四氟太陽熱反射涂料在糧食筒倉降溫上的應(yīng)用

◎ 申鵬程，李瑞松

（日照港裕廊股份有限公司，山東 日照 276826）

近年來，隨著國家進(jìn)口糧食業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展以及環(huán)保要求的日益提高，鋼板筒倉以其糧層深、倉容大、可擴(kuò)容、可拆卸更換、入倉檢修及取樣方便等特點(diǎn)，正逐漸成為港口糧食倉儲(chǔ)和物流的主要倉型。日照港裕廊股份有限公司現(xiàn)有36座鋼板筒倉，單倉倉容1萬t，是全國最大的糧食進(jìn)口分撥基地。2021年，裕廊公司針對(duì)大豆存儲(chǔ)安全要求，結(jié)合公司鋼板筒倉存儲(chǔ)現(xiàn)狀，進(jìn)行了新的研究探索。

1 鋼板倉儲(chǔ)存大豆存在問題及常用應(yīng)對(duì)措施

目前大部分進(jìn)口大豆（巴西）含油、含水量較高。筒倉采用鍍鋅板制成，室外溫度高、晝夜溫差大，不具備長時(shí)間儲(chǔ)存貨物的功能，作為周轉(zhuǎn)倉，在使用過程中逐漸發(fā)現(xiàn)有以下幾個(gè)問題。

（1）筒倉暴曬導(dǎo)致表層溫度過高。夏季太陽暴曬，金屬倉表面溫度高達(dá)60 ℃以上。為了降低倉內(nèi)溫度，只能加大通風(fēng)力度，筒倉鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)力無法完全通風(fēng)循環(huán)，因此大豆呼吸或散熱不徹底，倉內(nèi)大豆局部溫度升高使得貨物倉內(nèi)發(fā)生板結(jié)、碳化等情況。此外，長時(shí)間通風(fēng)導(dǎo)致電耗增加，倉儲(chǔ)成本上升。

（2）筒倉堆積易燃灰塵過多。大豆進(jìn)入筒倉摻有大量粉塵，形成由大豆、粉塵和雜質(zhì)混合形成的雜質(zhì)層。這些粉塵帶有油性物質(zhì)，落于倉頂、倉壁會(huì)不斷堆積，并吸附更多灰塵，使筒倉外觀呈灰土色，影響美觀。該灰塵具有可燃性，遇到雷電或電器短路等明火，極易造成火災(zāi)。

（3）筒倉使用時(shí)間過長。裕廊公司部分鋼板筒倉至今已使用近20年，公司倉儲(chǔ)地處沿海，長期的鹽霧腐蝕使鍍鋅鋼倉表面出現(xiàn)不同程度的銹蝕。

針對(duì)筒倉出現(xiàn)的一系列問題，公司均采取了相應(yīng)措施進(jìn)行處理。比如，對(duì)于粉塵及鋼板銹蝕問題，一般采用人工定期清理、鋼板表面除銹防腐等措施，解決方法傳統(tǒng)且單一；針對(duì)大豆防板結(jié)方面，一般采用嚴(yán)格控制大豆來源，不同產(chǎn)地的大豆分別儲(chǔ)存、不混倉、及時(shí)進(jìn)行通風(fēng)及倒倉等措施，已被證明效果并不理想，并未從根本上解決大豆板結(jié)問題。

熱反射涂料因其對(duì)太陽輻射具有良好的反射作用,能夠有效地降低被涂建筑的表面溫度,達(dá)到降低夏季制冷能耗的作用,在建筑的夏季節(jié)能設(shè)計(jì)中得到越來越廣泛的應(yīng)用[1]?；诖耍疚膶⒉捎眯滦筒牧?，利用四氟太陽熱反射涂料解決糧食筒倉存在的問題，并對(duì)倉頂表面及內(nèi)部溫度進(jìn)行了詳細(xì)的記錄和對(duì)比分析。

2 四氟太陽熱反射涂料介紹

2.1 太陽熱反射涂料的作用機(jī)理

太陽輻射光譜按波長不同通常可分為3個(gè)部分，紫外光部分、可見光部分和近紅外部分。而太陽熱輻射能的能量主要集中在可見光和近紅外部分，涂層的顏色是由涂層對(duì)可見光的選擇性反射引起的，因此制備具有較高熱反射效率的彩色涂料，就必須提高涂層在紅外光部分，尤其是在近紅外光部分的反射能力[2]。四氟熱反射涂料是一種新型的功能型涂料，能在滿足基材裝飾性能的同時(shí)增強(qiáng)對(duì)太陽光的反射，從而減少建筑對(duì)太陽熱輻射的吸收，有效地阻止熱傳導(dǎo)，降低建筑的外表面溫度和室內(nèi)環(huán)境溫度，起到降低夏季建筑能耗的作用。

2.2 四氟漆的性能及相關(guān)指標(biāo)分析

四氟乙烯系氟碳涂料樹脂（又稱4F型），主要由大金公司和濟(jì)南華臨化工有限公司生產(chǎn)，有2種制備類型。①四氟乙烯與乙烯基燒基魅、乙烯基羥烷基醚（或烯丙醇）和含羧基的烯類單體共聚制備的。②四氟乙烯與乙烯酯、乙烯基輕院基醚（或烯丙醇）和含駿基的烯類單體共聚制備的[3]。

