материал для скульптурно-декоративных работ

Формула изобретения

Материал для скульптурных работ, содержащий гипсовое вяжущее и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит эпоксидную смолу, аминный отвердитель, диоксид кремния и сложноэфирный пластификатор при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

гипсовое вяжущее	100
вода	0-40
диоксид кремния	0-20
сложноэфирный пластификатор	8-30
эпоксидная смола	40-80
аминный отвердитель	8-20

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к материалам, используемым для изготовления лепных изделий, для восстановления утраченных фрагментов на реставрируемых объектах, при замене изделий из керамики, металла, древесины, а также изготовления водо- и температуростойкой скульптуры повышенной прочности.

Кроме того, изобретение может найти применение при изготовлении настольной скульптуры и предметов художественно-прикладного назначения, в особенности предметов подверженных воздействию тепла и влаги.

Широко известен материал для лепных работ, который содержит гипс и воду. Однако такой материал быстро твердеет, имеет плохую адгезию к большинству материалов. Не обладает достаточной механической прочностью, тепло- и влагостойкостью.

Известна смесь на основе фосфогипса с достаточной прочностью, но слабой влагостойкостью. Кроме того, она неэкологочна - патент РФ 2052416. Известна смесь на основе двуводного вторичного гипса, извести и воды - патент РФ 2203235, содержащая также шлакопортландцемент. Недостаком является ее слабая водостойкость.

Водостойкость частично улучшена в смеси, содержащей парафин, глицерин, высшие жирные кислоты, - заявке Германия 3238090, 1983 г. Известны также применение специальных жировых добавок РФ 2246460, повышающих водостойкость гипсовых фасонных частей. Известны также другие составы на основе цементных и гипсовых составляющих (полимербетоны) с неплохими прочностными и технологическими свойствами, но со слабым адгезионным сцеплением с конструктивами.

С другой стороны известны полимерные реактопласты на основе смол для скульптурных задач.

Однако эти материалы обладают главным образом заливочными свойствами и используются уже на третьей стадии изготовления изделия по схеме - первичная модель скульптуры из любого материала, форма (как правило из эластичного реактопласта - эластомера) и наконец заливка формы композицией на эпоксидной основе.

Задачей предложенного технического решения является возможность реставрации изделий и архитектурно-рельефных фрагментов, а также изготовление авторских работ в одну стадию.

Технический результат - повышение прочности, улучшение адгезионных свойств, возможность получения изделий любой формы за счет повышенной пластичности.

Технический результат достигается за счет того, что материал для скульптурных работ, содержащий гипсовое вяжущее и воду, дополнительно содержит эпоксидную смолу, диоксид кремния, сложноэфирный пластификатор и аминный отвердитель эпоксидной смолы при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Гипсовое вяжущее	100
Вода	0-40
Диоксид кремния	0-20
Эпоксидная смола	40-80
Сложноэфирный пластификатор	8-30
Аминный отвердитель эпоксидной смолы	8-20

Содержание компонентов в указанных соотношениях позволяет совместить высокую вязкость, обеспечивающую слипаемость, необходимую деформируемость состава, удобство придания любой формы, удержание на стенках детали с прямыми углами или отрицательными уклонами за счет соотношения гипс-вода-смола-диоксид кремния. Кроме того, обеспечивается адгезия и аутоадгезия к материалу за счет эпоксидной составляющей состава, регулируемая в широком диапазоне скорость отверждения за счет соотношения смола - отвердитель - вода, а также высокая прочность полученного изделия, скорость и качество его получения. В процессе создания скульптурной смеси использовались следующие материалы:

гипсовое вяжущее - ГОСТ 4.204-79,

эпоксидная смола - ГОСТ 10587-84,

аминный отвердитель - ГОСТ 10587-84,

сложноэфирный пластификатор - ГОСТ 8728,

диоксид кремния - ГОСТ 18307-78

В соответствии с рецептурой 100 частей гипсового вяжущего смешивают в мешалке 3-5 минут при комнатной температуре при последовательном добавлении аминного отвердителя, указанного пластификатора, эпоксидной смолы и воды. Время смешения после последовательного добавления компонентов - 3-10 мин.

