МАТЕРИАЛ ДЛЯ СКУЛЬПТУРНО-ДЕКОРАТИВНЫХ РАБОТ
MATERIAL FOR SCULPTURE-DECORATIVE WORKS

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.
№ п\п
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%.