一種涂層結露載體及防結露性能測試系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種涂層結露載體及防結露性能測試系統，該涂層結露載體為涂覆材料的防結露性能測試提供科學、可行的手段，它是防結露性能測試系統的核心部件。該涂層結露載體為圓錐形密封中空體，其上設置有第一密封口和第二密封口，用于實現涂層結露載體內腔與循環水浴的連通。本實用新型提供的涂層結露載體作為涂覆材料防結露性能測試系統必需的部件，使得被測樣品表面結露水滴以最高效率滴落，提高被測樣品防結露性能測試的精度，減小測試誤差，能夠及時準確的感知結露，節約實驗時間成本，從而更準確地評價被測樣品的防結露性能。
【專利說明】一種涂層結露載體及防結露性能測試系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及建筑材料性能測試與評價領域，具體涉及一種涂層結露載體及用于測試涂覆材料防結露性能的防結露性能測試系統。
【背景技術】
[0002]在相對濕度高、溫差大的條件下，空氣中的水蒸氣在建筑物表面易出現過飽和，形成水滴或水流，致使建筑物表面結露，嚴重時建筑內部也會出現結露。建筑結露的現象在日常生活中普遍存在，不僅影響建筑的美觀，而且影響居室環境的舒適度，危害人體健康，嚴重時更會影響建筑安全性和使用壽命。在一些特殊場所，如高精密的電子儀器等存放與生產場所，會造成巨大的經濟損失。
[0003]近年來，隨著人們對居住環境質量要求、建筑節能要求的提高以及建筑材料綠色化的發展，防結露涂覆材料的開發應運而生。防結露涂覆材料不僅具有裝飾裝修功能，同時能夠有效的改善或治理建筑結露問題。
[0004]防結露涂覆材料在制備后需要進行防結露性能測試，目前我國也有先進的用于測試涂覆材料的防結露性能的裝置，但是這些測試裝置還存在被測涂覆材料表面結露的滴落速率太慢，甚至未滴落就蒸發掉的問題，而這些問題的存在造成防結露性能測試的效率低，誤差大，不能精確地評價涂覆材料的防結露性能。
實用新型內容
[0005]本實用新型的主要目的在于提供一種新型結構的涂層結露載體，所要解決的技術問題是在涂覆材料防結露性能測試中，加快被測涂覆材料表面結露的滴落速率，減小測試誤差，以精確地評價涂覆材料防結露性能，從而更加適于實用。
[0006]本實用新型的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本實用新型提出的一種涂層結露載體，所述涂層結露載體為圓錐形密封中空體，所述涂層結露載體上設置有第一密封口和第二密封口，所述第一密封口、第二密封口用于實現所述涂層結露載體與循環水浴的連接。
[0007]進一步地，所述第一密封口、第二密封口均設置在所述涂層結露載體的底部。
[0008]進一步地，所述涂層結露載體的材質為傳熱材料。
[0009]進一步地，所述涂層結露載體的材質為不銹鋼。
[0010]另外，本實用新型的另一個目的是提供一種具有上述涂層結露載體的防結露性能測試系統，本實用新型的目的及解決其技術問題還采用以下的技術方案來實現。依據本實用新型提出的一種涂覆材料防結露性能測試系統，該測試系統包括:溫濕度控制倉、涂層結露載體、結露收集器、循環水浴、電子天平以及計算機；其中，
[0011]所述溫濕度控制倉為密封倉，其上開設有密封口和密封門；
[0012]所述電子天平安置在所述溫濕度控制倉的內底部；
[0013]所述結露收集器為上部設有敞口的容器，且所述結露收集器置于所述電子天平上；
[0014]所述涂層結露載體為圓錐形密封中空體，所述涂層結露載體的底部上設置有第一密封口和第二密封口；
[0015]所述涂層結露載體以尖端朝下，底部朝上的方式設置在所述溫濕度控制倉內，位于所述結露收集器的敞口的正上方，且不與所述結露收集器接觸；
[0016]所述循環水浴置于所述溫濕度控制倉外，所述循環水浴上設置有進水口和出水口，所述出水口連接有第一管道，所述第一管道穿過所述溫濕度控制倉的密封口與所述涂層結露載體上的第一密封口連接；所述進水口連接有第二管道，所述第二管道穿過所述溫濕度控制倉的密封口與所述涂層結露載體上的第二密封口連接，以向所述涂層結露載體內腔注入循環水；
