CN102072921B - 一种测定涂膜结露状况的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测定涂膜结露状况的方法，包括如下步骤：(a)提供测定装置、以及待测的涂膜样板；(b)将测定装置的加热加湿单元进行加热加湿，使得所述测定装置的测定单元中湿度达到100％；(c)将待测的涂膜样板置于所述湿度达到100％的测定单元；(d)测定所述涂膜样板的结露所需时间；根据结露时间，判定涂膜结露状况。本发明提供了一种快速而准确评判涂膜结露状况的装置及其方法，从而可以判定一个涂料产品抗结露能力的高低。

Description

一种测定涂膜结露状况的方法

技术领域

本发明涉及一种测定是否容易结露的方法，更具体地涉及一种测定涂膜结露状况的方法。

背景技术

目前市场上涂料的应用已经越来越广泛，尤其是水性涂料越来越受到重视，伴随着大量的中高端产品以及功能型产品的不断推出，让水性涂料的应用，上了一个崭新的台阶。但是，不少中高端产品在设计开发功能时，为了达到更好的立面防水功能或者更好的抗污功能，往往会通过提高涂膜的致密性来实现一系列的功能。致密性的提高，带来的负面作用就是涂膜的透气性变差，一旦空气湿度较大，而涂膜表面和环境又存在一定的温度差异时，涂膜表面就会象玻璃、瓷砖等物体表面一样，出现结露现象。

对于长期处于湿度较高状况下的环境，比如地下室、厨房、卫生间、火锅店等，涂膜更容易产生结露现象。一旦涂膜经常产生结露，使得涂膜表面经常处于水的浸泡中，对于涂膜的性能、外观状态等，都会带来相当大的影响。此外，当涂膜表面和环境存在一定的温度差异，且环境湿度较大时，涂膜表面也非常容易产生结露现象。涂膜表面结露易产生霉变、滋生藻类造成涂膜降解老化，使得涂膜的使用寿命大大缩短。

因此，有必要对涂膜的结露状况进行监控和检测。

空气湿度是表征空气中水汽含量的多少或空气的干湿程度，它是空气状态参数中一个非常重要而又难以准确测量的物理量。空气的绝对含湿能力随空气温度的升高而增大，在100℃以上的高温状态下，即使空气的相对湿度相差很小，但其绝对含湿量的差异可能会很大，因此对于高温空气，其湿度测量的精度宜以绝对含湿量的测量精度指标来衡量。

因此，本领域迫切需要一种快速而准确评判涂膜结露状况的方法，从而可以判定一个涂料产品抗结露能力的高低，从而在配方设计时，即可通过配方的优化，减少乃至避免结露现象的产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速准确评判涂膜结露状况的方法。

本发明提供一种测定涂膜结露状况的方法，包括如下步骤：

(a)提供测定装置、以及待测的涂膜样板；

(b)将测定装置的加热加湿单元进行加热加湿，使得所述测定装置的测定单元中湿度达到100％；

(c)将待测的涂膜样板置于所述湿度达到100％的测定单元；

(d)测定所述涂膜样板的结露所需时间；根据结露时间，判定涂膜结露状况。

在本发明的一个具体实施方式中，

步骤(a)中，将涂料样品制成涂膜，所述涂膜在预设环境下进行保养。

在一优选例中，采用如下方法将涂料样品制成涂膜：将结露专用测试样板表面清洗干净，并晾干备用；取待测涂料样品，搅拌均匀，使用线棒涂布器(例如150微米线棒涂布器)在所述结露专用测试样板表面刮涂一遍，若有明显的漏刮、厚薄不一等现象，清洗干净后重新刮涂，以表面无明显缺陷为准。

