CN103995016A - 涂料防结露性能测定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涂料防结露性能测定装置及方法。该涂料防结露性能测定装置包括：低温介质循环箱，该低温介质循环箱中设有低温介质控制仪，低温介质控制仪用于控制低温介质循环箱内低温介质的温度；恒温恒湿室，该恒温恒湿室中设有结露器、固定支架、结露收集容器和温湿控制仪，温湿控制仪用于该控制恒温恒湿室中空气的温度与湿度，结露器内部用于容纳低温介质且该结露器外部用于涂覆待测试的涂料，结露收集容器用于收集形成于结露器表面的结露。本发明开创性地提出了测定涂料防结露性能的装置和方法以及并确定了防结露性能等级评定的标准；本发明能够有效地模拟内外墙壁的温度湿度环境，快速、方便、准确地测定涂料的防结露性能。

Description

涂料防结露性能测定装置及方法

技术领域

本发明涉及测定涂料性能的装置，具体涉及测定涂料防结露性能的装置。

背景技术

室内空气湿度温度相差较大时，内墙涂料施工不可避免地受到室内外环境温湿度差的影响，特别地，当内墙表面温度低于室内空气露点温度时会出现不同程度的结露而影响到漆膜的外观，因此需要采用具有防结露性能的内墙涂料产品，然而目前行业内缺乏相关的检测标准和有效检测手段。

内墙涂料产品开发完成后，通常情况下，测试人员通过制作样板，根据GB/9756-2009进行对内墙涂料的耐水性能、吸水性能和透气性能的测试，这样虽然可以对内墙涂料进行部分关于防水防潮性能的测试，却无法及时对漆膜的防结露性能做出明确判断。

因此，本领域迫切需要一种可以快速有效地测定涂料的防结露性能的相关标准、方法以及仪器。

发明内容

本发明的目的是提供测定涂料防结露性能的装置，其可以快速有效的判断出结露后对涂料防结露的性能。

根据本发明的第一方面，提供了一种涂料防结露性能测定装置，该装置包括：低温介质循环箱，在该低温介质循环箱中设有驱动装置和低温介质控制仪，该驱动装置用于驱动低温介质的流动循环，该低温介质控制仪用于控制低温介质循环箱内低温介质的温度；恒温恒湿室，在该恒温恒湿室中设有结露器、固定支架、结露收集容器和温湿控制仪，其中，结露器安装在固定支架上，结露收集容器放置在结露器的下方，结露器内部用于容纳低温介质且结露器外部用于涂覆待测试的涂料，结露收集容器用于收集形成于结露器表面的结露，温湿控制仪用于控制恒温恒湿室中空气的温度与湿度；以及低温介质输入管和低温介质输出管，低温介质输入管和低温介质输出管设置成密封地连接低温介质循环箱和恒温恒湿室中的结露器。

在一优选实施例中，低温介质输入管的一端与低温介质循环箱相连而另一端通向结露器内的第一位置，低温介质输出管的一端与低温介质循环箱相连而另一端通向结露器内的第二位置，所述第一位置低于所述第二位置。

