一种涂层结露载体及防结露性能测试系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种涂层结露载体及防结露性能测试系统，该涂层结露载体为涂覆材料的防结露性能测试提供科学、可行的手段，它是防结露性能测试系统的核心部件。该涂层结露载体为圆锥形密封中空体，其上设置有第一密封口和第二密封口，用于实现涂层结露载体内腔与循环水浴的连通。本实用新型提供的涂层结露载体作为涂覆材料防结露性能测试系统必需的部件，使得被测样品表面结露水滴以最高效率滴落，提高被测样品防结露性能测试的精度，减小测试误差，能够及时准确的感知结露，节约实验时间成本，从而更准确地评价被测样品的防结露性能。
【专利说明】一种涂层结露载体及防结露性能测试系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及建筑材料性能测试与评价领域，具体涉及一种涂层结露载体及用于测试涂覆材料防结露性能的防结露性能测试系统。
【背景技术】
[0002]在相对湿度高、温差大的条件下，空气中的水蒸气在建筑物表面易出现过饱和，形成水滴或水流，致使建筑物表面结露，严重时建筑内部也会出现结露。建筑结露的现象在日常生活中普遍存在，不仅影响建筑的美观，而且影响居室环境的舒适度，危害人体健康，严重时更会影响建筑安全性和使用寿命。在一些特殊场所，如高精密的电子仪器等存放与生产场所，会造成巨大的经济损失。
[0003]近年来，随着人们对居住环境质量要求、建筑节能要求的提高以及建筑材料绿色化的发展，防结露涂覆材料的开发应运而生。防结露涂覆材料不仅具有装饰装修功能，同时能够有效的改善或治理建筑结露问题。
[0004]防结露涂覆材料在制备后需要进行防结露性能测试，目前我国也有先进的用于测试涂覆材料的防结露性能的装置，但是这些测试装置还存在被测涂覆材料表面结露的滴落速率太慢，甚至未滴落就蒸发掉的问题，而这些问题的存在造成防结露性能测试的效率低，误差大，不能精确地评价涂覆材料的防结露性能。
实用新型内容
[0005]本实用新型的主要目的在于提供一种新型结构的涂层结露载体，所要解决的技术问题是在涂覆材料防结露性能测试中，加快被测涂覆材料表面结露的滴落速率，减小测试误差，以精确地评价涂覆材料防结露性能，从而更加适于实用。
[0006]本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种涂层结露载体，所述涂层结露载体为圆锥形密封中空体，所述涂层结露载体上设置有第一密封口和第二密封口，所述第一密封口、第二密封口用于实现所述涂层结露载体与循环水浴的连接。
[0007]进一步地，所述第一密封口、第二密封口均设置在所述涂层结露载体的底部。
[0008]进一步地，所述涂层结露载体的材质为传热材料。
[0009]进一步地，所述涂层结露载体的材质为不锈钢。
[0010]另外，本实用新型的另一个目的是提供一种具有上述涂层结露载体的防结露性能测试系统，本实用新型的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种涂覆材料防结露性能测试系统，该测试系统包括:温湿度控制仓、涂层结露载体、结露收集器、循环水浴、电子天平以及计算机；其中，
[0011]所述温湿度控制仓为密封仓，其上开设有密封口和密封门；
[0012]所述电子天平安置在所述温湿度控制仓的内底部；
[0013]所述结露收集器为上部设有敞口的容器，且所述结露收集器置于所述电子天平上；
[0014]所述涂层结露载体为圆锥形密封中空体，所述涂层结露载体的底部上设置有第一密封口和第二密封口；
[0015]所述涂层结露载体以尖端朝下，底部朝上的方式设置在所述温湿度控制仓内，位于所述结露收集器的敞口的正上方，且不与所述结露收集器接触；
[0016]所述循环水浴置于所述温湿度控制仓外，所述循环水浴上设置有进水口和出水口，所述出水口连接有第一管道，所述第一管道穿过所述温湿度控制仓的密封口与所述涂层结露载体上的第一密封口连接；所述进水口连接有第二管道，所述第二管道穿过所述温湿度控制仓的密封口与所述涂层结露载体上的第二密封口连接，以向所述涂层结露载体内腔注入循环水；