在一优选例中，所述预设环境优选为：将制备好的样板放入23±2℃、50±5％的环境中保养7±1天。

在本发明的一个具体实施方式中，

步骤(b)中，加热加湿单元采用水箱加热到预定温度，使得测定单元中湿度达到100％。

在一优选例中，将水箱注水至总容积的80％以上，闭顶盖，调节温控并设定加热温度，将水加热至设定温度。

在一优选例中，所述装置置于一设有温度湿度控制仪的可调节温湿度实验室，温度控制范围为0-50℃，误差±2℃；湿度控制范围为30-95％，误差±5％。

在本发明的一个具体实施方式中，

步骤(b)中，加热加湿单元的水箱加热至温度达到50±2℃，湿度达到100％。

在一优选例中，步骤(b)中，加热时间不高于30分钟；更优选地，加热时间为1～10分钟。

在本发明的一个具体实施方式中，所述测定装置包括：

-测定单元(1)，所述测定单元(1)包括设置在顶部的涂膜样板插槽(11)；和下部的升温仓(12)；

-设在测定单元(1)下部的加热加湿单元(2)；所述加热加湿单元(2)包括：

-设在测定单元(1)下方且与所述升温仓(12)连通的水箱(21)；

-设在升温仓(12)周围的温控设备(22)。

在本发明的一个具体实施方式中，所述测定单元(1)的一邻近所述水箱(21)的侧壁为可开启式顶盖结构(13)。

在一优选例中，所述开启式顶盖结构(13)为上下移动结构。

在本发明的一个具体实施方式中，所述加热加湿单元(2)的顶部设置可开启式注水口结构(23)。

在本发明的一个具体实施方式中，还包括测定结露时间的时间计量装置。

在本发明的一个具体实施方式中，所述装置还包括外设的温度湿度控制仪。

在一优选例中，所述装置置于一设有温度湿度控制仪的可调节温湿度实验室，温度控制范围为0-50℃，误差±2℃；湿度控制范围为30-95％，误差±5％。

附图说明

图1示出了本发明的用于测定涂膜结露状况的测定装置；

图2示出了不同湿度条件下的结露状况的对比结果；纵坐标为结露时间，横坐标为相对湿度；

图3示出了采用了本发明的方法测得的不同材料的结露时间对比结果。纵坐标为结露时间；

图4示出了采用了本发明的方法测得的不同乳胶漆结露时间的对比结果；

图5示出了采用了本发明的方法测得的不同PVC乳胶漆结露时间的对比结果。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，通过改进控制和监测环境温湿度的手段，获得了一种快速准确测定涂膜结露状况的装置及其方法。在此基础上完成了本发明。

本发明的具体构思如下：

本发明对环境温湿度进行控制和监测，从而测定涂膜表面产生结露所需要的时间。发明人还研究了在湿度100％下的结露时间与湿度70-90％下的结露时间的关系，发现二者有相同的趋势。因此采用在湿度100％下的结露时间作为判断涂膜结露状况的依据。

以下对本发明的各个方面进行详述：如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

方法

本发明提供一种本发明所述的装置测定涂膜结露状况的方法，包括如下步骤：

(a)提供待测的涂膜样板和待测装置；

(b)将加热加湿单元进行加热加湿，使得测定单元中湿度达到100％；

(c)将待测的涂膜样板置于所述湿度达到100％的测定单元；

(d)测定所述涂膜样板的结露所需时间；根据结露时间，判定涂膜结露状况。

在本发明的一个具体实施方式中，步骤(a)中，将涂料样品制成涂膜，所述涂膜在预设环境下进行保养。

在一优选例中，采用如下方法将涂料样品制成涂膜：将结露专用测试样板表面清洗干净，并晾干备用；取待测涂料样品，搅拌均匀，使用线棒涂布器(例如150微米线棒涂布器)在所述结露专用测试样板表面刮涂一遍，若有明显的漏刮、厚薄不一等现象，清洗干净后重新刮涂，以表面无明显缺陷为准。

在一优选例中，所述预设环境优选为：将制备好的样板放入23±2℃、50±5％的环境中保养7±1天。

在本发明的一个具体实施方式中，步骤(b)中，加热加湿单元的水箱加热到预定温度，使得测定单元中湿度达到100％。

在一优选例中，将水箱注水至总容积的80％以上，闭顶盖，调节温控并设定加热温度，将水加热至设定温度。

在一优选例中，所述装置置于一设有温度湿度控制仪的可调节温湿度实验室，温度控制范围为0-50℃，误差±2℃；湿度控制范围为30-95％，误差±5％。

在本发明的一个具体实施方式中，步骤(b)中，加热加湿单元的水箱加热1～10分钟至温度达到50±2℃，湿度达到100％。

本发明人发现，在控制湿度100％的固定值的情况下，仅仅需要一个结露时间参数的变化即可以判断结露状况，从而大为简化了测定程序。也即本发明通过固定环境温湿度，从而测定涂膜表面产生结露所需要的时间，并以涂膜产生结露所需要的时间来判断产品是否容易结露。因此对于涂料开发，配方设计时有据可依，减少乃至避免涂料因自身配方、材质的特性造成易结露现象的产生。

测定装置

本发明的方法优选在以下的一种测定涂膜结露状况的装置中进行，所述装置包括：

-测定单元，所述测定单元包括设置在顶部的涂膜样板插槽；和下部的升温仓；

-设在测定单元下部的加热加湿单元；所述加热加湿单元包括：

-设在测定单元下方且与所述升温仓连通的水箱；

-设在升温仓周围的温控设备。

所述测定单元可以和加热加湿单元可以采用一体化结构，例如，如图1所示的“L”，形。或者可以采用倒置“T”形等其他形状。也可以采用组合结构，只要不对本发明的发明目的产生限制即可。所述测定单元和加热加湿单元的外壳可以采用各种材料制得，只要不对本发明的发明目的产生限制即可。