在一优选实施例中，结露器的具有结露收集部位，形成于结露器表面的结露在结露收集部位汇聚而流入结露器中。

在一优选实施例中，该结露器为轴对称结构，结露器的对称轴与地面垂直地安装。

在一优选实施例中，该结露器由不锈钢材料制成。

在一优选实施例中，该低温介质为冰水。

在一优选实施例中，该涂料防结露性能测定装置还包括用于记录实验时间的计时器。

在一优选实施例中，结露收集容器具有刻度，例如为量筒。

在一优选实施例中，该驱动装置为泵装置，泵装置用于控制低温介质在低温介质循环箱、低温介质输入管、空心圆锥和低温介质输出管构成的封闭系统中稳定地循环。

在一优选实施例中，该结露器为空心圆锥，空心圆锥的顶点为结露收集部位，空心圆锥的锥角α在30°～100°之间，较佳地α在40°～60°之间。

在一优选实施例中，空心圆锥的表面积在100～5000cm²之间，更佳地，在200～1000cm²之间。

根据本发明的第二方面，提供了一种涂料防结露性能测定方法，该方法包括以下步骤：

1)提供上述的涂料防结露性能测定装置；

2)设置涂料防结露性能测定装置中恒温恒湿室内空气的温度和相对湿度以及低温介质的温度；

3)开启低温介质在结露器和低温介质循环箱之间的循环；

4)测量设定实验时间内滴落入结露收集容器中的结露量和/或初露点。

在一优选实施例中，该测定方法中设定恒温恒湿室内空气温度和相对湿度以及低温介质的温度的步骤包括：

a)将温湿控制仪接通至电源并通过温湿控制仪设置恒温恒湿室中空气的温度和相对湿度；

b)待恒温恒湿室内温度和湿度达到测试要求后，将形成上述干膜的空心圆锥悬挂固定于恒温恒湿室内的固定支架上，并将低温介质输入管和低温介质输出管密封地与低温介质循环箱与空心圆锥连接；

c)将低温介质控制仪接通至电源并通过低温介质控制仪设置低温介质循环箱内的低温介质（例如冰水）的温度；

在一优选实施例中，上述方法包括通过计时器设定实验时间并在空心圆锥内注入低温介质的同时开启计时器；

在一优选实施例中，上述方法中的一项或多项实验参数如下：

1）涂膜保养时间为5～9天；

2）干膜膜厚为0.05-0.30mm，较佳地0.10～0.20mm；

2）设置恒温恒湿室内空气的温度T₁为20℃～40℃，相对湿度为50～100%；

3）低温介质循环箱内的低温介质为冰水，设置冰水的温度T₂为0～5℃；

4）设定实验时间为3小时。

5）恒温恒湿室内空气的温度T₁与低温介质循环箱内的低温介质的温度T₂相差ΔT=T₁-T₂≥15℃。

在一优选实施例中，该方法还包括根据初露点和/或结露量对涂料的防结露性能进行等级评定。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1是根据本发明的优选例的涂料防结露性能测定装置的示意图；以及

图2是根据本发明的优选例的结露器的结构示意图。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，首次开发了一种涂料防结露性能测定装置，利用该涂料防结露性能测定装置，可准确、方便、快速地测量涂料的防结露性能。在此基础上完成了本发明。

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

术语

初露点：空心圆锥内注入低温介质至空心圆锥表面滴下第一滴结露所需的时间。

结露量：空心圆锥内注入低温介质后设定时间内的结露总量。

涂料防结露性能测定装置

图1示出了根据本发明的涂料防结露性能测定装置。如图1所示，根据本发明的涂料防结露性能测定装置包括：

低温介质循环箱1，所述低温介质循环箱1中设有低温介质控制仪2用于控制低温介质循环箱内低温介质的温度；

恒温恒湿室8，所述恒温恒湿室8中设有空心圆锥5、固定支架6、结露收集容器7、温湿控制仪9和计时器10，其中，空心圆锥5顶点向下地固定在固定支架6上，结露收集容器7放置在空心圆锥5的顶点的正下方，温湿控制仪9用于控制恒温恒湿室8中空气的温度与湿度，计时器10用于记录实验时间和提示；以及

低温介质输入管3和低温介质输出管4，所述低温介质输入管3和低温介质输出管4设置成连接低温介质循环箱1和恒温恒湿室8中的空心圆锥5。

具体地，低温介质输入管3的一端与低温介质循环箱1相连而另一端连接到空心圆锥5内的较低位置，低温介质输出管4的一端与低温介质循环箱1相连而另一端连接到空心圆锥5内的接近圆锥底面的较高位置。

所述低温介质循环箱1中还设有开启后可控制低温介质在低温介质循环箱1、低温介质输入管3、空心圆锥5和低温介质输出管4构成的封闭系统中稳定地循环的驱动装置，例如泵装置。

空心圆锥5的底面设有与圆锥面闭合的底盖，底盖上设有两个开口，分别用于穿过低温介质输入管3和低温介质输入管4，且当低温介质输入管3和低温介质输入管4的一端连接到空心圆锥5内后，上述两个开口通过密封件例如橡皮塞进行密封。

较佳地，空心圆锥5由不锈钢材料制成。

此外，空心圆锥5也可被其他具有利于结露汇聚并落入结露收集容器的形状的空心结构替代。

图2是根据本发明的优选例的结露器的结构示意图。为了保证结露易于汇聚结露收集部位及圆锥顶点而落入收集容器中，所述空心圆锥的锥角α在30°～100°之间，较佳地α在40°～60°之间。

