CN116622278A - 一种应力断纹的裂纹漆及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种应力断纹的裂纹漆，包括漆胎混合物，第一裂纹面漆，第二裂纹面漆。漆胎混合物包括水性聚胺酯、环氧硅烷交联剂、200目的鹿角霜粉末；第一裂纹面漆为多元胺环氧树脂双组份反应固化水性裂纹面漆；第二裂纹面漆包括大漆、有机硅树脂、硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、碳酸钙、水。同时，本发明还提供了该裂纹漆的一种制作方法和一种使用方法。本发明能够在古琴漆膜内的鹿角霜灰胎和面漆上产生垂直于琴弦拉力方向的横断纹及其横断纹之间细致的裂纹，相比传统方法更方便，断纹也更自然美观。

Description

一种应力断纹的裂纹漆及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种裂纹漆及其制备方法和使用方法。

背景技术

古琴断纹是指琴表面上因长年风化和弹奏时的震动形成的各种断痕。

古琴断纹可分为龟背断、梅花断、蛇腹断、牛毛断、流水断、冰纹断，此外另有鱼鳞断、云影断等类型。但是无论是经历漫长历史自然形成的断纹还是仿真断纹，古琴上出现断纹，有利于声音的振动，让琴音更为透润，也能装饰琴体，使之增添了岁月的纹理，是一种特殊而有价值的现象。

古琴断纹的出现和其髹漆工艺、使用年限、气候等均有关系。有一些古法手段用于再制造过程中生产断纹，明代中期的高濂在《燕闲清赏》中说：“……伪法以火逼热，以雪罨上，随皴成裂，俨若蛇腹，寸许相去一条。或以鸡子清入灰作琴，用甑蒸之，悬于风日燥处，亦能断纹少细。”(冬季用猛火烘琴，到非常热的时候裹以冰雪，激变成蛇腹纹；或者在造琴的时候，把蛋清放于灰中涂上漆，作成之后再用甑蒸，然后悬在干燥的地方干燥后形成断纹)。

然而，古书记载的技术方案较为粗放，其得到的裂纹粗糙不自然不美观。

发明内容

针对现有技术中尚无制作古琴断纹的有效手段，本发明的目的一是提供一种应力 断纹的裂纹漆。本发明的目的一是通过以下技术方案实现的：

一种应力断纹的裂纹漆包括漆胎混合物，第一裂纹面漆，第二裂纹面漆，其中：漆胎混合物包括水性聚胺酯、环氧硅烷交联剂、200目的鹿角霜粉末，水；

第一裂纹面漆为双组份水性裂纹面漆，包括组分A和组分B，组分A包括交联丙烯酸树脂、水性环氧树脂、色浆、水；组分B包括多元胺；

第二裂纹面漆为大漆混合物，包括大漆、有机硅树脂、硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、碳酸钙、水；

所述第一裂纹面漆为水性环氧树脂与多元胺进行反应固化的裂纹漆，表干时间小于30min内，实干时间大于5小时；所述第二裂纹面漆中纳米二氧化硅D50<＝50nm；碳酸钙D50<＝300nm。

因古琴外形和面底板弧度的存在，通过琴弦或者其他方式对面板提供挤压力是，琴面板会因弹力受到挤压。在挤压力逐步释放时，古琴面板逐渐恢复原状，漆膜也会应力延展拉伸。在应力较小的方向上，作为漆胎混合物颗粒因鹿角霜粒径较大会首先带动底漆产生分离，形成灰胎部分的横断结构。

第一裂纹面漆中，水性环氧树脂和多元胺进行反应，能够缓慢有序地交联和凝固漆面。其随着前述横断纹开裂时，还能够有效控制横断纹开裂的程度，避免断纹过于粗大或互相交错。

第二裂纹面漆中的颗粒粒径较小，内聚力小；其中的有机硅树脂也可以有效减小开裂组分的收缩体积。借助于第一裂纹面漆缓慢固化性质，能够在挤压力释放的过程中，促进第二裂纹面漆逐步形成细致自然的裂纹纹理。其中添加的大漆在干燥之后可以衔接后续的髹漆程序。