在本发明的一个具体实施方式中，所述测定单元的一邻近所述水箱的侧壁为可开启式顶盖结构。优选地，所述开启式顶盖结构为上下移动结构。

在本发明的一个具体实施方式中，所述加热加湿单元的顶部设置可开启式注水口结构。

在本发明的一个具体实施方式中，还包括测定结露时间的时间计量装置。所述时间计量装置可以采用人工计时的秒表，也可以采用电子计时装置。所述时间计量装置没有具体限制，只要不对本发明的发明目的产生限制即可。

为了达到更为快捷方便的使用效果，本发明也可以采用肉眼目测。如果为了更精确地测定结露时间，本发明还可以安装现有技术的结露初始点判定装置。

为了使得本发明测得的时间具有更佳的可对比性，所述装置还包括温度湿度控制仪。在一优选例中，所述装置置于一设有温度湿度控制仪的可调节温湿度实验室，温度控制范围为0-50℃，误差±2℃；湿度控制范围为30-95％，误差±5％。

本发明的温控设备对于本领域技术人员是已知的，只要不对本发明的发明目的产生限制即可。

本领域技术人员还可以对本发明的各个部分进行调整，例如，在测定单元内部设置湿度传感装置。由于本发明是在达到100％湿度下进行的，因此对湿度传感装置并不强制要求。

可以理解的是：上述内容仅是举例说明本发明的应用原则。本领域的普通技术人员可做出很多改变和修饰，而不偏离本发明的精神和范围，后面的权利要求即包括了这些改变和修饰。因此，尽管本发明参照本发明之优选实施例方案进行描述，但本领域的普通技术人员可以显而易见地做出很多改变，包括但不限于面积大小、材料、形状、操作方法、使用等，但都不偏离本发明的原则和范围。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比，所述的聚合物分子量为数均分子量。

除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

实施例1

采用本发明的装置进行测定结露状况：

1、结露专用测试设备(如图1所示)：

由不锈钢制成，所述装置的上部为测定单元1，底部为加热加湿单元2。所述测定单元1的顶部设有涂膜样板插槽11，下部为升温仓12。升温仓12周围设有温控系统22。顶面的侧壁为可开启式顶盖结构13。

所述加热加湿单元2的主体为一水箱21，水箱21的顶部设置可开启式注水口结构23。

测试用样板的材质为背面蒙砂玻璃。

2、测试保养环境：为可调节温湿度实验室，温度控制范围为0-50℃，误差±2℃；湿度控制范围为30-95％，误差±5％；

3、温度计(图中未示)：最小分度为0.1℃，测量范围0-80℃

4、温湿度控制仪(图中未示)：带数字显示，可实时测出温湿度，图中未示。

5、秒表(图中未示)：最小读数为0.1秒

6、150微米线棒涂布器(图中未示)

测试方法：

1、将结露专用测试样板表面清洗干净，并晾干备用；

2、取待测涂料样品，搅拌均匀，使用150微米线棒涂布器在结露专用测试样板表面刮涂一遍，若有明显的漏刮、厚薄不一等现象，清洗干净后重新刮涂，以表面无明显缺陷为准；

3、将制备好的样板放入23±2℃、50±5％的环境中保养7天；

4、结露性的测试

4.1将结露专用测试设备的水箱21注水至总容积的80％以上，闭顶盖13，调节温控设备22并设定加热温度，将升温仓12的水加热至设定温度；

4.2将保养好的专用测试样板，通过插槽11迅速插入结露专用测试设备的测定单元1中；

4.3并按下秒表，开始计时；

4.4观察并记录涂膜表面出现结露现象时间；

4.5每个样品至少测试三次，结果取平均值，若单次测试值与平均值之差大于3分钟(含3分钟)，该测试值无效，需重新进行测试。

根据测得的结露时间，来判断样品是否容易结露。

应用举例：

1、不同湿度条件下的结露状况

四个样品的样板初试条件设定为23±2℃、湿度50±5％，测试条件温度为50±2℃，湿度根据要求进行调节，测试结果如下表：

从以上图表中，可以很清晰的看到，只要存在一定的温差，湿度越大，产品就越容易出现结露，不同的产品，其结露时间随湿度的增加而加快，趋势是一致的。

如果采用以上方法(也即设定湿度为70～90％之间的特定值，其余条件与本发明相同)测试产品的结露时间，主要问题在于空气温湿度的调节，需要花费大量的时间(调节一次需要花几个小时)，并且误差较大；而如果采用将其一致调节为100％的方法进行测试，将结露专用测试设备内的温湿度调节到50±2℃，湿度100％，只需要十几分钟的时间，而且温湿度的控制精度也更精确。

