四氟太陽熱反射涂料在糧食筒倉降溫上的應用

◎ 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，隨著國家進口糧食業務的飛速發展以及環保要求的日益提高，鋼板筒倉以其糧層深、倉容大、可擴容、可拆卸更換、入倉檢修及取樣方便等特點，正逐漸成為港口糧食倉儲和物流的主要倉型。日照港裕廊股份有限公司現有36座鋼板筒倉，單倉倉容1萬t，是全國最大的糧食進口分撥基地。2021年，裕廊公司針對大豆存儲安全要求，結合公司鋼板筒倉存儲現狀，進行了新的研究探索。

1 鋼板倉儲存大豆存在問題及常用應對措施

目前大部分進口大豆（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，不具備長時間儲存貨物的功能，作為周轉倉，在使用過程中逐漸發現有以下幾個問題。

（1）筒倉暴曬導致表層溫度過高。夏季太陽暴曬，金屬倉表面溫度高達60 ℃以上。為了降低倉內溫度，只能加大通風力度，筒倉鼓風機風力無法完全通風循環，因此大豆呼吸或散熱不徹底，倉內大豆局部溫度升高使得貨物倉內發生板結、碳化等情況。此外，長時間通風導致電耗增加，倉儲成本上升。

（2）筒倉堆積易燃灰塵過多。大豆進入筒倉摻有大量粉塵，形成由大豆、粉塵和雜質混合形成的雜質層。這些粉塵帶有油性物質，落于倉頂、倉壁會不斷堆積，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。

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

針對筒倉出現的一系列問題，公司均采取了相應措施進行處理。比如，對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，解決方法傳統且單一；針對大豆防板結方面，一般采用嚴格控制大豆來源，不同產地的大豆分別儲存、不混倉、及時進行通風及倒倉等措施，已被證明效果并不理想，并未從根本上解決大豆板結問題。

熱反射涂料因其對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,達到降低夏季制冷能耗的作用,在建筑的夏季節能設計中得到越來越廣泛的應用[1]。基于此，本文將采用新型材料，利用四氟太陽熱反射涂料解決糧食筒倉存在的問題，并對倉頂表面及內部溫度進行了詳細的記錄和對比分析。

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理

太陽輻射光譜按波長不同通常可分為3個部分，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增強對太陽光的反射，從而減少建筑對太陽熱輻射的吸收，有效地阻止熱傳導，降低建筑的外表面溫度和室內環境溫度，起到降低夏季建筑能耗的作用。

2.2 四氟漆的性能及相關指標分析

四氟乙烯系氟碳涂料樹脂（又稱4F型），主要由大金公司和濟南華臨化工有限公司生產，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]。

通過對新型材料調查研究發現，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上，具有長達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，并能對太陽熱具有長期的反射效果[4]，目前已廣泛應用于艦船、油氣儲罐、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，化學鍵能極高，從化學結構上決定了它是已知最強的分子鍵之一[5],從而也決定了以它改性的高聚物樹脂的一系列高性能。氟原子的電負性極大，能產生獨特的極性，使氟原子在整個分子外圍形成靜電保護層，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 四氟漆相關技術指標

四氟漆相關技術指標見表1。

表1 四氟漆技術指標表

3 四氟太陽熱反射涂料應用

裕廊公司在基于對四氟太陽熱反射涂料性能的分析論證的基礎上，結合鋼板倉鋼板腐蝕現狀，為進一步研究筒倉防板結工藝，于3月20日開始進行倉頂表面太陽熱反射涂層施工，選擇了S7和G313倉作為試驗筒倉。

（1）噴涂位置。為節約成本，先進行倉頂表面噴涂，同時為保證效果，倉頂加強筋、倉頂換氣口、倉頂彎口通風、倉頂加強筋連桿，以及倉頂護欄等均進行全覆蓋噴涂，經測算，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，用環氧鋅黃底漆滾涂一遍，干膜厚度30 μm以上；刮氟碳漆膩子，面層滾氟碳漆2遍，每遍干膜厚度不小于30 μm，涂裝時間間隔1 h。噴涂施工及噴涂后現場效果圖如圖2、圖3所示。

圖2 噴涂施工圖

圖3 噴涂后現場效果

4 效果分析

隨著溫度升高，5月份開始集中對G313倉頂溫度和倉內溫度監測，具體結果如下。

4.1 倉頂溫度分析

選擇G313和G314倉頂溫度進行部分數據對比，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。從目前監測數據可以看出一天內同一時間段、兩倉倉頂同一位置，倉頂溫差可達20 ℃以上。

圖4 倉頂溫度對比折線圖

4.2 倉內溫度分析

調取了美國玉米梧州這票貨倉內溫度進行對比分析，截取了5月17—21日各倉內筒倉測溫系統監控的數值，如表2所示。梧州玉米進倉后，在5月17日G306、G319開始出現超過35 ℃的高溫點，采集數據至5月22日，G306、G319高溫點持續存在，但涂有太陽熱反射涂層G313倉未出現高溫點，且G313倉內溫度穩定，與其他兩倉最高點溫差可保持在10 ℃以上。

表2 測溫系統采集部分倉內溫度表（單位：℃）

5 結語

本文通過對涂刷四氟太陽熱反射涂料的筒倉與其他筒倉進行溫度的對比分析發現，太陽熱反射涂層對降低倉內溫度有一定改善作用，可以此為基礎，對通過降低倉內溫度，降低存儲大豆板結的課題作進一步研究。