方式和橡胶的改性方式相比较具有一定的优势，采用液晶的形式对环氧树脂改性，不仅可以改变环氧树脂的耐热性能，同时还能增加其材质的韧性。液晶环氧树脂体系所产生的固化反应带有一定的加速效用，该种材质的使用可以明显降低固化反应的时间，另外，当液晶环氧树脂掺量提高，其相关体系的力学性能也会随之提升，二者存在着一定的正比关系。如果液晶环氧树脂添加量为7%，那么其冲击强度以及弯曲的强度会比改性前提升32%以及15%左右。合成了联苯型聚氨酯，并将其用于增韧改性环氧树脂，研究表明：联苯型聚氨酯的加入使体系的冲击强度、弯曲强度和拉伸强度等得到不同程度的提高，热性能也得到改善。也有学者研究了不同分子量的液晶聚合物对环氧树脂固化体系改性，发现固化物的力学性能和热性能受液晶聚合物相对分子质量的影响，当液晶聚合物的n=6时，对环氧树脂的综合改性效果最好。王晓博首先合成了丁二醇酯液晶和一缩二乙二醇酯液晶两类液晶，并研究了这两种液晶材料对环氧树脂的增韧改性，结果表明两种液晶增韧改性环氧树脂体系的效果一致。
2.3 热塑性树脂增韧环氧树脂
热塑性树脂如聚砜、聚碳酸酯等都具有较好的韧性、较高的模量和较好的耐热性。热塑性树脂增韧环氧树脂能改善固化物的韧性、模量、耐疲劳性、层间剪切强度、横向拉伸特性和耐热性。实验表明，聚碳酸酯的加入没有改变环氧树脂的固化机理，但使环氧树脂固化物的热分解温度和玻璃化转变温度降低。
3 环氧树脂在船舶机械安装中的应用
3.1 准备工作
第一，在主机基座的平面之上，前后各延伸出150毫米、左右各延伸出50毫米，对全部氧化皮、油漆等污物进行清理，之后在上面涂上一层防锈油，再将其保护好。第二，在主机基座的内侧焊接上适当高度的扁铁，其长度一定要控制好，应该超出主機底座前后各50毫米，之后要求主机底座的平面进行清洁，同时还应该涂油进行保养。第三，按照轴系水上校中工艺的要求，必须要考虑到树脂垫在固化之后的收缩率为0.001mm/mm，主机垫的理论高度是40mm，在校中的过程中，主机的高度应该高于校中位移高度0.04mm，按照这样的要求将主机精准的定位，使得主机的各项指标都满足设计的要求，之后钻主机的地脚孔，将杂物清除干净，然后利用三防布将其遮盖好，从而有效预防灰尘以及杂物的落入。第四，对主机的止推楔座按照设计图纸的要求位置进行焊接，之后要将上面所存在的毛刺进行清理，还要将油污以及杂物等清理干净。第五，按照主机的安装图当中的垫块尺寸要求，精准的装上泡沫或者海绵质地的模框，在主机基座地脚螺栓孔当中插入木塞，也可以插入海绵，在外表必须要涂上一层牛油或者专业的脱模剂。第六，在船东以及验船师确认的轴系当中校中，在主机臂距差以及所需要浇筑的垫块区域的清洁程度都已经满足相关要求之后，可以开展挡板、淌板的焊接作业，同时应该利用密封腻子将挡板外侧的缝隙堵塞严实，从而有效防止在树脂浇注的过程中，树脂材料溢出。第七，在实施浇注作业开展之前，应该检查可以与树脂垫块相接触的各个平面是否都已经涂上了脱模剂，当检查工作完成之后，就可以等待正式浇注作业的实施。
3.2 搅拌与浇注
第一，在浇注作业正式开始之前，应该结合作业现场的温度环境，将树脂材料在不拆封的情况下放入到一个密封效果极好的容器当中实施加温，使得材料的温度可以被控制在30-40℃之间。第二，在船东以及验船师检查合格之后，将树脂材料打开，之后在其中加入适量的固化剂，然后利用配有搅拌叶轮的可以实现速度调试的手提电钻进行搅拌，在搅拌的过程中速度应该控制在500r/min，搅拌的时间应该是2-3分钟，需要注意的是在搅拌的过程中一定要控制气泡的形成。第三，在搅拌作业完成之后，就可以将已经搅拌好的树脂材料注入到已经事先准备好的模框当中，在浇注的时候应该从每一垫块的最低处开始，在浇注的时候，应该使得树脂容器与挡板之间保持300mm的距离，以细条的状态缓缓的在淌板上流淌，这样就可以使得材料当中的气泡完全排除，有效避免浇注作业开展的过程中夹杂进去一定的空气，所以浇注作业一定要由经过专业技术培训的技术人员来操作。第四，在完成浇注作业之后，要切实确保浇注口的位置上所具有的树脂材料的高度应该高出垫块20mm以上。第五，在实施浇注的过程中，应该首先在基座之上浇注出两块或者两块以上尺寸为50mm*50mm*40mm的试块，等待垫块完全固化之后利用试块做硬度检测，在检测硬度的时候应该利用BarcoI硬度计，在检测的过程中发现硬度超过了40就视为合格。第六，全环氧树脂是一种在室温之下就可以实现固化的混合物，如果发现温度低于14℃，那么就应该对环境进行加温处理，其最短的固化时间应该为：在14-17℃的环境中需要48小时；在18-20℃的环境中需要36小时；在温度高于20℃的环境中需要24小时。
结束语
当前，研究人员开发的许多环氧树脂复合材料只能在室内条件下才能取得较好的效果，在环境比较复杂的室外很难得到较好、较持久的效果。另外社会的进步对环氧树脂复合材料的制备工艺也提出了更高的要求，绿色、低能耗的制备过程以及健康、无污染的制备原料都是未来的研究方向。
参考文献：
[1]王德禧.高性能环氧树脂电子封装材料的研究与发展现状[J].精细与专用化学品，2015，13（23）：8-15.
[2]魏涛，汪在芹，韩玮，等.环氧树脂灌浆材料的种类及其在工程中的应用[J].长江科学院院报，2017，26（7）：69-71.
（作者单位：启东中远海运海洋工程有限公司）
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