CN111138807A - 手工雕刻模型环氧树脂泥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手工雕刻模型环氧树脂泥。其包含甲组分和乙组分，所述甲组分包括环氧树脂、稀释剂、活性剂、轻质填料和填料；所述乙组分包括固化剂、触变剂、阻燃剂、颜料和填料。本发明还公开了一种制备方法。本发明可实现油性材料的带水施工，解决体系粘度与施工性之间的矛盾，使触变性好，厚度10mm不流坠，雕刻细节表现力强；可有效提高对基材的粘接剪切强度和表面施工耐水性，保证造型材料的物化性能和艺术表现力；本发明具有轻质高强、耐老化、阻燃、雕刻性好、滑爽性高、良好的自身粘接性以及修补性的特点，特别适合应用于文旅产业景观造型中。

Description

手工雕刻模型环氧树脂泥及其制备方法

技术领域

本发明涉及文旅产业景观造型材料技术领域，特别是涉及一种新型的手工雕刻模型环氧树脂泥及其制备方法。

背景技术

模型环氧树脂作为一种全新的文旅产业景观造型材料，正越来越多的被应用于国内外各大主题公园的主题包装翻模造型中。与不饱和聚酯翻模造型相比，其具有固化条件低、轻质、耐老化、易触变、良好的自身粘接性及修补性的特点，结合雕刻工艺，可构筑出仿真程度高，耐久性优良的各种仿木、仿假山、仿瓦片等景观造型。传统翻模塑型方式存在脱模难度大，模具再利用率低，树脂与模具之间难排气、成品细节表现力欠缺等缺点。改善模型环氧树脂材料施工性和艺术表现性的主要措施主要有：对模具表面进行清洁打磨和涂抹脱模剂以降低脱模难度、调节模具温度以改善树脂固化过程、添加消泡助剂以提高树脂密度和强度，降低树脂粘度以提高流平性和渗透性等。

近年来随着人们对文旅景观设计的需求越来越精致，为了满足对自然和人文景观的高还原和模拟要求。市场亟需一种新的塑型方式作为表达设计理念的载体，其具备环保、阻燃、轻质高强、仿真程度高、可手工雕刻造型、耐久性优良等特点。

中国申请CN105017719A公开了一种阻燃可雕刻环氧树脂灰浆，包括环氧树脂、活性稀释剂、活性增韧剂、阻燃剂、空心微球、触变剂及填料等，具有环保、高强高韧、使用时间长、利于雕刻造型等优点。但是，由于环氧树脂粘度高的自身特性，采用该灰浆在实际雕刻造型过程中，对雕刻工具的粘粘情况突出；而且若采用工具表面油润或水润等预处理后进行雕刻，会降低造型材料最终固化效果和物化性能，致使其出现开裂、剥落等现象，失去造型艺术表现效果。

发明内容

针对上述问题，本发明目的在于提供一种新型的手工雕刻模型环氧树脂泥及其制备方法。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的一个方面，本发明提供的一种手工雕刻模型环氧树脂泥，包含甲组分和乙组分，所述甲组分和乙组分按重量比为1：(0.7～1.3)配比。

其中，所述甲组分，按重量百分比计，包括：

所述乙组分，按重量百分比计，包括：

在所述乙组分中还可以包括0.1～5％的活性剂。

所述环氧树脂为双酚A类、双酚F类环氧树脂、氢化环氧树脂中的一种或几种树脂的混合物。

所述稀释剂可以是烯丙基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚等中的一种或几种的混合物。

所述活性剂包括阳离子改性含酸基共聚物溶液类润湿分散剂中一种或几种的混合物。例如，为含膦磺酸基共聚物、聚丙烯酸基共聚物、聚羧酸铵盐、不饱和脂肪酸多元胺酰胺和酸性聚酯盐溶液中的一种或几种的混合物。所述活性剂是润湿分散剂类产品，是一系列含酸基的聚合物溶液，具有超高化学性能，在促进填料分散效果的同时，通过分子亲有机/无机基团分别发生加成或聚合反应以及化学键的形成，对填料具有良好的润湿作用，可有效降低填料的使用量。