[0017]所述計算機置于所述溫濕度控制倉外，且所述計算機通過數據線與所述電子天平連接。
[0018]進一步地，所述溫濕度控制倉內設置有第一溫濕度控制儀和第二溫濕度控制儀，其中，
[0019]所述第一溫濕度控制儀用于測試溫濕度控制倉內的溫濕度；
[0020]所述第二溫濕度控制儀與所述涂層結露載體的內表面連接，用于測試所述涂層結露載體內表面的溫度。
[0021]進一步地，所述結露收集器上敞口的尺寸大于所述涂層結露載體尖端的徑向尺寸。
[0022]進一步地，所述涂層結露載體的材質為不銹鋼。
[0023]進一步地，所述第一密封口、第二密封口均設置在所述涂層結露載體的底部。
[0024]借由上述技術方案，本實用新型的涂層結露載體及防結露性能測試系統至少具有下列優點:
[0025](1)本實用新型提供的涂層結露載體，作為防結露材料的防性能測試系統中的一個重要部件，其能增大被測涂覆材料表面結露的滴落速率，防止結露在蒸發前被蒸發掉，從而減小測試誤差，并精確地評價涂覆材料防結露性能。
[0026](2)本實用新型提供的防結露性能測試系統，用于涂覆材料的防結露性能測試，其包括上述涂層結露載體，其測試效率高、誤差小，可以更精確地評價涂覆材料的防結露性倉泛。
[0027]上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1是本實用新型提供的涂層結露載體的結構示意圖；
[0029]圖2是本實用新型提供的涂覆材料防結露性能測試系統的結構示意圖；
[0030]圖3是為本實用新型提供的涂覆材料防結露性能測試系統對涂料的防結露性能測試曲線示意圖；
[0031]圖4為實用新型的一實施例的防結露性能測試曲線圖；
[0032]圖5為實用新型的一實施例的的結露速率圖；
[0033]圖6為實用新型的另一實施例的防結露性能測試曲線圖；
[0034]圖7為實用新型的另一實施例的結露速率圖。
【具體實施方式】
[0035]為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提出的一種涂層結露載體及防結露性能測試系統其【具體實施方式】、結構、特征及其功效，詳細說明如后。在下述說明中，不同的“一實施例”或“實施例”指的不一定是同一實施例。此外，一或多個實施例中的特定特征、結構、或特點可由任何合適形式組合。
[0036]本實用新型的一個實施例提出的一種涂層結露載體，其為涂覆材料防結露性能測試系統的一個重要部件。如圖1所示，該涂層結露載體3為圓錐形密封中空體，該涂層結露載體3具有圓錐尖端和底部；其中，該涂層結露載體3上設置有第一密封口 31和第二密封口 32，該第一密封口 31、第二密封口 32用于實現涂層結露載體與循環水浴的連接，以向涂層結露載體3內腔注入冷卻循環水。優選地，第一密封口 31、第二密封口 32設置在涂層結露載體3的圓錐底部。該涂層結露載體3的材質為傳熱材料，優選為不銹鋼。該涂層結露載體3的外表面用于涂覆被測的涂覆材料。
[0037]本實施例提供的涂層結露載體作為防結露性能測試系統的一個重要部件，在涂覆材料防結露性能測試時，該涂層結露載體的外表面用于涂覆被測材料。本實施例將涂層結露載體設計為圓錐體，便于被測材料表面結露的滴落，增大結露的滴落速率，避免結露滴落前被蒸發掉的現象發生，從而提高防結露涂覆材料的防結露性能測試的效率，減小測試誤差，從而可以更準確地評價涂覆材料的防結露性能。
[0038]如圖2所示，本實用新型的另一實施例提供了一種涂覆材料防結露性能測試系統，該測試系統包括:溫濕度控制倉1、涂層結露載體3、結露收集器4、循環水浴2、電子天平
5、計算機6以及其他必要的連接裝置。其中，電子天平5、結露收集器4及涂層結露載體3設置在溫濕度控制倉1的內部，且電子天平5置于溫濕度控制倉1的底部，結露收集器4安置在電子天平5上；涂層結露載體3的表面涂覆有被測涂料，涂層結露載體3設置在溫濕度控制倉1內，位于結露收集器4的正上方，且不與結露收集器4接觸；循環水浴2和計算機6設置在溫濕度控制倉1夕卜。