因此，采用该方法进行测试，不仅大量缩短了测试时间，同时可以得到更准确的实验结果。

2、不同材料结露状况的比较

分别对墙体表面常用的装饰材料进行测试，将起始条件设定为：温度23±2℃、湿度50±5％(在恒温恒湿室测试)，设定结露测试仪的加热温度为50±2℃，当升温仓温度达到设定温度时，插入测试样板，记录不同材料表面结露时间，而获得具体数据如下：

材料	结露时间/分钟
		玻璃	1-2
瓷砖	1-2
		皮革	3-5
乳胶漆	5-10
		壁纸	20-25

通过上述实验测试可以看到，当环境湿度较高，不同的材料表面都会出现结露现象，只是出现结露的时间先后有差异，玻璃、瓷砖等物体表面很容易出现结露，而壁纸等材料表面则不容易出现结露，乳胶漆正好介于两者之间。

经过发明人大量测试，本试验的结露判定结果和在湿度70-90％的判定结果是一致的。

因此，上述结果表示结露时间可以很好地区分不同材料的结露状况。

2、分别将不同类型的涂料进行测试，将起始温度设定为：23±2℃、湿度50±5％(在恒温恒湿室测试)，设定结露测试仪的加热温度为50±2℃，当升温仓温度达到设定温度时，插入测试样板，记录不同涂料表面结露时间，获得具体数据如下：

产品	结露时间/分钟
		A	4
B	8
		C	5
D	12
		E	10
F	4
		G	6
H	8
		I	5
J	15

通过选取市场上不同品牌、不同类型的10种乳胶漆进行对比测试，发现不同产品的结露时间差异很大，有些产品4-5分钟既出现结露，而有些产品的结露时间可以长达15分钟左右。通过大量的实验测试，结露时间超过6分钟的产品，属于不容易结露的产品，而结露时间小于6分钟的产品，则比较容易出现结露，因此，将6分钟设定为结露临界线。

经过发明人大量测试，本试验的结露判定结果和在湿度70-90％的判定结果是一致的。

3、配方设计应用

样品A采用苯丙体系的乳液，在配方原材料不变的前提下，通过调整配方中的PVC(颜料体积浓度)，分别制作10个不同的样品，测试每个配方的结露状况，结果如下表：

样品	PVC/％	结露时间/分钟
			1#配方	30	3
2#配方	35	3
			3#配方	40	4
4#配方	45	6
			5#配方	50	8
6#配方	55	10
			7#配方	60	12
8#配方	65	15
			9#配方	70	16
10#配方	75	20

从实验结果可以看到，对于样品A而言，当配方中PVC小于45％时，很容易出现结露现象，而当配方中PVC大于45％时，结露时间明显延长，因此，建议样品A在进行配方设计时，考虑将PVC含量大于45％，以避免出现结露现象。除了通过对配方中PVC的调整，同时对主要成膜物的Tg、成膜助剂以及颜填料的调整和搭配，都是可以改善一定的抗结露性能。

经过发明人大量测试，本试验的结露判定结果和在湿度70-90％的判定结果是一致的。

因此，也达成了本发明的初衷——对于涂料开发，配方设计，涂料的抗结露性有据可依，减少乃至避免涂料因自身配方、材质的特性造成易结露现象的产生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种测定涂膜结露状况的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)提供测定装置、以及待测的涂膜样板；

(b)将测定装置的加热加湿单元进行加热加湿，其中所述加热加湿单元采用水箱加热到预定温度，使得所述测定装置的测定单元中湿度达到100％；

(c)将待测的涂膜样板置于所述湿度达到100％的测定单元；

(d)测定所述涂膜样板的结露所需时间；根据结露时间，判定涂膜结露状况。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

步骤(a)中，将涂料样品制成涂膜，所述涂膜在预设环境下进行保养。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

步骤(b)中，加热加湿单元的水箱加热至温度达到50±2℃，湿度达到100％。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测定装置包括：

-测定单元(1)，所述测定单元(1)包括设置在顶部的涂膜样板插槽(11)；和下部的升温仓(12)；

-设在测定单元(1)下部的加热加湿单元(2)；所述加热加湿单元(2)包括：

-设在测定单元(1)下方且与所述升温仓(12)连通的水箱(21)；

-设在升温仓(12)周围的温控设备(22)。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述测定单元(1)的一邻近所述水箱(21)的侧壁为可开启式顶盖结构(13)。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述加热加湿单元(2)的顶部设置可开启式注水口结构(23)。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括测定结露时间的时间计量装置。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述装置还包括外设的温度湿度控制仪。

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