优选地，所述活性剂还可以包括：苯胺基甲三乙氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂中的一种或几种的混合物。

所述阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化镁、氧化钼、氢氧化锆以及氢氧化铝中的一种或几种的混合物。

所述轻质填料为空心玻璃微球、硅藻土以及硅藻岩中的一种或几种的混合物。

所述甲组分中的填料包括酚醛树脂微球。采用酚醛树脂微球改性技术，向酚醛树脂分子链中引入亲水官能团单体如氧化叔胺苯甲酸。所述酚醛树脂微球为水溶性酚醛树脂，在疏水的芳环结构上连有亲水的羟甲基、酚羟基和酚氧负离子基团，使其既能分散于环氧树脂油性体系，又能在带水体系中充分伸展，实现油性材料的带水施工。所述酚醛树脂微球由美国圣莱科特生产。

进一步地，所述甲组分中的填料还可以包括重钙、高岭土、轻钙、滑石粉、云母粉、硅微粉、晶须、钛白粉及重晶石粉中的一种或几种的混合物。

所述乙组分中的填料可以为重钙、高岭土、轻钙、滑石粉、云母粉、硅微粉、晶须、钛白粉及重晶石粉等中的一种或几种的混合物。

所述固化剂为脂肪族胺类常温固化剂、脂环族胺类常温固化剂中的一种或几种的混合物。

所述触变剂为气相二氧化硅和有机膨润土粉中的一种或两者的混合物。

根据本发明的另一个方面，本发明提供的一种手工雕刻模型环氧树脂泥的制备方法，包括：

按照甲组分的配比，将环氧树脂、稀释剂和活性剂加入真空搅拌器中，以800～1200rpm的转速搅拌8～12min后，将转速降低至400～600rpm，并依序加入轻质填料和填料；待全部加入后，将搅拌机转速上升至1300rpm～1700rpm持续搅拌18～22min后，开启搅拌机真空模式至-98Kpa后，持续搅拌3～7min，得到甲组分；

按照乙组分的配比，将固化剂加入真空搅拌器中，调整转速至400～600rpm，并依次加入触变剂、阻燃剂、颜料和填料；待全部加入后，将搅拌机转速上升至1300rpm～1700rpm持续搅拌18～22min后，开启搅拌机真空模式至-98Kpa后，持续搅拌3～7min，得到乙组分；

将得到的甲组分和乙组分混合均匀，得到手工雕刻模型环氧树脂泥。优选地，所述甲组分和乙组分按重量比1：(0.7～1.3)配比混合，更优选地按照1:(0.9～1.1)配比混合均匀。

当乙组分包含活性剂时，所述方法，在所述调整转速至400～600rpm的步骤之前，还包括将固化剂和活性剂加入真空搅拌器中，以800～1200rpm的转速搅拌8～12min后的步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明中新型的手工雕刻模型环氧树脂泥中的填料采用酚醛树脂微球改性技术，选择使用“水溶性酚醛树脂”，在疏水的芳环结构上连有亲水的羟甲基、酚羟基和酚氧负离子基团；使其既能分散于环氧树脂油性体系，又能在带水体系中充分伸展，实现油性材料的带水施工，实现了优异的带水手工雕刻性能和逼真的细节纹理表现力；采用酚醛树脂微球的弱吸湿性，可以带水施工，其加入可实现油性材料的带水施工，解决体系粘度与施工性之间的矛盾，使得触变性好，厚度10mm不流坠，雕刻细节表现力强。

本发明中的手工雕刻模型环氧树脂泥具有轻质高强、耐老化、阻燃、雕刻性好、滑爽性高、良好的自身粘接性及修补性的特点，是一种有效服务寿命长，施工成本低，施工简单的景观类雕刻造型材料。同时，由于本发明中手工雕刻模型环氧树脂泥含有一种或多种超高化学性能的活性剂，在促进填料分散效果的同时，通过分子亲有机/无机基团分别发生加成或聚合反应以及化学键的形成，可有效提高对基材的粘接剪切强度和表面施工耐水性，从而保证造型材料的物化性能(抗拉强度、抗压强度、粘接强度等)、艺术表现力以及施工性能。