优选的，所述第二裂纹面漆中硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅的重量份数占比为第二裂纹面漆体系的5％以下。通过调整改性二氧化硅添加的量有助于在横断纹间隙中形成可控的裂纹，5％以下的比例效果更佳。

优选的，所述漆胎混合物还包含pH调节剂、润湿剂、消泡剂、成膜剂、去离子水；所述第一裂纹面漆A组分还包含增稠剂、成膜剂、pH调节剂、分散剂、润湿剂、消泡剂，B组分还包含助溶剂；所述第二裂纹面漆还包含pH调节剂；分散剂；润湿剂；消泡剂。

优选的，所述漆胎混合物的具体组分比例为：水性聚胺酯50-60份、环氧硅烷交联剂1-3份；200目的鹿角霜粉末10-20份；pH调节剂0.1-0.2份、润湿剂0.2-0.5份、消泡剂0.1-0.3份、成膜剂5-10份、去离子水25-35份。

优选的，所述第一裂纹面漆由A组分：B组分以(5-7):1的比例调制使用。其中A组分具体包括交联丙烯酸树脂10-20份、水性环氧树脂10-20；色浆5-20份、增稠剂0.1-0.3份、成膜剂3-5份、水5-10份、pH调节剂0.1-0.2份、分散剂0.5-2份、润湿剂0.2-0.5份、消泡剂0.1-0.3份；其中B组分具体包括多元胺5-10份、助溶剂0.5-1份、水3-5份。

优选的，第二裂纹面漆具体成分比例为：大漆10-25、有机硅树脂20-30份、硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅0.1-5份、碳酸钙25-30份、pH调节剂0.1-0.3份、分散剂0.5-1.0份、润湿剂0.1-0.2份、消泡剂0.2-0.5份，水10-25份。

优选的，所述pH调节剂为AMP95；

优选地，所述成膜剂为12-醇酯；

优选地，所述多元胺为二氨基二苯甲烷、二氨基二苯基砜、间苯二胺之一。

优选地，优选地，所述分散剂为聚乙二醇单月桂酸酯、N-二甲胺丙基硬脂酰胺和正十八醇的混合物，其质量比为2:3:1。

本发明的目的二是提供一种应力断纹的裂纹漆制备方法，本发明的目的二是通过以下技术方案实现的：

1.制备漆胎混合物：

1-1将水性聚胺酯50-60份加热至50-70℃，按配方加入pH调节剂0.1-0.2份、润湿剂0.2-0.5份、消泡剂0.1-0.3份、成膜剂5-10份、去离子水20-25份充分混合，得到底漆；

1-2在上述底漆中将10-20份200目鹿角霜粉末分次混合入上述底漆中，漆液体会变得更加粘稠；

1-3加入环氧硅烷交联剂1-3份和剩余10份的水，在50℃下充分搅拌得到漆胎混合物。

2.制备第一裂纹面漆包括如下步骤：

充分混合组分A：将自交联丙烯酸树脂10-20份、水性环氧树脂10-20；色浆5-20份、增稠剂0.1-0.3份、成膜剂3-5份、去离子水5-10份，pH调节剂0.1-0.2份、分散剂0.5-2份、润湿剂0.2-0.5份、消泡剂0.1-0.3份、防腐剂0.1-0.3份充分混合；

充分混合组分B：多元胺5-10份，助溶剂1-2份，水5份。

3.制备第二裂纹面漆包括如下步骤：

3-1将10-20份大漆加热至70-80℃，加入有机硅树脂20-30份，充分混合搅拌；

3-2制备改性二氧化硅：硅烷偶联剂加无水乙醇配成0.5％-1％的溶液，加入D50<＝50nm的纳米二氧化硅，充分混合分散后，烘箱干燥4-6小时，得到硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅；

