四氟太阳热反射涂料在粮食筒仓降温上的应用

2021-09-15申鹏程李瑞松

现代食品 2021年16期

◎ 申鹏程，李瑞松

（日照港裕廊股份有限公司，山东日照 276826）

近年来，随着国家进口粮食业务的飞速发展以及环保要求的日益提高，钢板筒仓以其粮层深、仓容大、可扩容、可拆卸更换、入仓检修及取样方便等特点，正逐渐成为港口粮食仓储和物流的主要仓型。日照港裕廊股份有限公司现有36座钢板筒仓，单仓仓容1万t，是全国最大的粮食进口分拨基地。2021年，裕廊公司针对大豆存储安全要求，结合公司钢板筒仓存储现状，进行了新的研究探索。

1 钢板仓储存大豆存在问题及常用应对措施

目前大部分进口大豆（巴西）含油、含水量较高。筒仓采用镀锌板制成，室外温度高、昼夜温差大，不具备长时间储存货物的功能，作为周转仓，在使用过程中逐渐发现有以下几个问题。

（1）筒仓暴晒导致表层温度过高。夏季太阳暴晒，金属仓表面温度高达60 ℃以上。为了降低仓内温度，只能加大通风力度，筒仓鼓风机风力无法完全通风循环，因此大豆呼吸或散热不彻底，仓内大豆局部温度升高使得货物仓内发生板结、碳化等情况。此外，长时间通风导致电耗增加，仓储成本上升。

（2）筒仓堆积易燃灰尘过多。大豆进入筒仓掺有大量粉尘，形成由大豆、粉尘和杂质混合形成的杂质层。这些粉尘带有油性物质，落于仓顶、仓壁会不断堆积，并吸附更多灰尘，使筒仓外观呈灰土色，影响美观。该灰尘具有可燃性，遇到雷电或电器短路等明火，极易造成火灾。

（3）筒仓使用时间过长。裕廊公司部分钢板筒仓至今已使用近20年，公司仓储地处沿海，长期的盐雾腐蚀使镀锌钢仓表面出现不同程度的锈蚀。

针对筒仓出现的一系列问题，公司均采取了相应措施进行处理。比如，对于粉尘及钢板锈蚀问题，一般采用人工定期清理、钢板表面除锈防腐等措施，解决方法传统且单一；针对大豆防板结方面，一般采用严格控制大豆来源，不同产地的大豆分别储存、不混仓、及时进行通风及倒仓等措施，已被证明效果并不理想，并未从根本上解决大豆板结问题。

热反射涂料因其对太阳辐射具有良好的反射作用,能够有效地降低被涂建筑的表面温度,达到降低夏季制冷能耗的作用,在建筑的夏季节能设计中得到越来越广泛的应用[1]。基于此，本文将采用新型材料，利用四氟太阳热反射涂料解决粮食筒仓存在的问题，并对仓顶表面及内部温度进行了详细的记录和对比分析。

2 四氟太阳热反射涂料介绍

2.1 太阳热反射涂料的作用机理

太阳辐射光谱按波长不同通常可分为3个部分，紫外光部分、可见光部分和近红外部分。而太阳热辐射能的能量主要集中在可见光和近红外部分，涂层的颜色是由涂层对可见光的选择性反射引起的，因此制备具有较高热反射效率的彩色涂料，就必须提高涂层在红外光部分，尤其是在近红外光部分的反射能力[2]。四氟热反射涂料是一种新型的功能型涂料，能在满足基材装饰性能的同时增强对太阳光的反射，从而减少建筑对太阳热辐射的吸收，有效地阻止热传导，降低建筑的外表面温度和室内环境温度，起到降低夏季建筑能耗的作用。

2.2 四氟漆的性能及相关指标分析

四氟乙烯系氟碳涂料树脂（又称4F型），主要由大金公司和济南华临化工有限公司生产，有2种制备类型。①四氟乙烯与乙烯基烧基魅、乙烯基羟烷基醚（或烯丙醇）和含羧基的烯类单体共聚制备的。②四氟乙烯与乙烯酯、乙烯基轻院基醚（或烯丙醇）和含駿基的烯类单体共聚制备的[3]。

通过对新型材料调查研究发现，新型四氟太阳热反射涂料在筒仓钢板表面防腐及降温方面具有一定可行性。该涂料在四氟防腐涂料的基础上，具有长达20年的户外耐老化、耐酸碱盐腐蚀、良好的抗污染与自洁性能，此外，该产品还具有疏水疏油功能，用该涂料处理的物体表面粉尘不易吸附，并能对太阳热具有长期的反射效果[4]，目前已广泛应用于舰船、油气储罐、建筑外墙等。

C-F键是四氟漆的灵魂所在，由于它的键长极短，化学键能极高，从化学结构上决定了它是已知最强的分子键之一[5],从而也决定了以它改性的高聚物树脂的一系列高性能。氟原子的电负性极大，能产生独特的极性，使氟原子在整个分子外围形成静电保护层，排斥其他极性分子的接近，显示出四氟涂层不沾污性、低磨性、斥水、斥油、电气绝缘等特殊的表面性能，四氟漆性能分析情况如图1所示。

图1 四氟漆性能分析图

2.3 四氟漆相关技术指标

四氟漆相关技术指标见表1。

表1 四氟漆技术指标表

3 四氟太阳热反射涂料应用

裕廊公司在基于对四氟太阳热反射涂料性能的分析论证的基础上，结合钢板仓钢板腐蚀现状，为进一步研究筒仓防板结工艺，于3月20日开始进行仓顶表面太阳热反射涂层施工，选择了S7和G313仓作为试验筒仓。

（1）喷涂位置。为节约成本，先进行仓顶表面喷涂，同时为保证效果，仓顶加强筋、仓顶换气口、仓顶弯口通风、仓顶加强筋连杆，以及仓顶护栏等均进行全覆盖喷涂，经测算，单仓仓顶表面喷涂总面积1 134.69 m2。

（2）喷涂工序。先清理底层灰尘污垢，然后在金属罐体表面，用环氧锌黄底漆滚涂一遍，干膜厚度30 μm以上；刮氟碳漆腻子，面层滚氟碳漆2遍，每遍干膜厚度不小于30 μm，涂装时间间隔1 h。喷涂施工及喷涂后现场效果图如图2、图3所示。

图2 喷涂施工图

图3 喷涂后现场效果

4 效果分析

随着温度升高，5月份开始集中对G313仓顶温度和仓内温度监测，具体结果如下。

4.1 仓顶温度分析

选择G313和G314仓顶温度进行部分数据对比，具体情况如图4所示。涂层G313仓顶温度明显低于G314仓顶温度，且温差随着室外温度升高不断变大。从目前监测数据可以看出一天内同一时间段、两仓仓顶同一位置，仓顶温差可达20 ℃以上。

图4 仓顶温度对比折线图

4.2 仓内温度分析

调取了美国玉米梧州这票货仓内温度进行对比分析，截取了5月17—21日各仓内筒仓测温系统监控的数值，如表2所示。梧州玉米进仓后，在5月17日G306、G319开始出现超过35 ℃的高温点，采集数据至5月22日，G306、G319高温点持续存在，但涂有太阳热反射涂层G313仓未出现高温点，且G313仓内温度稳定，与其他两仓最高点温差可保持在10 ℃以上。