另外，本发明涉及的产品在文旅产业景观造型建造中的应用有别于目前国内公园使用的不饱和聚酯翻模的造型，本发明新型的可用于手工雕刻的手工雕刻模型环氧树脂泥具有阻燃、轻质、高强度、雕刻性能优良、生产工艺简单、优异的耐久性，建筑装饰物的有效服务寿命长，施工成本低，施工简单，节约了后期的维修费用，具有极强的市场竞争力，特别适用于文旅度假区、主题公园、商业娱乐综合体、城市景观、地产景观等文旅产业景观造型的建造。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。通过以下代表性实施例可以更好地理解本发明，尽管给出了这些实施例，但还应包括：在不偏离本发明范围条件下，对公开的方法进行本领域技术人员显而易见的各种改变。

实施例1-3手工雕刻模型环氧树脂泥的组成如下表1所示：

表1可手工雕刻模型环氧树脂泥配方组成

实施例1-3中选取的各组分构成具体如下：

实施例1中

甲组份：环氧树脂为双酚A类环氧树脂，稀释剂为丁基缩水甘油醚，活性剂为含膦磺酸基共聚物类润湿分散剂，轻质填料为空心玻璃微球，填料为酚醛树脂微球和重钙；

乙组分：固化剂为脂肪族胺类常温固化剂，触变剂为气相二氧化硅，阻燃剂为氢氧化铝，颜料为色素炭黑，填料为滑石粉。

实施例2中

甲组份：环氧树脂为氢化环氧树脂，稀释剂为烯丙基缩水甘油醚，活性剂为聚羧酸铵钠润湿分散剂，轻质填料为空心玻璃微球和硅藻土，填料为酚醛树脂微球；

乙组分：固化剂为脂肪族胺类常温固化剂，活性剂可与甲组分相同，触变剂为有机膨润土，阻燃剂为氢氧化镁和氢氧化铝，颜料为黄色色粉和蓝色色粉，填料为高岭土。

实施例3中

甲组份：环氧树脂为双酚A类环氧树脂，稀释剂为十二烷基缩水甘油醚，活性剂为含膦磺酸基共聚物类润湿分散剂和苯胺基甲三乙氧基硅烷，轻质填料为硅藻土，填料为酚醛树脂微球和晶须。

乙组分：固化剂为脂肪族胺类常温固化剂，活性剂可与甲组分相同，触变剂为有机膨润土，阻燃剂为三氧化二锑，颜料为棕色色粉，填料为云母粉。

本发明提供可手工雕刻模型环氧树脂泥，主要包括以下步骤：

甲组分制备：将环氧树脂、稀释剂和活性剂加入真空搅拌器中，以1000rpm的转速搅拌10分钟后，将转速降低至500rpm，并依序加入轻质填料和填料。待全部加入后，将搅拌机转速上升至1500rpm持续搅拌20分钟后，开启搅拌机真空模式至-98Kpa后，持续搅拌5分钟。搅拌完成后形成甲组分。

乙组分制备：将固化剂和活性剂加入真空搅拌器中，以1000rpm的转速搅拌10分钟后，将转速降低至500rpm(若乙组分不添加活性剂，则直接将固化剂加入真空搅拌器中，调整转速为500rpm)，并依序加入触变剂、阻燃剂、颜料和填料；待全部加入后，将搅拌机转速上升至1500rpm持续搅拌20分钟后，开启搅拌机真空模式至-98Kpa后，持续搅拌5分钟。搅拌完成后形成乙组分。

调制可手工雕刻模型环氧树脂泥：将制备好的甲组分和乙组分混合均匀后，即可得到可手工雕刻模型环氧树脂泥。

将制备好的甲组分和乙组分按重量比1:1配比，混合均匀制样进行性能测试，性能测试主要参考《GB/T 1728-1979漆膜、腻子膜干燥时间测定法》、《GB/T 2793-1995胶粘剂不挥发物含量的测定》、《GB/T 6753.6-1986涂料产品的大规模刷涂试验》、《GB/T 6753.3-1986涂料贮存稳定性试验方法》、《GB/T 8624-2012建筑材料及制品燃烧性能分级》、《GB/T6329-1996胶粘剂对接接头拉伸强度的测定》和《GB/T 2567-2008树脂浇铸体性能试验方法总则》。检测结果如表2所示：