[0017]所述计算机置于所述温湿度控制仓外，且所述计算机通过数据线与所述电子天平连接。
[0018]进一步地，所述温湿度控制仓内设置有第一温湿度控制仪和第二温湿度控制仪，其中，
[0019]所述第一温湿度控制仪用于测试温湿度控制仓内的温湿度；
[0020]所述第二温湿度控制仪与所述涂层结露载体的内表面连接，用于测试所述涂层结露载体内表面的温度。
[0021]进一步地，所述结露收集器上敞口的尺寸大于所述涂层结露载体尖端的径向尺寸。
[0022]进一步地，所述涂层结露载体的材质为不锈钢。
[0023]进一步地，所述第一密封口、第二密封口均设置在所述涂层结露载体的底部。
[0024]借由上述技术方案，本实用新型的涂层结露载体及防结露性能测试系统至少具有下列优点:
[0025](1)本实用新型提供的涂层结露载体，作为防结露材料的防性能测试系统中的一个重要部件，其能增大被测涂覆材料表面结露的滴落速率，防止结露在蒸发前被蒸发掉，从而减小测试误差，并精确地评价涂覆材料防结露性能。
[0026](2)本实用新型提供的防结露性能测试系统，用于涂覆材料的防结露性能测试，其包括上述涂层结露载体，其测试效率高、误差小，可以更精确地评价涂覆材料的防结露性倉泛。
[0027]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本实用新型提供的涂层结露载体的结构示意图；
[0029]图2是本实用新型提供的涂覆材料防结露性能测试系统的结构示意图；
[0030]图3是为本实用新型提供的涂覆材料防结露性能测试系统对涂料的防结露性能测试曲线示意图；
[0031]图4为实用新型的一实施例的防结露性能测试曲线图；
[0032]图5为实用新型的一实施例的的结露速率图；
[0033]图6为实用新型的另一实施例的防结露性能测试曲线图；
[0034]图7为实用新型的另一实施例的结露速率图。
【具体实施方式】
[0035]为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种涂层结露载体及防结露性能测试系统其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0036]本实用新型的一个实施例提出的一种涂层结露载体，其为涂覆材料防结露性能测试系统的一个重要部件。如图1所示，该涂层结露载体3为圆锥形密封中空体，该涂层结露载体3具有圆锥尖端和底部；其中，该涂层结露载体3上设置有第一密封口 31和第二密封口 32，该第一密封口 31、第二密封口 32用于实现涂层结露载体与循环水浴的连接，以向涂层结露载体3内腔注入冷却循环水。优选地，第一密封口 31、第二密封口 32设置在涂层结露载体3的圆锥底部。该涂层结露载体3的材质为传热材料，优选为不锈钢。该涂层结露载体3的外表面用于涂覆被测的涂覆材料。
[0037]本实施例提供的涂层结露载体作为防结露性能测试系统的一个重要部件，在涂覆材料防结露性能测试时，该涂层结露载体的外表面用于涂覆被测材料。本实施例将涂层结露载体设计为圆锥体，便于被测材料表面结露的滴落，增大结露的滴落速率，避免结露滴落前被蒸发掉的现象发生，从而提高防结露涂覆材料的防结露性能测试的效率，减小测试误差，从而可以更准确地评价涂覆材料的防结露性能。
[0038]如图2所示，本实用新型的另一实施例提供了一种涂覆材料防结露性能测试系统，该测试系统包括:温湿度控制仓1、涂层结露载体3、结露收集器4、循环水浴2、电子天平
5、计算机6以及其他必要的连接装置。其中，电子天平5、结露收集器4及涂层结露载体3设置在温湿度控制仓1的内部，且电子天平5置于温湿度控制仓1的底部，结露收集器4安置在电子天平5上；涂层结露载体3的表面涂覆有被测涂料，涂层结露载体3设置在温湿度控制仓1内，位于结露收集器4的正上方，且不与结露收集器4接触；循环水浴2和计算机6设置在温湿度控制仓1夕卜。
[0039]温湿度控制仓1为密封仓，其主要为测试环境空间提供稳定、可控温度、湿度条件，温湿度控制仓1上开设有密封口，密封口主要用于穿越管道以及数据线。温湿度控制仓1上还设置有密封门，用于放入或取出测试样品以及必需的设备及装置。