3-3将处理过的改性二氧化硅0.1-5份、碳酸钙25-30份(D50<＝300nm)、以及其他成分按照配方加入3-1步混合物中，50-60℃搅拌3小时充分混合。

本发明的目的三是提供一种应力断纹的裂纹漆的使用方法，本发明的目的三是通过以下技术方案实现的：

步骤1：将在制作好的古琴灰胎完全干燥并充分打磨后，安装好配件，并对岳山和龙龈部分安装橡胶或泡沫防护垫作为缓冲防护；

步骤2：在灰胎表面涂抹一层漆胎混合物；在第一层底漆表面干燥完成后，再涂第二层漆胎混合物。

步骤3：在第二次漆胎混合物表面干燥后的1h内，混合第一裂纹面漆的A、B组分，并在古琴需要形成应力断纹部分(通常是琴面)涂抹1mm，第一裂纹面漆表面干燥时间约为在20min内。

步骤4：在第一裂纹面漆表面干燥后的30min内，在相同的范围涂抹第二裂纹面漆，厚度为1mm。

步骤5：涂抹完成后立即上满七根弦，张紧琴弦(也可使用其他提供挤压力的结构)，在岳山和龙龈之间对琴面提供挤压力。

步骤6：在第二层漆面表面干燥后，每隔30分钟松开一根琴弦，大约4h后所有琴弦完全松开。

步骤7：等待2天后漆面完全干燥即可开始大漆髹漆等后续步骤。

调配第一裂纹面漆时表面干燥时间在30分钟以内，实干时间至少为5小时。表干时间不宜太久，因为在表干之后的30min内需要快速涂布第二裂纹面漆并上弦挤压。

而第二裂纹面漆表干后，需要定时均匀释放挤压力。因此第一裂纹面漆较长的干燥时间和有序的反应固化有利于促进适宜宽度的横断纹和精细上层裂纹的产生。如果第一裂纹面漆反应固化的时间太短，反应固化漆膜收缩效果过于强烈，横断纹会产生不可控的交叉。

琴表面面板为一木质曲面，在步骤5提供较大挤压力时，三层漆膜表面均属于已经表干但并未实干的时刻，其压力沿琴面均匀分布，漆膜中间可能会偶有褶皱但不造成直接的影响。随着步骤6，挤压力逐步撤去，此时第一裂纹漆面反应固化也已经完成，琴的曲面面板表面因微弱的弹性逐渐恢复，在内部应力作用下产生垂直于琴弦的断纹。

优选的，所述古琴为的长度小于100cm；

特别优选的，所述古琴为长度为90cm的膝琴；

优选的，所述古琴的面板材质为桐木。

有益效果：

1、通过本发明的裂纹漆及其在琴面上的使用，在施加外部挤压力时，漆胎混合物漆膜内部均匀受力，形变连续；在挤压力逐步释放、面板因弹力释放、伸展恢复，带动漆膜内鹿角霜灰胎和面漆产生横断纹。

2、第一裂纹面漆为双组份反应固化的水性漆，通过水性环氧树脂和多元胺反应，缓慢、有序地逐渐交联和凝固中间漆面，从而在挤压力释放的过程中，一方面调控整体的横断纹的开裂，另一方面也能促进第二裂纹面漆逐步形成细致自然的裂纹纹理。

3、使用本发明形成的裂纹断纹垂直于琴弦拉力方向，与经久岁月形成的断纹相似，装饰效果好。

附图说明：

附图1：使用应力断纹的裂纹漆在古琴上形成断纹的步骤

附图2：实施例1得到的断纹图案；

附图3：实施例2得到的断纹图案。

具体实施方式：

制备例1：

1.制备漆胎混合物：

1-1将水性聚胺酯乳液50份加热至50℃，按配方加入0.1份AMP95、润湿剂0.5份(TEGO-4100)、消泡剂0.1份、12-醇酯6份、水20份充分混合，得到底漆；