表2可手工雕刻模型环氧树脂泥性能检测结果

综上，本申请实施例1-3制备得到的手工雕刻模型环氧树脂泥，在容器中搅拌后无硬块且呈均匀状态；施工时，实现了油性材料的带水施工，涂抹刮涂无障碍，均不会出现对雕刻工具的粘粘情况，与钢板粘接强度为16MPa或18MPa，解决了体系粘度与施工性之间的矛盾，触变性好，厚度10mm不流坠，雕刻细节表现力强；而且保证了材料的物化性能(如抗压强度为62MPa～65MPa，抗拉强度为13MPa～15MPa)和艺术表现力。

Claims (10)

1.一种手工雕刻模型环氧树脂泥，其特征在于，包含甲组分和乙组分，所述甲组分和乙组分按重量比为1：(0.7～1.3)配比；其中，

所述甲组分，按重量百分比计，包括：

所述乙组分，按重量百分比计，包括：

2.根据权利要求1所述的手工雕刻模型环氧树脂泥，其特征在于，所述乙组分中还包括活性剂0.1～5％。

3.根据权利要求1或2所述的手工雕刻模型环氧树脂泥，其特征在于，所述活性剂包括阳离子改性含酸基共聚物溶液类润湿分散剂中一种或几种的混合物。

4.根据权利要求3所述的手工雕刻模型环氧树脂泥，其特征在于，所述活性剂包括：膦磺酸基共聚物、聚丙烯酸基共聚物、聚羧酸铵盐、不饱和脂肪酸多元胺酰胺和酸性聚酯盐溶液中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求3所述的手工雕刻模型环氧树脂泥，其特征在于，所述活性剂还包括：苯胺基甲三乙氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、钛酸酯类偶联剂和铝酸酯类偶联剂中一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的手工雕刻模型环氧树脂泥，其特征在于，

所述甲组分中的填料包括酚醛树脂微球；

所述乙组分中的填料为重钙、高岭土、轻钙、滑石粉、云母粉、硅微粉、晶须、钛白粉和重晶石粉中一种或几种的混合物。

7.根据权利要求6所述的手工雕刻模型环氧树脂泥，其特征在于，所述甲组分中的填料还包括重钙、高岭土、轻钙、滑石粉、云母粉、硅微粉、晶须、钛白粉和重晶石粉中一种或几种的混合物。

8.根据权利要求1所述的手工雕刻模型环氧树脂泥，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A类环氧树脂、双酚F类环氧树脂和氢化环氧树脂中的一种或几种树脂的混合物。

9.根据权利要求1所述的手工雕刻模型环氧树脂泥，其特征在于，

所述稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚和新戊二醇二缩水甘油醚中的一种或几种的混合物；

所述阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化镁、氧化钼、氢氧化锆和氢氧化铝中一种或几种的混合物；

所述轻质填料为空心玻璃微球、硅藻土和硅藻岩中一种或几种的混合物；

所述固化剂为脂肪族胺类常温固化剂和脂环族胺类常温固化剂中的一种或几种的混合物；

所述触变剂为气相二氧化硅和有机膨润土粉中的一种或两者的混合物。

10.一种如权利要求1所述的手工雕刻模型环氧树脂泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照甲组分的配比，将环氧树脂、稀释剂和活性剂加入真空搅拌器中，以800～1200rpm的转速搅拌8～12min后，将转速降低至400～600rpm，并依序加入轻质填料和填料；待全部加入后，将搅拌机转速上升至1300rpm～1700rpm持续搅拌18～22min后，开启搅拌机真空模式至-98Kpa后，持续搅拌3～7min，得到甲组分；

按照乙组分的配比，将固化剂加入真空搅拌器中，调整转速至400～600rpm，并依次加入触变剂、阻燃剂、颜料和填料；待全部加入后，将搅拌机转速上升至1300rpm～1700rpm持续搅拌18～22min后，开启搅拌机真空模式至-98Kpa后，持续搅拌3～7min，得到乙组分；

将得到的甲组分和乙组分混合，得到手工雕刻模型环氧树脂泥。