Підготовка та дослідження ефективності теплоізоляції та вогнезахисного покриття паливних баків

Резервуари для зберігання авіаційного палива зазвичай мають велику місткість і піддаються впливу стихії, що призводить до значних втрат палива на випаровування та високого ризику пожежі. Щоб звести до мінімуму втрати палива, запобігти пожежі в резервуарах і забезпечити безпечне зберігання та транспортування палива, авіаційні паливні баки потребують чудової теплоізоляції та вогнестійкості. Дослідження та розробка систем покриття з теплоізоляцією та вогнестійкістю для нанесення на зовнішню частину авіаційних паливних баків є життєздатним вирішенням цієї проблеми. Матеріали фазової зміни мікрокапсул (McPCM) з октадеканом (Oct) як основним матеріалом і меламін-сечовиною-формальдегідною смолою (MUF) як оболонкою були виготовлені хімічною полімеризацією in-на місці. Було досліджено вплив різних параметрів приготування, включаючи вміст і співвідношення емульгаторів, на морфологію, термічну стабільність і властивості термозберігання матеріалів для фазової зміни мікрокапсул. Результати показали, що зміна вмісту емульгатора та його співвідношення призвело до отримання матеріалів із фазовою зміною мікрокапсул із покращеною морфологією, ефективністю інкапсуляції до 60,0%, а ефективністю збереження прихованого тепла – до 54,0%. Крім того, поверхня гідроксиду алюмінію була модифікована за допомогою титанатного зв’язуючого агента (UP-311) для покращення дисперсії мікронізованого гідроксиду алюмінію вогнезахисної речовини в органічній матриці. Інфрачервона спектроскопія, аналіз розміру частинок та аналіз індексу активації показали, що модифікований розмір частинок зменшився з 0,5-4 мкм до 0,5-3 мкм, а індекс активації поверхні порошку досяг 85,0%. Крім того, властивості поверхні гідроксиду алюмінію змінилися з гідрофільних на олеофобні. На основі вищезазначеного, на основі системи композитного покриття, що складається з епоксидної цинк-ґрунтовки, епоксидної слюдяної проміжної фарби та акрилового поліуретанового верхнього покриття, що використовується для поверхневого покриття резервуарів для зберігання авіаційного палива, до епоксидної слюдяної проміжної фарби додається мікрокапсульний матеріал зі зміною фази до епоксидної слюдяної проміжної фарби для формування модифікованого проміжного покриття; вогнезахисний мікронний гідроксид алюмінію додають до епоксидної цинк-ґрунтовки, змішують і перемішують, щоб утворити модифікований шар грунтовки. У поєднанні з оптимізацією процесу нанесення покриття готується модифіковане композитне покриття. Вивчається вплив різних доданих кількостей матеріалу з фазовою зміною мікрокапсул і гідроксиду алюмінію, обробленого-поверхнево, на основні властивості модифікованих покриттів і модифікованих покриттів, а також на теплоізоляційні та вогнезахисні властивості. Дослідження показує, що в’язкість і вміст не-летких речовин у модифікованому теплоізоляційному покритті та вогнезахисному покритті збільшуються зі збільшенням вмісту мікрокапсул, а час висихання відповідає національному стандарту для покриттів. Виконуються основні випробування ефективності, такі як гнучкість, ударостійкість і водонепроникність теплоізоляційних і вогнезахисних покриттів після нанесення покриття. Результати випробувань показують, що коли кількість доданої мікрокапсули досягає 12 мас.% теплоізоляційного покриття має значне зниження механічних властивостей і водостійкості. Надмірне додавання поверхнево-модифікованого гідроксиду алюмінію призводить до низької ударостійкості та водонепроникності модифікованого вогнезахисного покриття. Дослідження показало, що під час контрольного випробування теплоізоляційних покриттів епоксидна слюдяна залізна проміжна фарба з 3 мас.%, 6 мас.% і 9 мас.% мікрокапсульних фазових змінних матеріалів має відмінні базові характеристики, а поверхня покриття має гарний блиск і гладка поверхня. Серед них температура теплоізоляції епоксидної слюдяної проміжної фарби з 9 мас.% мікрокапсульного матеріалу фазової зміни може досягати приблизно 6,7 градусів, а теплоізоляційні характеристики покриття хороші. Епоксидна цинк-ґрунтовка з 9 мас.% гідроксиду алюмінію з обробленою поверхнею має хороші механічні властивості та водостійкість, а її базові характеристики відповідають вимогам національного стандарту. Випробування на горіння показало, що час вогнезахисної дії може досягати 330 с, а площа карбонізації становить 3328 мм2, що значно покращує вогнезахисні характеристики покриття. Зовнішнє захисне покриття резервуарів для зберігання нафти утворює епоксидна фарба, збагачена цинком, з 9 мас.% гідроксиду алюмінію з обробленою поверхнею, доданого як грунтовка, і 9 мас.% мікрокапсульованої епоксидної слюдяної проміжної фарби, а потім акрилово-поліуретанового верхнього покриття. Композитне покриття було перевірено на основні властивості, такі як товщина та ударостійкість, а також на теплоізоляцію, вогнестійкість та стійкість до старіння під час ультрафіолету. Результати тестування показали, що композитне покриття мало середню товщину 261,12 мкм і відмінні механічні властивості. Його теплоізоляція покращилася на 0,6 градуса порівняно з одним покриттям, а його стійкість до полум’я тривала на 22 секунди довше, ніж одинарне покриття. Випробування на стійкість до старіння під впливом ультрафіолетового випромінювання показали, що як порожнє, так і композитне покриття мали рейтинг втрати блиску рівня 1, що вказує на дуже незначну втрату блиску, що вказує на хорошу стійкість до старіння під впливом ультрафіолетового випромінювання.