Компоненты могут смешиваться одновременно. Скорость отверждения и нарастание вязкости зависит от их количественного соотношения. Рекомендуется применять посуду и мешалку из полиэтилена или пропилена во избежание адгезионного прилипания к другим материалам или частичного набухания материалов.

С другой стороны, компоненты могут смешиваться между собой и храниться необходимое время в виде смеси - гипсовое вяжущее - пластификатор - аминный отвердитель и в виде смеси - смола - диоксид кремния - вода. Эти смеси компонентов могут заготавливаться заранее и вводиться в контакт при изготовлении материала для скульптурных работ. Вода при этом в предельном случае может отсутствовать. Состав предлагаемого материала приводится в таблице, компоненты приведены на 100 мас.ч. гипсового вяжущего.

№ пп	Смола эпоксидная	Аминный отвердитель	Сложноэфирный пластификатор	Диоксид кремния	Вода
1	40	10	20	нет	10
2	45	15	20	нет	20
3	50	8	15	2	25
4	55	9	20	4	15
5	60	15	30	20	нет
6	70	20	10	10	40
7	80	12	8	5	35

В составах 1, 2, 3 используют в качестве аминного отвердителя этилендиамин, в качестве сложноэфирного пластификатора - дибутилфталат.

В составах 4, 5, 6 используют в качестве аминного отвердителя диэтилентриамин, в качестве сложноэфирного пластификатора - диоктилфталат.

В составе 7 используют в качестве аминного отвердителя полиэтиленполиамин, в качестве сложноэфирного пластификатора - диоктилсебацинат.

Пример 1

В емкость последовательно помещают 1 кг сухого гипсового вяжущего, 0,2 кг пластификатора - дибутилфталата, 0,002 кг диоксида кремния, 0,5 кг эпоксидной смолы, 0,12 кг аминного отвердителя этилендиамина и 0,4 кг воды. Смесь перемешивают до гомогенного состояния, ориентировочное время смешения - 10 мин.

Пример 2

В отдельной емкости смешивают 1 кг гипсового вяжущего, 0,15 кг пластификатора - диоктилфталата, 0,1 кг отвердителя. В другой емкости смешивают 0,6 кг эпоксидной смолы, 0,5 кг воды. Предварительное смешение компонентов в указанных сочетаниях благоприятствует качеству и равномерности итогового материала, при этом время предварительного смешения не ограничено.

Тщательно перемешанные до гомогенного состояния смеси вводят в контакт и дополнительно перемешивают 5-10 мин. При разведение исходного гипсового вяжущего вместо воды можно использовать сложноэфирный пластификатор. Отсутствие воды в скульптурном материале не препятствует разведению гипсового вяжущего до требуемой консистенции.

Данный состав был разработан, испытан в ЗАО «КТС» при подготовке декоративно-архитектурных и скульптурно-восстановительных работ. Поверхность материала хорошо выдерживает не только температурно-влажностные воздействия в помещениях, но и натурные воздействия в необходимом диапазоне (осадки, перепады температуры, влажности и атмосферного давления).

Анализ всех приведенных данных показывает следующие преимущества заявляемого скульптурно-декоративного материала в сравнении с композицией прототипа:

- осуществляется возможность реставрации изделий и архитектурно-рельефных фрагментов, а также изготовление авторских работ в одну стадию,

- возникает возможность совместить высокую вязкость, обеспечивающую слипаемость, необходимую деформируемость состава, удобство придания любой формы, а также удержание на стенках детали с прямыми углами или отрицательными уклонами. При этом обеспечивается адгезия и аутоадгезия к материалу за счет эпоксидной составляющей материала,

- появляется возможность регулирования скорости отверждения за счет предложенного соотношения компонентов,

- обеспечивается высокая прочность полученного изделия, а также повышенная скорость его получения и качество конечного изделия,

- реализуется возможность приготовления материала не только последовательным внесением всех компонентов в емкость смешения, но и получения его в виде двух заранее приготовленных смесей, вводимых в контакт непосредственно перед началом работ. Этим обеспечивается удобство применения и качество самого материала,

- не требуется для приготовления материала использование сложных устройств и специальных приспособлений,

- полученный материал по сравнению с материалом по ближайшему из аналогов имеет прочность на сжатие выше на 15-20%, адгезионную прочность (на отрыв) выше на 7-9%.