较佳地，在低温介质循环箱1和恒温恒湿室8内的空心圆锥5之间循环流动的低温介质为冰水。低温介质也可以干冰或其它低温液体等。

较佳地，结露收集容器7为具有测量功能的容器，例如量筒。

较佳地，低温介质控制仪2和温湿控制仪9均包括温度计，以实时显示低温介质循环箱1内的低温介质和恒温恒湿室8中的空气的温度。

在装置的使用过程中，空心圆锥5的圆锥外表面涂有待测试的涂料，温湿控制仪控制恒温恒湿室8中空气的温度与湿度，以确保较大的空气湿度以及空气和低温介质之间的较大温差。使用中，低温介质通过低温介质输入管3和低温介质输入管4在低温介质循环箱1和恒温恒湿室8内的空心圆锥5之间循环流动，以确保空心圆柱中持续充满恒定低温的介质，从而使得空心圆锥表面温度较低，恒温恒湿室8中温度较高的空气在圆锥表面发生结露现象，结露汇聚并落入结露收集容器7中，由此，通过定时器记录初露点并测量一定时间内的结露量来评定和比较不同涂料的防结露性能。

涂料防结露性能测定方法

本发明提供了一种涂料防结露性能的测定方法，所述方法利用了上文所述的涂料防结露性能测定装置，该方法包括步骤：

1.将待测试的涂料涂刷在空心圆锥的表面，涂膜保养数天后，形成具有一定膜厚的干膜；

2.将温湿控制仪接通至电源并通过温湿控制仪设置恒温恒湿室中空气的温度和相对湿度；

3.待恒温恒湿室内温度和湿度达到测试要求后，将形成上述干膜的空心圆锥悬挂固定于恒温恒湿室内的固定支架上，并将低温介质输入管和低温介质输出管密封地与低温介质循环箱与空心圆锥连接；

4.将低温介质控制仪接通至电源并通过低温介质控制仪设置低温介质循环箱内的低温介质（例如冰水）的温度；

5.开启驱动装置使得低温介质在低温介质循环箱、低温介质输入管、空心圆锥和低温介质输出管构成的封闭系统中稳定地循环，通过计时器设定实验时间并在空心圆锥内注入低温介质的同时开启计时器；

6.记录空心圆锥表面滴下第一滴结露的时间即初露点，测量设定实验时间内滴落入结露收集容器7中的结露量。

防结露性能等级评定标准

本发明还提供了涂料的防结露性能等级评定标准，上述评定标准基于上述的涂料防结露性能测定装置和方法，通过此标准可以根据初露点和结露量将不同涂料的防结露性能进行等级划分与比较。

为了获得简单、统一的评定标准，需要对涂料防结露性能测定方法中涉及的相关参数进行统一设定，包括：

步骤1中，涂膜保养7天，干膜膜厚为0.15mm（±5%）；

步骤2中，设置恒温恒湿室内空气的温度为30℃，相对湿度为65%；

步骤4中，低温介质循环箱内低温介质为冰水，设置冰水的温度为5℃；

步骤5中，设定实验时间为3小时。

此外，此评定标准基于特定尺寸的空心不锈钢圆锥，其结构示意图如图2所示且其相关尺寸如下：

高度：h=200mm

底面半径：R=79mm

母线长：S=215mm

表面积：M=πRS=533.3cm²

锥度：2R：h=0.79

α=43.1°。

基于具有上述统一参数的涂料防结露性能测定方法，进行多种涂料的防结露性能测定实验，并结合实验结果获得了以下防结露性能等级评定标准：

本发明的主要优点包括：

(a)本发明开创性地提出了测定涂料防结露性能的装置和方法以及并确定了防结露性能等级评定的标准；

(b)本发明的结露器具有合理的结构，能够准确、有效地模拟内外墙壁的温度湿度环境，并通过初露点和结露量两个结果参数快速、方便、准确地测定涂料的防结露性能。

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。

实施例1

防结露性能测定

选取两种涂料样品A和B，分别将涂料样品A和B涂刷在两个相同的不锈钢空心圆锥的表面，涂膜保养7天后，形成膜厚为0.15mm（±5%）的干膜。

将分别形成有涂料样品A和B的干膜的空心圆锥分两次按照上述装置和方法，进行涂料防结露性能测定。涂料防结露性能测定方法中涉及的相关参数采用上述评定标准中设定的统一实验参数，从而保证在相同条件下进行涂料样品A和B的防结露性能测试，从而可根据测试结果比较涂料A和B的防结露性能，并可根据上文提供的评定标准为涂料A和B的防结露性能划分等级。

