环氧树脂人造石的制作.doc

环氧树脂人造石的制作
人造石，即非石质或石质物质为主体原料，经人工制作而成的，质感上与真石无甚区别，或类似石质的物质。
所谓质感，应以目观、手触都有石质的感觉为最高标准。即让观摩者误认为这就是真的石头，起码也要让观摩者产生这是不是真石头的辨别兴趣，否则，就称不上是人造石。
可供制作人造石的主体原料是很丰富的。为从原料上加以区分和便于叙述，权且将人造石称为“××（批主体原料）型人造××（指所仿的石质）石”。
我们研制人造石的主要目的，是用于文物保护，同时也在工艺方面进行一些尝试。现仅以树脂型人造石为例。
１、树脂型人造石的优良性能。
树脂型人造石的主体原料是树脂。可供制作人造石的树脂种类很多。我们主要选用的是国产６１０１＃（统一型号Ｅ－４４）环氧树脂。
环氧树脂是有环氧基的树脂，这里专指二酚是基丙烷环氧树脂，俗称万能胶，６１０１＃是呈淡琥珀色，近于透明的高粘度液体，硬化后痕迹清淡，平均分子量在２１０－２４０之间，软化点在１４－２２度之间，故适于常温下使用。
环氧树脂具有粘结力强，收缩小，稳定性高，耐化学性能良好，机械强度高，以及良好的染色性和绝缘性等优良性能。
　①关于粘结力和机械强度
从理论上讲，由于环氧树脂分子中，含有脂肪簇羟基、醇基及基中极为活泼的环氧基，而羟和醚基的极性，使得环氧树脂分子和相邻表面之间产生电磁吸力，环氧基与介质表面产生反应，生成化学键，故而粘结力特别高。若加入适量的填料，粘结力和机械强度则可增加一倍以上。
据介绍环氧树脂中未加任何填料，硬化后的物理性能为抗拉强度６５０－８５０公斤每平方厘米，抗弯强度９００－１２００公斤每平方厘米，抗冲强度１０－２０公斤每平方厘米，抗压强度１１００－１３００公斤每平方厘米。如果粘接一平方厘米的金属件，待完全硬化后，没有６００公斤以上的力是拉不断的。
②耐化学性良好：
从理论上讲，硬化后的环氧树脂，能耐一般酸碱及有机溶剂的侵蚀。只有浓度大，温度高的硫酸、苯等少数试剂中，才会产生破坏作用。故在正常的环境中，即使是空气中略有污染，也绝不会有丝毫影响。
③良好的染色能力：
环氧树脂用于粘接时，对染色无所要求，对于制作人造石来说，染色便是至关重要的。因人造石能否被人们接受，象不象石头是重要的因素。所谓象石头，是从质感出发的。质感是由原材料的质地、表面的色泽等方面表面出来的。各种真石料，都有知自的颜色和纹理，而颜色和纹理又是万千的。如果环氧树脂（包括填料）不具备良好的染色能力，那么，树脂型人造石也不会出现了。
从实践中得知，环氧树脂不仅对矿物、合成颜料具有良好的染色能力，而且对植物、水性、油性等各种颜料，都具有良好的染色能力。故而，可以制作出色彩斑斓和各种人造石。若再着意仿制，则可达到以假乱真的效果。
④良好的坚韧性
人造石不仅具有类似石头般的坚硬，更具有韧性和弹性。如用人造石镌刻印章，就要比寿山石多费三倍的时间和气力。再如用人造石空心健身球做垂落试验，球体不但不会出现任何损伤，还会反弹起０．５米以上。
２、人造石料的配制
环氧树脂是热塑性线型结构物质，若使其转变为热固性体型结构物质，需要加入硬化剂，才能完成这一化学变化。硬化剂有很多种类，我们选用的羟基乙基乙二胺。用此硬化后的物质，其性坚脆，受外力作用易于断折。为改善这种不利的性质，应添加增韧剂以变成坚脆为坚韧。增韧剂也有很多种类，我们选用的邻苯二甲酸二丁酯。填料，可供选用的种类更多，这需根据实际需要而定，我们常选用的是石膏粉、滑石粉和钛白粉三种填料。至于颜料，当备则备，种类不受限制。
环氧树脂添加乙二胺和二丁脂后，称为环氧树脂粘合剂，简称环氧料。在环氧料中添加填料后，称为人造石料。在人造石料中添加填料后，称为人造石彩料，简称彩料。
一次配制量以环氧树脂重１００－２００克为宜。配制时应按增韧剂（１４％－１６％）－硬化剂（１４％－１６％）－填料－颜料的顺序，分别依次添加到环氧树脂中。
环氧树脂的实用配方很多，以上配方已经多年验证，其效果甚佳。在配制过程中，应充分理解以下几个方面的内涵。
