Preparación e investigación de desempeño de aislamiento térmico y recubrimiento retardante de llama para tanques de combustible.

Los tanques de almacenamiento de combustible de aviación suelen tener grandes capacidades y están expuestos a los elementos, lo que provoca importantes pérdidas por evaporación de combustible y un alto riesgo de incendio. Para minimizar la pérdida de combustible, prevenir incendios en los tanques y garantizar un almacenamiento y transporte seguros, los tanques de combustible de aviación requieren un excelente aislamiento térmico y retardo de llama. La investigación y el desarrollo de sistemas de revestimiento con aislamiento térmico y retardantes de llama para su aplicación en el exterior de los tanques de combustible de aviación es una solución viable a este problema. Los materiales de cambio de fase de microcápsulas (McPCM) con octadecano (Oct) como material central y resina de melamina-urea-formaldehído (MUF) como cubierta se prepararon mediante polimerización química in-in situ. Se investigaron los efectos de diversos parámetros de preparación, incluido el contenido y la proporción de emulsionante, sobre la morfología, la estabilidad térmica y las propiedades de almacenamiento térmico de los materiales de cambio de fase de las microcápsulas. Los resultados mostraron que variar el contenido y la proporción de emulsionante daba como resultado materiales de cambio de fase de microcápsulas con una morfología mejorada, una eficiencia de encapsulación que alcanzaba hasta el 60,0 % y una eficiencia de almacenamiento de calor latente que alcanzaba hasta el 54,0 %. Además, se modificó la superficie del hidróxido de aluminio con un agente acoplante de titanato (UP-311) para mejorar la dispersión del retardante de llama de hidróxido de aluminio micronizado en la matriz orgánica. La espectroscopía infrarroja, el análisis del tamaño de partículas y el análisis del índice de activación revelaron que el tamaño de partícula modificado se redujo de 0,5-4 μm a 0,5-3 μm, y el índice de activación de la superficie del polvo alcanzó el 85,0 %. Además, las propiedades superficiales del hidróxido de aluminio cambiaron de hidrófilas a oleofóbicas. Sobre la base de lo anterior, basado en el sistema de recubrimiento compuesto de imprimación rica en zinc - epoxi, pintura intermedia de hierro micáceo epoxi y capa superior de poliuretano acrílico utilizado para el revestimiento de superficies de tanques de almacenamiento de combustible de aviación, se agrega material de cambio de fase en microcápsulas a la pintura intermedia de hierro micáceo epoxi para formar un recubrimiento intermedio modificado; Se agrega retardante de llama de hidróxido de aluminio de micras a una imprimación rica en zinc epoxi- y se mezcla y agita para formar una capa de imprimación modificada. Combinado con la optimización del proceso de recubrimiento, se prepara un recubrimiento compuesto modificado. Se estudian los efectos de diferentes cantidades de adición de material de cambio de fase de microcápsulas e hidróxido de aluminio tratado en superficie- sobre las propiedades básicas de recubrimientos modificados y recubrimientos modificados, así como sobre el aislamiento térmico y las propiedades retardantes de llama. El estudio muestra que la viscosidad y el contenido de materia no-volátil del recubrimiento de aislamiento térmico modificado y del recubrimiento retardante de llama aumentan con el aumento del contenido de microcápsulas, y el tiempo de secado cumple con el estándar nacional para recubrimientos. Se llevan a cabo las pruebas de rendimiento básicas como flexibilidad, resistencia al impacto y resistencia al agua del aislamiento térmico y revestimientos retardantes de llama después del revestimiento. Los resultados de la prueba muestran que cuando la cantidad de adición de microcápsulas alcanza el 12% en peso, el revestimiento de aislamiento térmico tiene una disminución significativa en las propiedades mecánicas y la resistencia al agua. La adición excesiva de hidróxido de aluminio modificado en la superficie da como resultado una resistencia al impacto y al agua deficientes del recubrimiento retardante de llama modificado. El estudio reveló que en una prueba de control de recubrimientos de aislamiento térmico, la pintura intermedia de hierro micáceo epoxi con materiales de cambio de fase de microcápsulas de 3% en peso, 6% en peso y 9% en peso tiene un rendimiento básico excelente y la superficie del recubrimiento tiene buen brillo y es suave. Entre ellos, la temperatura de aislamiento térmico de la pintura intermedia de hierro micáceo epoxi con un 9% en peso de material de cambio de fase de microcápsulas puede alcanzar aproximadamente 6,7 grados, y el rendimiento de aislamiento térmico del revestimiento es bueno. La imprimación epoxi rica en zinc-con 9% en peso de hidróxido de aluminio tratado en la superficie tiene buenas propiedades mecánicas y resistencia al agua, y su rendimiento básico cumple con los requisitos de las normas nacionales. La prueba de combustión encontró que el tiempo de retardo de llama puede alcanzar los 330 s y el área de carbonización es de 3328 mm2, lo que mejora significativamente el rendimiento retardante de llama del recubrimiento. La pintura epóxica rica en zinc con un 9% en peso de hidróxido de aluminio con tratamiento superficial añadido como imprimación y un 9% en peso de pintura intermedia de hierro micáceo epóxico microencapsulado, seguida de una capa superior de poliuretano acrílico, forma la capa protectora exterior para los tanques de almacenamiento de petróleo. Se probaron propiedades básicas del revestimiento compuesto, como espesor y resistencia al impacto, así como aislamiento térmico, retardo de llama y resistencia al envejecimiento por rayos UV. Los resultados de las pruebas mostraron que el recubrimiento compuesto tenía un espesor promedio de 261,12 μm y excelentes propiedades mecánicas. Su aislamiento térmico mejoró 0,6 grados en comparación con el revestimiento único y su retardo de llama duró 22 segundos más que el revestimiento único. Las pruebas de resistencia al envejecimiento por rayos UV revelaron que tanto el recubrimiento en blanco como el compuesto tenían una calificación de pérdida de brillo de Nivel 1, lo que indica una pérdida de brillo muy leve, lo que indica una buena resistencia al envejecimiento por rayos UV.