[0039]溫濕度控制倉1為密封倉，其主要為測試環境空間提供穩定、可控溫度、濕度條件，溫濕度控制倉1上開設有密封口，密封口主要用于穿越管道以及數據線。溫濕度控制倉1上還設置有密封門，用于放入或取出測試樣品以及必需的設備及裝置。
[0040]涂層結露載體3為一圓錐形密封中空體，該圓錐形密封中空體具有圓錐尖端及底部。該涂層結露載體3的底部上設置有第一密封口和第二密封口，用于實現與循環水浴2的連通，使循環水浴2內的冷卻水在涂層結露載體3的內腔循環。涂層結露載體3以尖端朝下，底部朝上的方式穩定在設置在溫濕度控制倉1內，位于結露收集器4敞口的正上方，且不與結露收集器4接觸。
[0041]結露收集器4的材質為不會與水發生反應的材料，其位于涂層結露載體3的正下方，用于接收涂層結露載體3上結露滴下的水滴。該結露收集器4上部設置有敞口，且敞口的尺寸及孔徑大于涂層結露載體3尖端的徑向尺寸，以保證滴下的水滴全部被接收。
[0042]電子天平5用于稱量結露水的質量，具有高溫高濕的穩定性，能夠長時間測試。計算機6通過數據線與電子天平連接，其用于實現無人操作和自動控制，其上安裝有自動記錄和繪制曲線的程序，以實現實時記錄。
[0043]另外，本實施例中的溫濕度控制倉1內還設置有第一溫濕度控制儀(未示出)、第二溫濕度控制儀(未示出)。第一溫濕度控制儀優選設置在溫濕度控制倉1的倉壁上，其用于控制整個測試環境空間的溫度。第二溫濕度控制儀與涂層結露載體3內表面連接，用于控制涂層結露載體3內表面的溫度。通過第一溫濕度控制儀、第二溫濕度控制儀的結合使用，可為試驗提供必需的溫度梯度。
[0044]本實施例提供的循環水浴2上設置有進水口和出水口，出水口上連接有第一管道8，第一管道8穿過溫濕度控制倉1上的密封口與涂層結露載體3上的第一密封口連接，進水口上連接有第二管道7，第二管道7穿過溫濕度控制倉1上的密封口與涂層結露載體3上的第二密封口連接，使循環水浴2與涂層結露載體3內腔連通，通過循環水浴可給涂層結露載體提供穩定的環境場。涂層結露載體3的外部溫度由溫濕度控制倉控制，內部溫度由循環水浴控制，通過循環水浴和溫濕度控制倉設置不同的溫度條件，使得涂層結露載體的內、外部形成溫度梯度。根據結露形成的溫度梯度要求，涂層結露載體的外表面要高于內表面溫度，故循環水浴設定的工作溫度要低于溫濕度控制倉的溫度。
[0045]較佳地，溫濕度控制倉內設置有懸掛架(未示出)，用于懸掛涂層結露載體，使涂層結露載體穩定地懸掛在溫濕度控制倉內，且位于結露收集器的正上方。
[0046]利用本實施例提供的涂覆材料防結露性能測試系統進行防結露性能測試時，首先將待測樣品均勻地涂覆在涂層結露載體3上，并模擬結露環境，使其在一定的相對濕度和溫度梯度條件下，通過電子天平和計算機測量、記錄結露時間以及結露的露水質量，通過結露滴落的露水質量隨時間變化的曲線，可以很清晰的得出結露點和結露量，以及擬合計算出結露速率，實現了直接、直觀地評價涂料的防結露性能。
[0047]具體的測試步驟如下:
[0048]步驟一，樣品制備
[0049]本測試系統的待測樣品應為成品狀態，被測涂覆材料的狀態通常為液體或粉體狀態。如果是液體，直接均勻涂刷于涂層結露載體外表面，干燥7天后，待用。如果是粉體狀態，將其用水攪拌均勻后，再均勻涂刷于涂層結露載體外表面，干燥7天后，待用。
[0050]步驟二，試驗布置
[0051]開啟溫濕度控制倉的密封門，將電子天平放入倉內底部中心位置，其上放置結露收集器，并將電子天平與計算機用數據線連接好；將制備好的涂層結露載體懸空放置于結露收集容器的正上方，確保結露的水滴全部被結露收集容器收集，并將涂層結露載體與循環水浴通過管線連接好；將溫濕度控制儀布置好，然后關閉溫濕度控制倉的密封門。
[0052]步驟三，溫濕度控制倉條件設置
[0053]通過溫濕度控制倉的溫濕度控制儀，設定需要的試驗溫度和相對濕度，既為整個溫濕度控制倉內設定一個工作的環境溫度和相對濕度，同時也是給測試樣品的表面提供測試環境。
[0054]步驟四，循環水浴條件設置
[0055]循環水浴是控制涂層結露載體內部溫度，根據結露形成的溫度梯度要求，涂層的外表面溫度要高于內表面溫度，因此循環水浴設定的工作溫度要低于溫濕度控制倉的溫度。
[0056]步驟五，試驗