①填料：填料的作用，是为了充实人造石实体，增强硬化后的物理性能，添加量为环氧树脂的１５０％－２５０％。第二作用是调配所需的白色。滑石粉、石膏粉和钛白粉虽都是白色，但饱和度和亮度却不同。滑石粉最低，石膏粉适中，钛白粉最高。所以，应以石膏粉作为基础色调，再根据需要加入适量滑石粉或钛白粉进行调配，求得所需。第三可大幅度降低人造石的成本。
②搅拌：按配制顺序，每添加一种辅料后，都要充分搅拌。尤其是添加填料后，应搅拌得更加充分，使其均匀地得到环氧料的润湿。辅料不应一次添加和做一次性搅拌。
③硬化：环氧树脂添加辅料后的化学反应，有开始硬化前的半小时；而人造石料则是基本硬化前的三小时。当我们掌握了这一时间规律后，才能有效的实施工艺。
④调色：调色有调、配、搅、拌、揉、挑、贴、搓等几种技法。前四种是常见的一般性调色技法，后四种是调制纹理的特殊技法。掌握这些技法并不难关键是能熟练而又灵活地进行操作。
揉法：将两块或两块以上的彩料，合并在一起用手揉，使不同颜色的彩料，不拘间距地自然相接，产生纹理效果。
挑法：用工具或手指从背后的彩料某一处，挑起部分彩料顺势移倒，挑后必须再揉，可使纹理更加丰茂。
贴法：是将另一块彩料贴于揉后的彩料某一处，贴后必须再揉，可突出贴处的纹理，或产生纹理重叠效果。另一块彩料可取自揉后的彩料，亦可预留。
搓法：在揉后的彩料某一处或多处，用手指或手掌向前搓动彩料，搓后应再揉，可使纹理间产生轻度瓦混，呈现更自然的效果。
３、人造石工艺品的制作工艺
人造石工艺品，既有独特的工艺也有常见的方法。若从工艺手法上加以区分，可分为灌铸模制、揉制和绘制三种。灌铸模制是常见的方法。
①灌铸模制，是极普通的一种艺方法。我们常见的石膏、塑料、泥陶、铜、料器等质地的工艺品，大都是灌铸模制的。人造石的部分制成品也是选用此种方法制作的，如印章、圆雕、浮雕、台灯架、笔架等。与其它质地的工艺品相比，只不过是换了一种原料而已。其工艺过程如下：
Ａ、原形：即是模，俗称子形。来源有二，一是原物存在，就可在其上制范（现俗称模子、模具）。二是制作子形，质地不限。若是仿制文物，应力求保持原文物的神韵。
Ｂ、翻模：翻模所用的原料不限，因常用的制模石膏、硅橡胶、泥质等均与人造石料无化学反应。子形若是模制品，可能因翻制而丢掉一些层次，或本身就有所欠缺时，则应先用石膏或收缩率小的原料，制作一翻制件，在其上加工修整，或弥补上述不足，然后再次翻制模具此法虽较麻烦，但制品的效果较佳。
Ｃ、脱模剂：凡常用的脱模剂均可，如软皂水、凡士林或机用润滑脂（俗称黄油，使用时均需用汽油等溶剂稀释）、甲基硅油等。
Ｄ、人造石料：填料１５０％、不得超过２００％。有效工作时间是开始硬化前一小时，最佳有效时间是即配即和。
Ｅ、灌注：灌注有两种方法。灌注口较大时，直接灌注即可。若灌注口较小、则应用吹风机（理发用）吹热人造石料暂时变得稀软，易于灌注。
Ｆ、待完全硬化后，去模、修整、抛光。若是仿石制品，还应进行做旧处理。
选作灌铸模制工艺技法，除制作工艺品外，还有一个重要的用途──翻制碑刻。
古代碑刻（包括拓片）是研究，学习书法艺术的重要途径，具有代表性的孤品佳作，更为珍贵，所以，很多碑刻被列为国家保护对象，严禁垂拓，由此而产生了拓片供需的矛盾。为了满足书法爱好者对拓片的需求，碑刻复制品拓片便应运而生。复制碑一般以石仿刻，也有石膏翻制品。其拓片总的来讲是可以的，但也存在着不足。以石仿刻品若要与原碑刻丝膏不差，恐怕是很难办到的；石膏翻制品不会失真，但因强度所限，故不会经久耐用。
为了克服上述不足，环氧树脂是十分优良的材料，尤其是收缩率小，环氧料硬化后的收缩率约为２％；添加填料成为人造石后，收缩率则小于０．２％。另外，热膨胀系数也极小，一般冷热变化对其不产生影响。
在翻制模具时，切忌模子表面出现气泡，尤其是字口处，不可因刷涂而有任何磨损。最后选用甲基硅油等油性脱模剂。
翻制的石碑若用于展览，则要求表面色泽与原碑一致，至少也应相近相似。故在翻制前，先做调色试试验。即另制小块人造石，务必要求得与原碑一致效果，从中取得填料和颜料的实用配比。然后按此数据配制人造石料，进行正式翻制。