两种涂料A和B的防结露性能测定结果如下：

涂料	初露点/分钟	3小时内结露量/毫升	等级
				A	6	6.5	差
B	23	3.2	一般

从以上测试结果可以看出，样品A的初露点比样品B提前17分钟且样品A的结露量比样品B大3.3毫升，由此判断样品A的防结露性能相对于样品B较差。

类似地，可以针对更多的涂料样品进行防结露性能测定和等级评定。

实施例2

防结露性能测定的稳定性评估

选取同一种涂料样品进行两次测定，将涂料样品分别涂刷在1号和2号两个相同的不锈钢空心圆锥的表面，涂膜保养7天后，形成膜厚为0.15mm（±5%）的干膜。

将形成有涂料样品干膜的1号和2号空心圆锥分两次按照上述装置和方法，进行涂料防结露性能测定。涂料防结露性能测定方法中涉及的相关参数采用上述评定标准中设定的统一实验参数，从而保证在相同条件下进行同一种涂料样品的防结露性能的两次测定，从而可通过比较测试结果的相似程度来评估根据本发明的防结露性能测定装置和方法测量结涂料防结露性能的稳定性。

该涂料分两次进行的防结露性能稳定性测定结果如下：

空心圆锥	初露点/分钟	3小时内结露量/毫升	等级
				1号	16	4.1	一般
2号	16.30	4.1	一般

从以上测试结果可以看出，1号空心圆锥的初露点比2号空心圆锥提前0.5分钟而1号和2号空心圆锥的结露量是相同的，时间误差在1分钟在之内，由此判断本发明的涂料防结露性能测定装置及方法具有重现性好的优点，可以较为稳定而准确的测试出涂料的防结露性能。

对比例1

本对比例中，采用与实施例2相同的测试方法，且选用相同的涂料样品进行测试，不同的是，本对比例中选用的结露器是下部为接近半球形的玻璃容器，且该玻璃容器的涂膜表面积与实施例2中使用的不锈钢空心圆锥的表面积大致相同。

本对比例针对同种涂料样品分三次进行测定，分别将该涂料样品涂刷在1号、2号和3号三个相同的上述玻璃容器，涂膜保养7天后，形成膜厚为0.15mm（±5%）的干膜，将表面涂有干膜的玻璃容器放置在恒温恒湿室内，温度恒定的冰水循环注入该玻璃容器中，在该玻璃容器下方设有结露收集容器用于收集形成在该玻璃容器表面的结露，进行涂料防结露性能的测定实验并记录初露点和结露量。

与实施例2类似地，设置恒温恒湿室内空气的温度为30℃，相对湿度为65%，注入该圆形玻璃容器内部的冰水的温度为5℃，设定实验时间为3小时。

本对比例中，该涂料分别涂抹在1号、2号和3号的防结露性能测定结果如下：

玻璃容器	初露点/分钟	3小时内结露量/毫升	等级
				1号	16	<1	无法评定
2号	2.30	>5	差
				3号	>30	<1	好

涂有涂料干膜的1号、2号和3号的玻璃容器，虽然是在同一恒温恒湿的房间内进行测试，但测试结果有较大的差异：

1号玻璃容器测试过程中涂膜有破损，造成结露区域较分散，量杯无法收集到所有的结露；2号玻璃容器漆膜表面非常潮湿并未出现正常结露的现象，很快有露珠滴落至量杯内；3号玻璃容器涂膜比较干燥结露量比较少。

从上述结果可以看出，该圆形玻璃容器不能稳定而准确地测定涂料的防结露性能，因而并不适合作为测定涂料防结露性能的结露器。

对比例2

本对比例重复实施例2，不同点在于，结露器为3个锥角为160°的不锈钢空心圆锥，此空心圆锥的表面积与实施例2中的空心圆锥表面积大致相同，三个不锈钢空心圆锥表面分别涂有涂料样品，涂膜保养7天后，形成膜厚为0.15mm（±5%）的干膜。分三次进行涂料防结露性能测定。

测试结果显示，对于相同的涂料，3个空心圆锥的初露点误差大于3分钟(最大值－最小值)，测量结果不稳定。因此，可以判断，锥角过大的空心圆锥并不适用于作为测定涂料防结露性能的结露器。

