摘要：本文介绍了一种DIY彩色立体美术胶画。分析确定了彩色立体玻璃粘贴绘画胶的成膜物质、着色剂、助剂，试制确定其配方用量和制作工艺，介绍了绘画和胶画的使用保存方法。

    前言

    目前流行的儿童自己动手创作美术绘画作品是用水彩笔、水彩颜料在纸上绘画而成，或者是一些彩色塑料片、彩色纸板剪制粘接而成，在展现其作品时，都需要用胶粘剂贴在墙上或纸面上，而且难以揭掉或改变作品的位置。彩色立体玻璃粘贴绘画胶是一种新兴的儿童美术用品，可以随意发挥儿童的智慧、提高其动手能力。该胶画不仅颜色生动鲜艳、立体感强、还可以在大部分光滑物体表面随意粘贴，最重要的是，可以将其从物体表面剥离下来，再粘贴到你喜欢的地方，且不受时间的限制。

    目前国内外的同类产品比如法国的PEPEO(贝碧欧)公司的Arti’s、英国KLUTZ的windowcolor、上海Karry(凯俐)、杭州大圣等产品。但都
不同程度存在：1)低温时胶画变硬、脆，很难完整地从物体表面剥离下来，容易折断损害。2)在高温时胶画又变软、黏，也无法完整地从物体表面剥离下来，即使有时能顺利剥离下来，如果不小心，胶画相互粘接在一起，再无法撕开而毁坏。3)低温时无法粘贴在光滑的塑料、橡胶等物件表面。4)需要高温干燥，安全度不高。5)颜色不够鲜艳。6)可重复粘贴性不好。7)耐水性差，浸水后容易褪色。8)耐日晒牢度不高。本文就针对以上问题，从胶画的成膜物质着手，配以合适的助剂，选用性能优良的环保着色剂，制得了一种耐高低温性能好、可重复粘贴性高、颜色生动鲜艳透明的产品。

    一、成膜物质的选择确定

    考虑到环保，有机溶剂性树脂成膜物质是不可取的；产品要具有一定的耐水性，不然颜色很容易褪掉胶画也不存在了，水性树脂成膜物质也是不可取的。最后就只有水性高分子乳液可以选择了，乳液以水为溶剂，无VOC，无毒、安全，乳液聚合物的分子量较高，相对分子量可达到105以上，成膜后有较高的膜强度。乳液具有特殊的成膜机理，乳液是一个水分散体系，聚合物以球形颗粒分散于水中，每个颗粒由不同数量的高分子聚合物所组成。它是一个非均相体系，其成膜与均相的有机聚合物溶液体系不同，是随着水分的蒸发经过乳胶颗粒受压变形而融合而形成连续的不溶于水的聚合物膜。

    要达到可室温干燥及优良的可重复剥离、再粘贴高低温时性能稳定的胶画，我们从成膜乳液聚合物以下两点着手：

    1)成膜高分子乳液的能形成完整透明连续膜的温度，称为最低成膜温度，通常用MlT(Mininum Filmforming Temperature)表示。这是选择乳液的一个重要指标，因为在低于某一特定温度，乳液的水分挥发以后，聚合物粒子仍是离散状态，不能融为一体，因而乳液不能因为水的蒸发而形成联系而均匀的涂膜；在高于这一特定的温度时，水分蒸发后，各聚合物粒子中的分子会渗透、扩散、变形、聚集形成连续的透明薄膜。MFT必须低于足够低，才能在冬季寒冷季节使用时不需要高温干燥设备。

    2)胶画可多次重复剥离、再粘贴在光滑物件表面而不损害，必须具有一定的强度和柔韧性，这就要求成膜乳液的高聚物玻璃化转变温度要合适。玻璃化温度(Tg)是指高聚物由弹性状态转变为玻璃态的温度，在该温度以上表现出弹性，在该温度以下高聚物表现出脆性。玻璃化转变温度在胶画中的实际表现就是：太低胶画软、黏，易沾污灰尘、相互粘接；玻璃化转变温度太高，胶画硬、脆，无法粘贴在物件表面。

    乳液的MFT是由聚合物粒子内部机构和玻璃化温度决定的，MFT与丁e必须协调一致才能达到最佳的结果，但有些产品通过加入外增塑剂来降低Tg，这些增塑剂会慢慢挥发掉，时间长了胶画仍然会变脆而导致损坏；以这两个基本条件为前提，我们寻找了国内外了大量乳液进行试验，最后能达到MFT与了e协调，又能满足胶画在高低温优良的可重复剥离、再粘贴性能的乳液：MFT小于0度、Tg：-15～15度的一种室温可交联型丙烯酸聚氨酯互穿网络聚合物乳液(LIPN)。

    二、配套助剂选择

    要解决成膜乳液与着色剂良好的相溶、分散性、防止其沉降，降低混合搅拌过程中产生的气泡；要达到绘画过程流畅性，光滑、平整、饱满的胶画外观，与成膜乳液配套的助剂选择是非常重要的。尤其是针对绘制边框图案的颜色，触变性与流平性的统一是最关键的。下面就增稠剂和消泡剂的选择进行分析：