②揉制：是用手揉出的制品，主要制成品是人造石空心健身球。我们研制的人造石空心健身球，比铁石质球的重量轻，球体可大可小，手感柔润，揉动时球内有清脆响声，故适于年老体弱者使用。现以直径（约）５厘米，重（约）２１０克，仿黑色大理石纹理的空心健身球为例，试述其制作工艺。
人造石空心健身球由球心（包括铃铛）、球内、球皮三部分组成、揉制所需的人造石料不能稠软，而需较为挺实，挺实的程度与手工切面的料相仿。所以，填料是２５０％，绝不可低于２００％。有效工作时间是开始硬化后的两小时，最佳使用时间是后一小时。
Ａ、球心：用约７克重的橡皮泥，揉制成直径２．５厘米的小圆球（此处直径应根据铃铛的大小而定，铃铛不宜过大，以直径１．５厘米为宜）。在其表面覆涂脱模剂后，用１０克重的人造石料将其包裹，揉制成直径约３厘米的小球。揉制时不可过分用力，又要用力均匀，以避免橡皮泥球受损，将铃铛放入其中。再用５０２胶按锯口缝粘接。
Ｂ、球肉：用１５０克重的人造石料，将球心包裹，揉圆，放置于石膏粉中，待完全硬化。
Ｃ、球皮：将５０克重的人造石料，分成４４克重、５克重和１克重三份。取出１克重的黑灰色彩料，再添加０．５克黑色硝基漆，均匀，调配成黑色彩料。
在１克重份中添加适量的蓝色硝基漆，搅拌均匀，再与４４克重份相混粗揉，调配成淡灰色蓝色彩料。
将以上三种彩料相混揉后，用其包裹球内。揉制时用力要较制作球心为大，务求与球肉粘合。在揉制过程中，应将挑法、搓法、贴法与揉法灵活；地结合使用。揉制成圆后放置于石膏粉中，在基本硬化前，要随时检查球体是否变形。若已变形，应及时揉圆，否则，将成为废品。待完全硬化后，再行磨圆和抛光。磨圆最好使用磨圆机。若手工磨圆，既吃力又难以得到最佳效果。正如俗话说“砍的没有磨的圆。”
一对健身球是两个球，为使两个球的纹理趋向一致，两个球皮的用料，应同时调配（投料量加一倍），至包裹球内前，再将彩料均分成两份。
③绘制：这里所指的“绘”，不是用笔设色描绘，而用搅、揉、贴等特殊技法，绘制出图──仿大理石板画。
石板画是以天然大理石为原料，经切割、磨制等工序，偶然得到的一种有人物、动物、山水等图案的天然画。这种画的画意是由大理石的天然纹理表面出来的。其特点是画面朦胧，似象非象，耐人寻味，给人一种神秘奇特的感受（这种天然的石板画与现代的抽象派、印象派绘画完全是两回事，不能相提并论）。因是偶得，也就难得。在颐和园乐寿堂内有四幅天然石板画，相当精致，是难得的奇品。
首先要有初稿，即作者想得到一幅怎样表现，最好能绘出粗稿，准备一块所需尺寸的五合板。绘制技法有两种，一是搅法，二是贴法。
Ａ、搅法：人造石填料是２００％，彩料的填料是１５０％。有效工作时间是开始硬化前的一小时，最佳使用时间是前半小时。
先将人造石料平铺在五合板上（四边要遮挡），约厚０．３厘米，作为底色，再将彩料按初稿涂覆其上。用缝衣针、竹签等尖形工具，从彩料处插入到底色层，做有规律或无规律的搅动。因彩料层有薄厚和涂履次数不同，搅动工具有粗细的区分，插入底层有深浅，加之有无规律的搅动，故产生纹理，流于自然而又富于千变万化。
Ｂ贴法：人造石料和彩料的填料均是２５０％，有效工作时间是开始硬化后的二小时，最佳使用时间是后一小时。
调色方法与健身球相同，备好所需彩料。
将粗稿移画在五合板上，按初稿贴好彩料，各彩料相接处用搓法使之自然接合。等完全硬化后，再进行磨平、抛光和刻制后的题字或填色以彩料均可。
人造石由于原料的优良性能，加之特殊的工艺法，用于文物保护，可得到其它任何材料无法比拟的效果，用于制作工艺品，则显示出新颖独特风格。当然，这还需要我们勇于探索和开拓。

二、人造透光石制作工艺原材料： 1、树脂；2、固化剂；3、促进剂；4、固纹剂；5、玛瑙粉 三、人造透光石制作工艺流程： 拌料—配稀树脂—稀树脂刮涂――打开振动机器――摆团料――加稀树脂――刮平――固化成型――修边――入库 四、人造透光石工艺制作注意细节： 先将树脂与粉按一比四左右的比例，用搅拌机搅拌均匀，再用树脂加入适量固化剂与促进剂、色料搅匀。