1-2在上述底漆中将15份200目的鹿角霜粉末分3次混合入上述底漆中，漆液体变得更加粘稠；

1-3加入(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1份和剩余10份的水，在50℃下充分搅拌得到漆胎混合物。

2.制备第一裂纹面漆包括如下步骤：

2-1制作组分A：充分混合将自交联丙烯酸树脂乳液10份、水性环氧树脂10；深褐色浆5份、12-醇酯5份、水5份，0.2份AMP95、BYK-180 1份、BYK-333 0.5份、BYK-024 1份，充分混合；

2-2制作组分B：充分混合二氨基二苯甲烷10份，丙二醇甲醚2份。

3.制备第二裂纹面漆包括如下步骤：

3-1将20份大漆加热至70℃，加入含固量50％硅丙乳液的有机硅树脂20份，充分混合搅拌；

3-2制备改性二氧化硅：0.7份硅烷偶联剂加无水乙醇配成0.5％的溶液，加入D50<＝50nm的2份的纳米二氧化硅，充分混合分散后，烘箱干燥6小时，得到硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅；

3-3将处理过的改性二氧化硅2份、D50<＝300nm的碳酸钙25份、AMP95 0.2份、分散剂0.5份、BYK-333 0.1份、BYK-024 0.2份、水15份加入3-1步加热生漆之中50-60℃搅拌3小时充分混合。其中，分散剂为以质量比为2:3:1的聚乙二醇单月桂酸酯、N-二甲胺丙基硬脂酰胺和正十八醇的混合物。

实施例1：参照附图1，将制备例1进行使用的步骤如下：

步骤1：选择90cm的桐木膝琴，将在制作好的古琴灰胎完全干燥并充分打磨后，安装好配件，并对岳山和龙龈部分安装橡胶或泡沫防护垫作为缓冲防护；

步骤2：在灰胎表面涂抹一层漆胎混合物；在第一层底漆表面干燥完成后，再涂第二层漆胎混合物。

步骤3：在第二次漆胎混合物表面干燥后30min，以5:1的比例混合第一裂纹面漆的A、B组分，并在古琴需要形成应力断纹部分(通常是琴面)涂抹1mm漆膜。

步骤4：在第一裂纹面漆表面干燥后的30min内，在相同的范围涂抹第二裂纹面漆，厚度为1mm。

步骤5：在涂抹完成后立即上钢丝弦并张紧琴弦，在岳山和龙龈之间对琴面提供较大的挤压力。

步骤6：在第二层漆面表面干燥后，每隔30分钟松开一根琴弦，4h后所有琴弦完全松开。

步骤7：等待2天后漆面完全干燥即可开始大漆髹漆。大漆在25℃，70％湿度下阴干，磨光即成。

其结果参照附图2：在漆面完全干燥后，可见有主要沿着琴弦垂直方向的分布的横断纹，横断纹之间的距离大致为1±0.2cm，在横断纹之间也存在裂纹，形成了类似龟背的褐色优美裂纹。

制备例2：

制备步骤与制备例1一致，配方如下：

实施例2：

使用制备例2实施于常规桐木琴(120cm)，实施方式与实施例1类似。结果可参考附图3。

因中间漆层多元胺(间苯二胺)添加量较少，第一裂纹面漆固化缓慢，改性二氧化硅添加量较低，其两层漆面内聚力都比较弱，因而形成的横断纹相比于实施例1而言更加密集，断纹之间的距离小于8mm。横断纹之间的裂纹也更为细密。

同时，发明人发现，常规桐木琴虽然比常规膝琴长30cm，但是要产生裂纹需要施加的挤压力显著大于后者，如果不对岳山和龙龈进行额外的保护会有较为严重的磨损。

对比例2-7为实施例1的对比例。

因古琴制作周期太长(约1年)，对比例2-7仅对桐木膝琴面板进行的实验，其对比例2-7与实施例的差异如下表。横断纹为琴面板上生成的垂直于琴弦的纹路。裂纹为横断纹之间非垂直于琴弦方向的其它纹理。