通過對(duì)新型材料調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，新型四氟太陽熱反射涂料在筒倉鋼板表面防腐及降溫方面具有一定可行性。該涂料在四氟防腐涂料的基礎(chǔ)上，具有長達(dá)20年的戶外耐老化、耐酸堿鹽腐蝕、良好的抗污染與自潔性能，此外，該產(chǎn)品還具有疏水疏油功能，用該涂料處理的物體表面粉塵不易吸附，并能對(duì)太陽熱具有長期的反射效果[4]，目前已廣泛應(yīng)用于艦船、油氣儲(chǔ)罐、建筑外墻等。

C-F鍵是四氟漆的靈魂所在，由于它的鍵長極短，化學(xué)鍵能極高，從化學(xué)結(jié)構(gòu)上決定了它是已知最強(qiáng)的分子鍵之一[5],從而也決定了以它改性的高聚物樹脂的一系列高性能。氟原子的電負(fù)性極大，能產(chǎn)生獨(dú)特的極性，使氟原子在整個(gè)分子外圍形成靜電保護(hù)層，排斥其他極性分子的接近，顯示出四氟涂層不沾污性、低磨性、斥水、斥油、電氣絕緣等特殊的表面性能，四氟漆性能分析情況如圖1所示。

圖1 四氟漆性能分 析圖

2.3 四氟漆相關(guān)技術(shù)指標(biāo)

四氟漆相關(guān)技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 四氟漆技術(shù)指標(biāo)表

3 四氟太陽熱反射涂料應(yīng)用

裕廊公司在基于對(duì)四氟太陽熱反射涂料性能的分析論證的基礎(chǔ)上，結(jié)合鋼板倉鋼板腐蝕現(xiàn)狀，為進(jìn)一步研究筒倉防板結(jié)工藝，于3月20日開始進(jìn)行倉頂表面太陽熱反射涂層施工，選擇了S7和G313倉作為試驗(yàn)筒倉。

（1）噴涂位置。為節(jié)約成本，先進(jìn)行倉頂表面噴涂，同時(shí)為保證效果，倉頂加強(qiáng)筋、倉頂換氣口、倉頂彎口通風(fēng)、倉頂加強(qiáng)筋連桿，以及倉頂護(hù)欄等均進(jìn)行全覆蓋噴涂，經(jīng)測算，單倉倉頂表面噴涂總面積1 134.69 m2。

（2）噴涂工序。先清理底層灰塵污垢，然后在金屬罐體表面，用環(huán)氧鋅黃底漆滾涂一遍，干膜厚度30 μm以上；刮氟碳漆膩?zhàn)?，面層滾氟碳漆2遍，每遍干膜厚度不小于30 μm，涂裝時(shí)間間隔1 h。噴涂施工及噴涂后現(xiàn)場效果圖如圖2、圖3所示。

圖2 噴涂施工圖

圖3 噴涂后現(xiàn)場效果

4 效果分析

隨著溫度升高，5月份開始集中對(duì)G313倉頂溫度和倉內(nèi)溫度監(jiān)測，具體結(jié)果如下。

4.1 倉頂溫度分析

選擇G313和G314倉頂溫度進(jìn)行部分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)比，具體情況如圖4所示。涂層G313倉頂溫度明顯低于G314倉頂溫度，且溫差隨著室外溫度升高不斷變大。從目前監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出一天內(nèi)同一時(shí)間段、兩倉倉頂同一位置，倉頂溫差可達(dá)20 ℃以上。

圖4 倉頂溫度對(duì)比折線圖

4.2 倉內(nèi)溫度分析

調(diào)取了美國玉米梧州這票貨倉內(nèi)溫度進(jìn)行對(duì)比分析，截取了5月17—21日各倉內(nèi)筒倉測溫系統(tǒng)監(jiān)控的數(shù)值，如表2所示。梧州玉米進(jìn)倉后，在5月17日G306、G319開始出現(xiàn)超過35 ℃的高溫點(diǎn)，采集數(shù)據(jù)至5月22日，G306、G319高溫點(diǎn)持續(xù)存在，但涂有太陽熱反射涂層G313倉未出現(xiàn)高溫點(diǎn)，且G313倉內(nèi)溫度穩(wěn)定，與其他兩倉最高點(diǎn)溫差可保持在10 ℃以上。

表2 測溫系統(tǒng)采集部分倉內(nèi)溫度表（單位：℃）

5 結(jié)語

本文通過對(duì)涂刷四氟太陽熱反射涂料的筒倉與其他筒倉進(jìn)行溫度的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，太陽熱反射涂層對(duì)降低倉內(nèi)溫度有一定改善作用，可以此為基礎(chǔ)，對(duì)通過降低倉內(nèi)溫度，降低存儲(chǔ)大豆板結(jié)的課題作進(jìn)一步研究。