    1、增稠剂

    胶画成膜乳液中由于树脂微粒被水充分分割，通常呈稀溶液状，在储存过程中易产生分水和颜料沉底现象，在绘画过程中往往会溢出边框，难以形成厚度均匀丰满度高的胶画，加入增稠剂的目的是要达到合适稠度和流动性。增稠剂能明显提高成膜乳液的表观粘度并赋予成膜乳液触变性的特点。当在挤出成膜乳液时，乳液的稠度降低，而流动性增加。这种触变性通常是由于某些呈松散结合的结构破坏所致，而这种结构是在静置时产生，在使用时拆散。具有这种性能的增稠剂在胶画液中是非常重要的。这样，在挤出绘画时，挤出压力使胶画液粘度降低而流动性好，当胶液在塑料薄膜静止上后，粘度又立即恢复，可防止胶画液溢出边框、渗色、胶画厚度不均等缺陷的产生。

    增稠剂一般分为有机系列和无机系列两大类，前者主要包括水溶性聚合物，乳液聚合物及纤维素衍生物，如聚(甲基)丙烯酸盐、苯乙烯—顺丁烯二酸共聚物、丙烯酸系共聚乳液、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。后者主要包括膨润土、高岭土等无机填料。由于无机增稠剂在颜色及使用效果上不及有机增稠剂，本文选用丙烯酸共聚乳液与羟乙基纤维素协同作用增稠。

    2、消泡剂

    在胶画液制备过程中，需要加入多种助剂，其中有些助剂(即表面活性剂)导致表面张力降低。另外，在生产中需要高速搅拌，会产生大量泡沫。为了缩短制备时间，降低成本，保证胶画质量，就需要加人消泡剂。消泡剂能使胶液具有抑泡和消泡作用，使胶画无气泡、针孔等弊病。消泡剂实质是一种表面活性剂。它的消泡机理是：当一个漂浮的气泡遇到分散在水中的消泡剂，消泡剂扩散到气泡的膜壁上，由于消泡剂的表面张力低，使膜壁从消泡剂移向四周，膜壁变薄，从而使膜破裂。

    选择消泡剂主要基于两点，即高效、持久。尤其是选择消泡效果持久的消泡剂对胶画液更为重要。消泡剂通常分为硅系、硅酮系和非硅系三类，应用最多的是硅系产品，具有消泡效果好，用量少的优点。其加入量为0．1—0．5％。

    胶画液制备过程中，除了增稠剂和消泡剂，还需要添加适量帮助颜料色浆分散均匀、防止沉降、浮色发花等的润湿分散剂、胶画成膜乳液及各种助剂，特别是纤维素类衍生物，都会成为微生物的营养源。胶画液若被微生物污染，只要温度、湿度等生长条件适宜，微生物就会大肆繁殖，造成胶画液发霉变质，黏度下降并产生臭味，为了防止胶画液在储存中发霉，还必须加入防霉剂。

    三、着色剂选择

    丰富鲜艳的色彩能吸引儿童绘画创作的兴趣，除了普通的一些颜色，我们还选用了特种着色剂：包括一系列珠光的、金属的、荧光的和磷光的颜料。珠光颜料用以获得珍珠般的光泽，并具有闪光的效果；金属片状颜料是不透可见光的、导电的颜料，主要的金属小片是铝，其次是铜和铜合金。日光荧光颜料吸收可见光或紫外光并将所吸收的能量以更长些的波长再放射出来，这种颜料能够在日光中显得耀眼夺目，因为它放射的光与物体反射的色彩结合在一起。磷光颜料是这样的一些颜料，它们受特定波长的可见光或紫外线辐射而被激发，激发后能放射出较长波长的辐射线，而激发态在引起激发的辐射消失后依然继续存在。考虑到安全环保无毒要求，我们选用了国内外著名公司产品通用水性色浆系列，其用量为2～5％。配制成了用于描绘边框的黑色、金属色以及填充的基本12色。

    四、使用及保存方法

    彩色立体玻璃绘画胶是一种新型高科技绘画材料，能激发儿童的潜在创造力、想象力和动手能力。将专用透明光滑平整的塑料板或塑料薄膜平铺在配套的图形膜板上(也可以自行绘制喜欢的图形)；先用黑色(即边框色)将图形的轮廓描绘出来，待室温干燥约30～60min时间以后，再选择喜欢的填充颜色挤出填补在框内区域。注意不要在纸上或有纤维孔的表面直接绘画，因为这样会造成胶液渗透的现象，剥离不下来。也不要(最好不要)直接在玻璃上绘画，因为玻璃的吸附力很大，薄膜干燥后不太容易剥离。颜色填充完毕后，室温自然干燥24小时即可从塑料薄膜上完整地剥离下来，粘贴到你喜欢的任何无孔光滑乎整表面，如玻璃、冰箱、瓷砖、镜子、水杯等，并且还可以再剥离下来粘贴。

    由于胶画是一种热塑性材料，有一定的适用温度。在低温(低于10度)下会变硬、脆，容易破碎毁坏，且不易粘贴在低能塑料表面；高温(超过35度)会变软、黏而不容易从粘附表面完整地剥离下来。在保存胶画时一定要平整地放在塑料自封带里面，不要折叠胶画，否则胶画相互粘接而无法撕开。

2007年10月15日