[0040]涂层结露载体3为一圆锥形密封中空体，该圆锥形密封中空体具有圆锥尖端及底部。该涂层结露载体3的底部上设置有第一密封口和第二密封口，用于实现与循环水浴2的连通，使循环水浴2内的冷却水在涂层结露载体3的内腔循环。涂层结露载体3以尖端朝下，底部朝上的方式稳定在设置在温湿度控制仓1内，位于结露收集器4敞口的正上方，且不与结露收集器4接触。
[0041]结露收集器4的材质为不会与水发生反应的材料，其位于涂层结露载体3的正下方，用于接收涂层结露载体3上结露滴下的水滴。该结露收集器4上部设置有敞口，且敞口的尺寸及孔径大于涂层结露载体3尖端的径向尺寸，以保证滴下的水滴全部被接收。
[0042]电子天平5用于称量结露水的质量，具有高温高湿的稳定性，能够长时间测试。计算机6通过数据线与电子天平连接，其用于实现无人操作和自动控制，其上安装有自动记录和绘制曲线的程序，以实现实时记录。
[0043]另外，本实施例中的温湿度控制仓1内还设置有第一温湿度控制仪(未示出)、第二温湿度控制仪(未示出)。第一温湿度控制仪优选设置在温湿度控制仓1的仓壁上，其用于控制整个测试环境空间的温度。第二温湿度控制仪与涂层结露载体3内表面连接，用于控制涂层结露载体3内表面的温度。通过第一温湿度控制仪、第二温湿度控制仪的结合使用，可为试验提供必需的温度梯度。
[0044]本实施例提供的循环水浴2上设置有进水口和出水口，出水口上连接有第一管道8，第一管道8穿过温湿度控制仓1上的密封口与涂层结露载体3上的第一密封口连接，进水口上连接有第二管道7，第二管道7穿过温湿度控制仓1上的密封口与涂层结露载体3上的第二密封口连接，使循环水浴2与涂层结露载体3内腔连通，通过循环水浴可给涂层结露载体提供稳定的环境场。涂层结露载体3的外部温度由温湿度控制仓控制，内部温度由循环水浴控制，通过循环水浴和温湿度控制仓设置不同的温度条件，使得涂层结露载体的内、外部形成温度梯度。根据结露形成的温度梯度要求，涂层结露载体的外表面要高于内表面温度，故循环水浴设定的工作温度要低于温湿度控制仓的温度。
[0045]较佳地，温湿度控制仓内设置有悬挂架(未示出)，用于悬挂涂层结露载体，使涂层结露载体稳定地悬挂在温湿度控制仓内，且位于结露收集器的正上方。
[0046]利用本实施例提供的涂覆材料防结露性能测试系统进行防结露性能测试时，首先将待测样品均匀地涂覆在涂层结露载体3上，并模拟结露环境，使其在一定的相对湿度和温度梯度条件下，通过电子天平和计算机测量、记录结露时间以及结露的露水质量，通过结露滴落的露水质量随时间变化的曲线，可以很清晰的得出结露点和结露量，以及拟合计算出结露速率，实现了直接、直观地评价涂料的防结露性能。
[0047]具体的测试步骤如下:
[0048]步骤一，样品制备
[0049]本测试系统的待测样品应为成品状态，被测涂覆材料的状态通常为液体或粉体状态。如果是液体，直接均匀涂刷于涂层结露载体外表面，干燥7天后，待用。如果是粉体状态，将其用水搅拌均匀后，再均匀涂刷于涂层结露载体外表面，干燥7天后，待用。
[0050]步骤二，试验布置
[0051]开启温湿度控制仓的密封门，将电子天平放入仓内底部中心位置，其上放置结露收集器，并将电子天平与计算机用数据线连接好；将制备好的涂层结露载体悬空放置于结露收集容器的正上方，确保结露的水滴全部被结露收集容器收集，并将涂层结露载体与循环水浴通过管线连接好；将温湿度控制仪布置好，然后关闭温湿度控制仓的密封门。
[0052]步骤三，温湿度控制仓条件设置
[0053]通过温湿度控制仓的温湿度控制仪，设定需要的试验温度和相对湿度，既为整个温湿度控制仓内设定一个工作的环境温度和相对湿度，同时也是给测试样品的表面提供测试环境。
[0054]步骤四，循环水浴条件设置
[0055]循环水浴是控制涂层结露载体内部温度，根据结露形成的温度梯度要求，涂层的外表面温度要高于内表面温度，因此循环水浴设定的工作温度要低于温湿度控制仓的温度。
[0056]步骤五，试验