[0057]在系統布置完畢，試驗條件設定好后，打開電子天平后，開啟溫濕度控制儀和循環水浴，使溫濕度控制倉和循環水浴按設定條件工作，同時開啟計算機測試程序，試驗開始，起始時間記為0,電子天平的初始質量數值記為Μ”
[0058]步驟六，結露點和結露質量的測定
[0059]試驗開始后，把第一滴結露水滴滴入結露收集器的時間記為?\，此時間為被測試涂料樣品的結露點。
[0060]隨著試驗的繼續進行，結露水滴不斷滴入收集器，并被電子天平記錄著所接收的結露水的質量。試驗周期Τ可以根據具體的試驗需要進行設定，通常，一次試驗的周期為3小時，試驗結束的時間記為Τ2。試驗結束時的質量記為Μ2。
[0061]步驟七，結露質量和結露速率計算:
[0062]結露質量:M= M2-M! (1)
[0063]結露速率:k=( 2)
at
[0064]式中，Μ為被測試涂料樣品的總結露質量，Μ2為試驗結束時結露質量，Μ,為未形成結露時的天平初始顯示質量。k為涂料樣品的結露速率，將結露開始的時間和起始質量作為起始點參數，把試驗結束時的時間和質量作為結束點參數，擬合此段時間內的曲線，通過公式⑵計算得出，性能測試曲線圖如圖3所示。
[0065]下面是兩個具體的操作實施例:
[0066]實例1:薄型防結露液體涂覆材料
[0067]稱取20g防結露涂覆材料樣品，按照上述步驟一分兩遍均勻涂刷于涂層結露載體外表面，然后放置于試驗室條件下干燥。干燥7天后，將制備的表面覆蓋有涂層的涂層結露載體放置于溫濕度控制倉內的設定位置，逐步按照上述測試方法中步驟二至步驟六進行試驗，按照步驟七進行計算。
[0068]其中，本實例中的溫濕度控制倉的試驗條件:溫度為30°C、相對濕度為70%。循環水浴工作溫度為10°c。涂刷于涂層結露載體表面的涂層內、外溫度差為20°C。被測涂覆材料的防結露性能測試過程曲線如圖4所示，圖4中橫坐標為時間(min)，本次試驗周期為3h，試驗開始時間記為0。圖4中的縱坐標為質量數值(g)，其起始質量讀數為結露收集器的質量。從圖4可以清晰得出，被測涂料樣品在Omin至26min這個時間段內，涂料未結露，縱坐標質量讀數始終保持在67.28g。從26min出現第一滴結露水滴后，涂層表面持續結露，結露收集器中收集的結露水滴越來越多，天平的質量讀數也越來越大，并在試驗結束時達到最大值。
[0069]從圖4中同時可以看出，在結露形成前，曲線為水平直線；結露形成后，曲線以固定斜率持續上升。圖中曲線出現拐點的地方為結露點，從圖4中可以得出結露時間1\為26min。
[0070]從圖4中可以看出Mi為67.28g，M2為95.73g，根據式(1)計算得出測試涂料的結露量Μ為27.45g。
[0071]根據式⑵求結露速率，對圖4中1\后的曲線進行擬合，擬合曲線如圖5所示，通過擬合得公式(3):
[0072]y = 0.19x+61.49(3)
[0073]式(3)的R2為1，擬合度非常好。同時，從式(3)可以得出結露速率k為0.19。
[0074]實例2:厚質防結露粉體涂覆材料
[0075]按前述測試方法和步驟進行測試操作，具體操作數值為:
[0076]稱取70g防結露涂覆材料樣品，按步驟1)用水攪拌分散均勻，然后分兩遍均勻涂刷于涂層結露載體外表面，然后干燥7天后，將制備的表面覆蓋有涂層的涂層結露載體，放置于溫濕度控制倉內的規定位置，逐步按照測試方法中步驟2)至步驟6)進行試驗，按照步驟7)進行計算。
[0077]溫濕度控制倉的試驗條件:溫度為25°C、相對濕度為95%。循環水浴溫度為3°C。涂刷于涂層結露載體表面的涂層內外溫度差為22°C。涂料的防結露性能測試過程曲線如圖6所示，試驗周期為3h。
[0078]圖6中橫坐標為時間軸，試驗開始時間記為Omin ;圖中的縱坐標為質量數值(g)，其起始質量讀數為結露收集器的質量。從圖6可以清晰得出，被測涂料樣品在Omin至124min這個時間段內，涂料未結露，縱坐標質量讀數始終保持在67.53g。從124min出現第一滴結露水滴后，涂層表面持續結露，結露收集器中收集的結露水滴越來越多，天平的質量讀數也越來越大，并在試驗結束時達到最大值。