对各实施例性状描述和性质评价如下表：

参考表2，对比实施例1和对比例2-3，涂布未添加鹿角霜粉末的漆胎混合物无法产生的横断纹。

原因在于：漆胎混合物以水性聚酯胺为基础，具有较高的柔性和较小的收缩体积；在添加鹿角霜后添加环氧硅烷交联剂可以提高分子内聚力。

在上弦提供挤压力时，漆胎混合物的漆膜内部均匀受力，形变连续；因鹿角霜提供一定的内聚力，在挤压力释放的过程中，漆膜伸展有助于带动内部鹿角霜灰胎和面漆产生断纹。两层裂纹漆面漆具有相对较大的收缩体积，因此宏观上，在应力释放的过程中能够逐渐开裂，形成独特的垂直于琴弦拉力方向上的自然断纹。

对比实施例1和对比例4-5，第一裂纹面漆的缺失，使得横断纹的形成和裂纹斑块的形成均无法控制，达不到理想的效果。因为多元胺作为固化剂与水性环氧树脂进行固化反应，存在一个缓慢的固化的过程，其表干时间为20min，但实干时间约6h。其生成的裂纹虽然主要由应力释放产生，但是因为第一裂纹面漆在干燥过程中伴随温和地固化，使得漆面能可控地凝固，实现对横断纹之间的距离的有序调控。同时，第一裂纹面漆能在微观上为第二裂纹面漆提供比较关键的有限的溶胀，使第二裂纹面漆的裂纹范围可控。

对比实施例1和对比例6-7，在缺省第二裂纹面漆时，其裂纹的产生受阻；而在添加的改性二氧化硅量过多时，其裂纹粗大，斑块宽度也超过预期，无法维持在一个比较精细的应力调控状态。因为第二裂纹面漆的成分粒径细腻(改性二氧化硅使用的二氧化硅纳米D50<＝50nm；碳酸钙D50<＝300nm)内聚力小,有机硅树脂也可以有效减小开裂组分的收缩体积，有助于在横断纹间隙中形成可控的裂缝。尤其是在改性二氧化硅添加的量控制在5％以下时，漆膜内聚力更小，在外力带动下纹路更加自然精细。而对比例7中当改性二氧化硅添加的量在8％以上时，漆膜内聚力有显著的提升，收缩性能更大更易失控，裂缝和斑块更加明显。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种应力断纹的裂纹漆，其特征在于：包括漆胎混合物，第一裂纹面漆，第二裂纹面漆：

所述漆胎混合物包含水性聚胺酯、环氧硅烷交联剂、200目的鹿角霜粉末，水；

所述第一裂纹面漆为双组份水性裂纹面漆，包括组分A和组分B；所述组分A包含交联丙烯酸树脂、水性环氧树脂、色浆、水；所述组分B包含多元胺和水；

所述第二裂纹面漆为大漆混合物，包含大漆、有机硅树脂、硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、碳酸钙、水；

其中，所述第一裂纹面漆为水性环氧树脂与多元胺反应固化的裂纹漆，表干时间小于等于30min，实干时间大于5小时；所述第二裂纹面漆中纳米二氧化硅D50<＝50nm；碳酸钙D50<＝300nm。

2.如权利要求1所述的所述一种应力断纹的裂纹漆，其特征在于：所述第二裂纹面漆中硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅的重量份数占比为第二裂纹面漆体系的5％以下。

3.如权利要求1所述的所述一种应力断纹的裂纹漆，其特征在于：

所述漆胎混合物还包含pH调节剂、润湿剂、消泡剂、成膜剂、去离子水；

所述第一裂纹面漆A组分还包含增稠剂、成膜剂、pH调节剂、分散剂、润湿剂、消泡剂，B组分还包含助溶剂；

所述第二裂纹面漆还包含pH调节剂；分散剂；润湿剂；消泡剂。

4.如权利要求3所述的所述一种应力断纹的裂纹漆，其特征在于：

所述漆胎混合物的具体组分比例为：水性聚胺酯50-60份、环氧硅烷交联剂1-3份；200目的鹿角霜粉末10-20份；pH调节剂0.1-0.2份、润湿剂0.2-0.5份、消泡剂0.1-0.3份、成膜剂5-10份、去离子水25-35份。