[0057]在系统布置完毕，试验条件设定好后，打开电子天平后，开启温湿度控制仪和循环水浴，使温湿度控制仓和循环水浴按设定条件工作，同时开启计算机测试程序，试验开始，起始时间记为0,电子天平的初始质量数值记为Μ”
[0058]步骤六，结露点和结露质量的测定
[0059]试验开始后，把第一滴结露水滴滴入结露收集器的时间记为?\，此时间为被测试涂料样品的结露点。
[0060]随着试验的继续进行，结露水滴不断滴入收集器，并被电子天平记录着所接收的结露水的质量。试验周期Τ可以根据具体的试验需要进行设定，通常，一次试验的周期为3小时，试验结束的时间记为Τ2。试验结束时的质量记为Μ2。
[0061]步骤七，结露质量和结露速率计算:
[0062]结露质量:M= M2-M! (1)
[0063]结露速率:k=( 2)
at
[0064]式中，Μ为被测试涂料样品的总结露质量，Μ2为试验结束时结露质量，Μ,为未形成结露时的天平初始显示质量。k为涂料样品的结露速率，将结露开始的时间和起始质量作为起始点参数，把试验结束时的时间和质量作为结束点参数，拟合此段时间内的曲线，通过公式⑵计算得出，性能测试曲线图如图3所示。
[0065]下面是两个具体的操作实施例:
[0066]实例1:薄型防结露液体涂覆材料
[0067]称取20g防结露涂覆材料样品，按照上述步骤一分两遍均匀涂刷于涂层结露载体外表面，然后放置于试验室条件下干燥。干燥7天后，将制备的表面覆盖有涂层的涂层结露载体放置于温湿度控制仓内的设定位置，逐步按照上述测试方法中步骤二至步骤六进行试验，按照步骤七进行计算。
[0068]其中，本实例中的温湿度控制仓的试验条件:温度为30°C、相对湿度为70%。循环水浴工作温度为10°c。涂刷于涂层结露载体表面的涂层内、外温度差为20°C。被测涂覆材料的防结露性能测试过程曲线如图4所示，图4中横坐标为时间(min)，本次试验周期为3h，试验开始时间记为0。图4中的纵坐标为质量数值(g)，其起始质量读数为结露收集器的质量。从图4可以清晰得出，被测涂料样品在Omin至26min这个时间段内，涂料未结露，纵坐标质量读数始终保持在67.28g。从26min出现第一滴结露水滴后，涂层表面持续结露，结露收集器中收集的结露水滴越来越多，天平的质量读数也越来越大，并在试验结束时达到最大值。
[0069]从图4中同时可以看出，在结露形成前，曲线为水平直线；结露形成后，曲线以固定斜率持续上升。图中曲线出现拐点的地方为结露点，从图4中可以得出结露时间1\为26min。
[0070]从图4中可以看出Mi为67.28g，M2为95.73g，根据式(1)计算得出测试涂料的结露量Μ为27.45g。
[0071]根据式⑵求结露速率，对图4中1\后的曲线进行拟合，拟合曲线如图5所示，通过拟合得公式(3):
[0072]y = 0.19x+61.49(3)
[0073]式(3)的R2为1，拟合度非常好。同时，从式(3)可以得出结露速率k为0.19。
[0074]实例2:厚质防结露粉体涂覆材料
[0075]按前述测试方法和步骤进行测试操作，具体操作数值为:
[0076]称取70g防结露涂覆材料样品，按步骤1)用水搅拌分散均匀，然后分两遍均匀涂刷于涂层结露载体外表面，然后干燥7天后，将制备的表面覆盖有涂层的涂层结露载体，放置于温湿度控制仓内的规定位置，逐步按照测试方法中步骤2)至步骤6)进行试验，按照步骤7)进行计算。
[0077]温湿度控制仓的试验条件:温度为25°C、相对湿度为95%。循环水浴温度为3°C。涂刷于涂层结露载体表面的涂层内外温度差为22°C。涂料的防结露性能测试过程曲线如图6所示，试验周期为3h。
[0078]图6中横坐标为时间轴，试验开始时间记为Omin ;图中的纵坐标为质量数值(g)，其起始质量读数为结露收集器的质量。从图6可以清晰得出，被测涂料样品在Omin至124min这个时间段内，涂料未结露，纵坐标质量读数始终保持在67.53g。从124min出现第一滴结露水滴后，涂层表面持续结露，结露收集器中收集的结露水滴越来越多，天平的质量读数也越来越大，并在试验结束时达到最大值。
[0079]从图6中同时可以看出，在结露形成前，曲线为水平直线；结露形成后，曲线以固定斜率持续上升。图中曲线出现拐点的地方为结露点，从图5中可以得出结露点T1为124min。