讨论

本发明开创性地提出了测定涂料防结露性能的装置和方法以及并确定了防结露性能等级评定的标准，能够快速、方便和准确地测量涂料的防结露性能。该测定涂料防结露性能的装置和方法具有测定结果重现好的优点，结露器面积相同的情况下，涂在结露器表面的涂料厚度的略微差距对结露量的影响很小，对于一种涂料的防结露性能的测定无需多次重复进行。

此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，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 (10)

1.一种涂料防结露性能测定装置，所述装置包括：

低温介质循环箱，所述低温介质循环箱中设有驱动装置和低温介质控制仪，所述驱动装置用于驱动低温介质的流动循环，所述低温介质控制仪用于控制低温介质循环箱内低温介质的温度；

恒温恒湿室，所述恒温恒湿室中设有结露器、固定支架、结露收集容器和温湿控制仪，其中，所述结露器安装在固定支架上，所述结露收集容器放置在所述结露器的下方，所述结露器内部用于容纳低温介质且所述结露器外部用于涂覆待测试的涂料，所述结露收集容器用于收集形成于结露器表面的结露，所述温湿控制仪用于所述控制恒温恒湿室中空气的温度与湿度；以及

低温介质输入管和低温介质输出管，所述低温介质输入管和低温介质输出管设置成密封地连接所述低温介质循环箱和所述恒温恒湿室中的结露器。

2.如权利要求1所述的涂料防结露性能测定装置，其特征在于，低温介质输入管的一端与低温介质循环箱相连而另一端通向结露器内的第一位置，低温介质输出管的一端与低温介质循环箱相连而另一端通向结露器内的第二位置，所述第一位置低于所述第二位置。

3.如权利要求1所述的涂料防结露性能测定装置，其特征在于，所述结露器的具有结露收集部位，形成于结露器表面的结露在结露收集部位汇聚而流入所述结露器中。

4.如权利要求1所述的涂料防结露性能测定装置，其特征在于，所述装置还包括计时器，所述计时器用于记录实验时间。

5.如权利要求1所述的涂料防结露性能测定装置，其特征在于，所述结露器为空心圆锥，所述空心圆锥的顶点为结露收集部位，所述空心圆锥的锥角α在30°～100°之间，较佳地α在40°～60°之间。

6.如权利要求5所述的涂料防结露性能测定装置，其特征在于，所述空心圆锥的表面积在100～5000cm²之间，更佳地，在200～1000cm²之间。

7.一种涂料防结露性能测定方法，所述方法包括以下步骤：

1)提供如前述权利要求中任一项所述的涂料防结露性能测定装置；

2)设置所述涂料防结露性能测定装置中恒温恒湿室内空气的温度和相对湿度以及低温介质的温度；

3)开启低温介质在结露器和低温介质循环箱之间的循环；

4)测量设定实验时间内滴落入结露收集容器中的结露量和/或初露点。

8.如权利要求7所述的涂料防结露性能测定方法，其特征在于，所述方法中设定恒温恒湿室内空气温度和相对湿度以及低温介质的温度的步骤包括：

a)将温湿控制仪接通至电源并通过温湿控制仪设置恒温恒湿室中空气的温度和相对湿度；

b)待恒温恒湿室内温度和湿度达到测试要求后，将形成上述干膜的空心圆锥悬挂固定于恒温恒湿室内的固定支架上，并将低温介质输入管和低温介质输出管密封地与低温介质循环箱与空心圆锥连接；

c)将低温介质控制仪接通至电源并通过低温介质控制仪设置低温介质循环箱内的低温介质的温度。

9.如权利要求7或8所述的涂料防结露性能测定方法，其特征在于，所述方法中的一项或多项实验参数如下：

1）涂膜保养时间为5～9天；

2）干膜膜厚为0.05-0.30mm，较佳地0.10～0.20mm；

2）设置恒温恒湿室内空气的温度T₁为20℃～40℃，相对湿度为50～100%；

3）低温介质循环箱内的低温介质为冰水，设置冰水的温度T₂为0～5℃；

4）设定实验时间为3小时；

5）恒温恒湿室内空气的温度T₁与低温介质循环箱内的低温介质的温度T₂相差ΔT=T₁-T₂≥15℃。

10.如权利要求7所述的涂料防结露性能测定方法，其特征在于，所述方法还包括根据初露点和/或结露量对涂料的防结露性能进行等级评定。