[0079]從圖6中同時可以看出，在結露形成前，曲線為水平直線；結露形成后，曲線以固定斜率持續上升。圖中曲線出現拐點的地方為結露點，從圖5中可以得出結露點T1為124min。
[0080]從圖中可以看出Mi為67.53g，M2為76.llg，根據式⑴計算得出測試涂料的結露量 Μ 為 8.58g。
[0081]根據式⑵求結露速率，對圖5中T1后的曲線進行擬合，擬合曲線如圖7所示，所得公式如下:
[0082]y = 0.17x+45.61(4)
[0083]式(4)的R2為0.99，擬合度很好。同時，從式(4)可以得出結露速率k為0.17。
[0084]從實例2可以看出，厚質涂料的結露形成時間長，結露點?\值高，說明涂料的防結露性能優異。同時，結露量小，僅為8.58g，進一步說明涂料的防結露性能好。從擬合的結露速率曲線和公式中也可以看出，k值較低，進一步說明結露形成的速度慢。從試驗過程曲線和擬合曲線，以及計算所得各數值，都證明該厚質涂料具有很好的防結露性能。
[0085]綜上，本實用新型提供的涂層結露載體作為涂覆材料防結露性能測試系統必需的部件，使得被測樣品表面結露水滴以最高效率滴落，提高被測樣品防結露性能測試的精度，減小測試誤差，能夠及時準確的感知結露，節約實驗時間成本，從而更準確地評價被測樣品的防結露性能。本實用新型提供的防結露性能測試系統，用于涂覆材料的防結露性能測試，其包括上述涂層結露載體，使其測試效率高、誤差小，可以更精確地評價涂覆材料的防結露性能。
[0086]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種涂層結露載體，其特征在于，所述涂層結露載體為圓錐形密封中空體，所述涂層結露載體上設置有第一密封口和第二密封口，所述第一密封口、第二密封口用于實現所述涂層結露載體與循環水浴的連接。
2.根據權利要求1所述的涂層結露載體，其特征在于，所述第一密封口、第二密封口均設置在所述涂層結露載體的底部。
3.根據權利要求2所述的涂層結露載體，其特征在于，所述涂層結露載體的材質為傳熱材料。
4.根據權利要求3所述的涂層結露載體，其特征在于，所述涂層結露載體的材質為不銹鋼。
5.一種防結露性能測試系統，其特征在于，該測試系統包括:溫濕度控制倉、涂層結露載體、結露收集器、循環水浴、電子天平以及計算機；其中， 所述溫濕度控制倉為密封倉，其開設有密封口 ； 所述電子天平安置在所述溫濕度控制倉的內底部； 所述結露收集器為上部設有敞口的容器，且所述結露收集器置于所述電子天平上； 所述涂層結露載體為圓錐形密封中空體，所述涂層結露載體上設置有第一密封口和第二密封口 ； 所述涂層結露載體以尖端朝下底部朝上的方式設置在所述溫濕度控制倉內，位于所述結露收集器的敞口的正上方，且不與所述結露收集器接觸； 所述循環水浴置于所述溫濕度控制倉外，所述循環水浴上設置有進水口和出水口，所述出水口連接有第一管道，所述第一管道穿過所述溫濕度控制倉的密封口與所述涂層結露載體上的第一密封口連接；所述進水口連接有第二管道，所述第二管道穿過所述溫濕度控制倉的密封口與所述涂層結露載體上的第二密封口連接，以向所述涂層結露載體內腔注入循環水； 所述計算機置于所述溫濕度控制倉外，且所述計算機通過數據線與所述電子天平連接。
6.根據權利要求5所述的防結露性能測試系統，其特征在于，所述溫濕度控制倉內設置有第一溫濕度控制儀和第二溫濕度控制儀，其中， 所述第一溫濕度控制儀用于測試溫濕度控制倉內的溫濕度； 所述第二溫濕度控制儀與所述涂層結露載體的內表面連接，用于測試所述涂層結露載體內表面的溫度。
7.根據權利要求5所述的防結露性能測試系統，其特征在于，所述結露收集器上敞口的尺寸大于所述涂層結露載體尖端的徑向尺寸。
8.根據權利要求5所述的防結露性能測試系統，其特征在于，所述涂層結露載體的材質為不銹鋼。
9.根據權利要求5所述的防結露性能測試系統，其特征在于，所述第一密封口、第二密封口均設置在所述涂層結露載體的底部。
【文檔編號】G01N5/00GK204064840SQ201420348076
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】王繼梅, 冀志江, 王靜, 侯國艷 申請人:中國建筑材料科學研究總院