5.如权利要求3所述的所述一种应力断纹的裂纹漆，其特征在于：所述第一裂纹面漆具体成分比例为：A组分：B组分＝(5-7):1调制使用；

其中A组分具体包括交联丙烯酸树脂10-20份、水性环氧树脂10-20；色浆5-20份、增稠剂0.1-0.3份、成膜剂3-5份、水5-10份、pH调节剂0.1-0.2份、分散剂0.5-2份、润湿剂0.2-0.5份、消泡剂0.1-0.3份；

其中B组分具体包括多元胺5-10份、助溶剂0.5-1份、水3-5份。

6.如权利要求3所述的所述一种应力断纹的裂纹漆，其特征在于：

所述第二裂纹面漆具体成分比例为大漆10-25、有机硅树脂20-30份、硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅0.1-5份、碳酸钙25-30份、pH调节剂0.1-0.3份、分散剂0.5-1.0份、润湿剂0.1-0.2份、消泡剂0.2-0.5份，水10-25份。

7.一种如权利要求1所述的应力断纹的裂纹漆的制备方法，包括以下步骤：

步骤1制备漆胎混合物：

1-1将水性聚胺酯加热至50-60℃，按配方加入pH调节剂、润湿剂、消泡剂、成膜剂、去离子水充分混合，得到底漆；

1-2在上述底漆中将200目的鹿角霜粉末分次混合入上述底漆中；

1-3加入环氧硅烷交联剂和剩余水，在50℃下充分搅拌得到漆胎混合物；

步骤2制备第一裂纹面漆包含如下步骤：

充分混合组分A：将自交联丙烯酸树脂、水性环氧树脂；色浆、增稠剂、成膜剂、去离子水，pH调节剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂充分混合；

充分混合组分B：多元胺，助溶剂，水充分混合；

步骤3制备第二裂纹面漆包含如下步骤：

3-1将大漆加热至70-80℃，加入有机硅树脂，充分混合搅拌；

3-2制备改性二氧化硅：硅烷偶联剂加无水乙醇配成0.5％-1％的溶液，加入D50<＝50nm的纳米二氧化硅，充分混合分散后烘箱干燥得到硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅；

3-3将处理过的改性二氧化硅0.1-5份、碳酸钙25-30份(D50<＝300nm)、以及其他成分按照配方加入3-1步混合物中，50-60℃搅拌3小时充分混合。

8.一种权利要求1所述的应力断纹的裂纹漆的使用方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤1将在制作好的古琴灰胎完全干燥并充分打磨后，安装好配件并对岳山和龙龈部分安装橡胶或泡沫防护垫作为缓冲防护；

步骤2在灰胎表面涂抹一层漆胎混合物；在第一层底漆表面干燥完成后，再涂第二层漆胎混合物；

步骤3在第二次漆胎混合物表面干燥后的1h内，混合第一裂纹面漆的A、B组分，并在琴面板涂抹1mm厚的第一裂纹面漆；

步骤4在第一裂纹面漆表面干燥后的30min内在相同的范围涂抹第二裂纹面漆，厚度约为1mm；

步骤5涂抹完成后立即在岳山和龙龈之间上弦并张紧琴弦，对琴面提供较大的挤压力；

步骤6在第二裂纹面漆表面干燥后，每隔一段时间松开一根琴弦直至完全松开；

步骤7等待漆面完全干燥即可开始大漆髹漆等后续步骤。

9.一种如权利要求8所述的应力断纹的裂纹漆的使用方法，其特征在于：所述古琴为长度为90cm以下的膝琴；所述古琴的面板材质为桐木。