Priprava in raziskava učinkovitosti toplotne izolacije in negorljivega premaza za rezervoarje za gorivo

Rezervoarji za skladiščenje letalskega goriva imajo običajno velike prostornine in so izpostavljeni vremenskim vplivom, kar povzroči znatne izgube goriva zaradi izhlapevanja in visoko tveganje požara. Da bi čim bolj zmanjšali izgubo goriva, preprečili požare v rezervoarjih in zagotovili varno skladiščenje in transport goriva, zahtevajo rezervoarji za letalsko gorivo odlično toplotno izolacijo in zadrževanje gorenja. Raziskave in razvoj premaznih sistemov s toplotno izolacijo in zaviralcem gorenja za nanos na zunanjost rezervoarjev za letalsko gorivo so izvedljiva rešitev tega problema. Materiali za spreminjanje faze mikrokapsul (McPCM) z oktadekanom (Oct) kot jedrom in melamin-urea-formaldehidno smolo (MUF) kot ovojom so bili pripravljeni s kemično polimerizacijo in-situ. Raziskovali so učinke različnih parametrov priprave, vključno z vsebnostjo in razmerjem emulgatorja, na morfologijo, toplotno stabilnost in lastnosti toplotnega shranjevanja materialov za fazno spremembo mikrokapsul. Rezultati so pokazali, da je spreminjanje vsebnosti in razmerja emulgatorja povzročilo materiale s fazno spremembo mikrokapsul z izboljšano morfologijo, učinkovitostjo inkapsulacije, ki je dosegla do 60,0 %, in učinkovitostjo shranjevanja latentne toplote, ki je dosegla do 54,0 %. Poleg tega je bil aluminijev hidroksid površinsko modificiran s titanatnim spajalnim sredstvom (UP-311), da bi izboljšali disperzijo mikroniziranega zaviralca gorenja aluminijevega hidroksida v organskem matriksu. Infrardeča spektroskopija, analiza velikosti delcev in analiza aktivacijskega indeksa so pokazale, da se je modificirana velikost delcev zmanjšala z 0,5-4 μm na 0,5-3 μm, površinski aktivacijski indeks prahu pa je dosegel 85,0 %. Poleg tega so se površinske lastnosti aluminijevega hidroksida spremenile iz hidrofilnih v oleofobne. Na podlagi zgoraj navedenega, ki temelji na sistemu kompozitnega premaza iz epoksi cinka -bogatega temeljnega premaza, epoksi sljudnega železovega vmesnega laka in akrilnega poliuretanskega zaključnega premaza, ki se uporablja za površinsko prevleko rezervoarjev za shranjevanje letalskega goriva, se mikrokapsulni fazni spremenljivi material doda epoksi sljudnemu železovemu vmesnemu laku, da se oblikuje modificiran vmesni premaz; mikronski zaviralec gorenja iz aluminijevega hidroksida dodamo temeljnemu premazu, bogatemu z epoksi cinkom-, ter ga mešamo in mešamo, da nastane modificirana temeljna plast. V kombinaciji z optimizacijo postopka nanosa se pripravi modificiran kompozitni premaz. Proučujejo se učinki različnih dodanih količin materiala za fazno spremembo mikrokapsul in površinsko-obdelanega aluminijevega hidroksida na osnovne lastnosti modificiranih premazov in modificiranih premazov ter lastnosti toplotne izolacije in zaviranja gorenja. Študija kaže, da se viskoznost in vsebnost ne-hlapnih snovi modificiranega toplotnoizolacijskega premaza in premaza, ki zavira gorenje, povečata s povečanjem vsebnosti mikrokapsul, čas sušenja pa ustreza nacionalnemu standardu za premaze. Izvedeni so osnovni preskusi delovanja, kot so fleksibilnost, odpornost na udarce in vodoodpornost toplotnoizolacijskih in negorljivih premazov po nanosu. Rezultati testa kažejo, da ko količina dodatka mikrokapsul doseže 12 mas. % toplotnoizolacijske prevleke občutno zmanjša mehanske lastnosti in vodoodpornost. Prekomerno dodajanje površinsko-modificiranega aluminijevega hidroksida povzroči slabo odpornost na udarce in vodoodpornost modificiranega premaza, ki zavira gorenje. Študija je pokazala, da ima v kontrolnem preskusu toplotnoizolacijskih premazov vmesna barva epoksi sljudnega železa s 3 mas. %, 6 mas. % in 9 mas. % materialov s fazno spremembo mikrokapsul odlično osnovno zmogljivost, površina premaza pa ima dober sijaj in je gladka. Med njimi lahko temperatura toplotne izolacije vmesne barve iz epoksi sljudnega železa z 9 mas. % materiala za fazno spremembo mikrokapsul doseže približno 6,7 stopinje, toplotna izolacija prevleke pa je dobra. Epoksi cinkov-bogati temeljni premaz z 9 mas. % površinsko obdelanega aluminijevega hidroksida ima dobre mehanske lastnosti in vodoodpornost, njegova osnovna učinkovitost pa izpolnjuje zahteve nacionalnih standardov. Preskus zgorevanja je pokazal, da lahko čas zaviranja gorenja doseže 330 s, območje karbonizacije pa je 3328 mm2, kar znatno izboljša učinkovitost zaviranja gorenja prevleke. Epoksidna barva, bogata s cinkom, z 9 mas. % površinsko obdelanega aluminijevega hidroksida, dodanega kot osnovni premaz, in 9 mas. % mikroinkapsulirane epoksi sljudne vmesne barve, ki ji sledi akrilni poliuretanski zaključni premaz, tvori zunanji zaščitni premaz za rezervoarje za shranjevanje olja. Kompozitna prevleka je bila preizkušena glede osnovnih lastnosti, kot so debelina in odpornost na udarce, kot tudi toplotne izolacije, odpornosti proti gorenju in UV-staranja. Rezultati testiranja so pokazali, da ima kompozitna prevleka povprečno debelino 261,12 μm in odlične mehanske lastnosti. Njegova toplotna izolacija se je v primerjavi z enim nanosom izboljšala za 0,6 stopinje, njegova odpornost na gorenje pa je trajala 22 sekund dlje kot pri enem nanosu. Preizkušanje odpornosti proti UV-staranju je pokazalo, da imata prazen in kompozitni premaz stopnjo izgube sijaja 1. stopnje, kar kaže na zelo majhno izgubo sijaja, kar kaže na dobro odpornost proti UV-staranju.