[0080]从图中可以看出Mi为67.53g，M2为76.llg，根据式⑴计算得出测试涂料的结露量 Μ 为 8.58g。
[0081]根据式⑵求结露速率，对图5中T1后的曲线进行拟合，拟合曲线如图7所示，所得公式如下:
[0082]y = 0.17x+45.61(4)
[0083]式(4)的R2为0.99，拟合度很好。同时，从式(4)可以得出结露速率k为0.17。
[0084]从实例2可以看出，厚质涂料的结露形成时间长，结露点?\值高，说明涂料的防结露性能优异。同时，结露量小，仅为8.58g，进一步说明涂料的防结露性能好。从拟合的结露速率曲线和公式中也可以看出，k值较低，进一步说明结露形成的速度慢。从试验过程曲线和拟合曲线，以及计算所得各数值，都证明该厚质涂料具有很好的防结露性能。
[0085]综上，本实用新型提供的涂层结露载体作为涂覆材料防结露性能测试系统必需的部件，使得被测样品表面结露水滴以最高效率滴落，提高被测样品防结露性能测试的精度，减小测试误差，能够及时准确的感知结露，节约实验时间成本，从而更准确地评价被测样品的防结露性能。本实用新型提供的防结露性能测试系统，用于涂覆材料的防结露性能测试，其包括上述涂层结露载体，使其测试效率高、误差小，可以更精确地评价涂覆材料的防结露性能。
[0086]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种涂层结露载体，其特征在于，所述涂层结露载体为圆锥形密封中空体，所述涂层结露载体上设置有第一密封口和第二密封口，所述第一密封口、第二密封口用于实现所述涂层结露载体与循环水浴的连接。
2.根据权利要求1所述的涂层结露载体，其特征在于，所述第一密封口、第二密封口均设置在所述涂层结露载体的底部。
3.根据权利要求2所述的涂层结露载体，其特征在于，所述涂层结露载体的材质为传热材料。
4.根据权利要求3所述的涂层结露载体，其特征在于，所述涂层结露载体的材质为不锈钢。
5.一种防结露性能测试系统，其特征在于，该测试系统包括:温湿度控制仓、涂层结露载体、结露收集器、循环水浴、电子天平以及计算机；其中， 所述温湿度控制仓为密封仓，其开设有密封口 ； 所述电子天平安置在所述温湿度控制仓的内底部； 所述结露收集器为上部设有敞口的容器，且所述结露收集器置于所述电子天平上； 所述涂层结露载体为圆锥形密封中空体，所述涂层结露载体上设置有第一密封口和第二密封口 ； 所述涂层结露载体以尖端朝下底部朝上的方式设置在所述温湿度控制仓内，位于所述结露收集器的敞口的正上方，且不与所述结露收集器接触； 所述循环水浴置于所述温湿度控制仓外，所述循环水浴上设置有进水口和出水口，所述出水口连接有第一管道，所述第一管道穿过所述温湿度控制仓的密封口与所述涂层结露载体上的第一密封口连接；所述进水口连接有第二管道，所述第二管道穿过所述温湿度控制仓的密封口与所述涂层结露载体上的第二密封口连接，以向所述涂层结露载体内腔注入循环水； 所述计算机置于所述温湿度控制仓外，且所述计算机通过数据线与所述电子天平连接。
6.根据权利要求5所述的防结露性能测试系统，其特征在于，所述温湿度控制仓内设置有第一温湿度控制仪和第二温湿度控制仪，其中， 所述第一温湿度控制仪用于测试温湿度控制仓内的温湿度； 所述第二温湿度控制仪与所述涂层结露载体的内表面连接，用于测试所述涂层结露载体内表面的温度。
7.根据权利要求5所述的防结露性能测试系统，其特征在于，所述结露收集器上敞口的尺寸大于所述涂层结露载体尖端的径向尺寸。
8.根据权利要求5所述的防结露性能测试系统，其特征在于，所述涂层结露载体的材质为不锈钢。
9.根据权利要求5所述的防结露性能测试系统，其特征在于，所述第一密封口、第二密封口均设置在所述涂层结露载体的底部。
【文档编号】G01N5/00GK204064840SQ201420348076
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】王继梅, 冀志江, 王静, 侯国艳 申请人:中国建筑材料科学研究总院