一种改性纤维素用于制备灰塑纸筋灰材料的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及灰塑纸筋灰材料技术领域，具体涉及一种改性纤维素用于制备灰塑纸筋灰材料的方法。
【背景技术】
[0002]石灰是自然界常见的物质，来源十分丰富，用途广，人类很早就发现和开始使用，在水泥大规模使用之前，石灰是建筑上广泛使用的最重要无机胶凝材料之一。
[0003]锻烧石灰石制作生石灰，以石灰作为建材的作法在中国有悠久的历史。宋《营造法式》把石灰的应用方法和准则列入“泥作” 一类加以说明，各种石灰泥(红、青、黄、破)和粗、中和细泥的制作与配合比都有介绍说明，宋代的官式建筑已经广泛地应用石灰作为砖、瓦、石三作的粘结材料。上述的石灰泥加入麻捣(麻刀)加筋，是一种较好的墙面修饰方法。明宋应星在《天工开物》第十一卷“蟠石”中也专门谈及石灰和砺灰的烧制方法及其在建筑上的用法。清代姚承祖著作的《营造法源》对石灰材料有了更详细的介绍，从产地到成品石灰的特性均有分类记述，并在此类工匠建筑的文献中首次记述了 “纸筋灰”的制作方法。
[0004]在晋南一带和中国部分产棉区，还沿用传统性的棉花灰浆装饰屋面。装修一间35平方米的房子，抹灰就要用去1.5-1.75千克的二级棉花。用大量麦(稻)秸代替棉花作纸筋灰浆，其质量、光泽、耐久性、耐候性、流平性和价格上都优于棉花灰浆，也成了大量应用的抹灰节能材料。
[0005]上海市第五建筑工程公司朱国才将石灰膏和烧碱草纸按一定比例经拌和及机械搅拌，磨灰机研磨而成的磨细纸筋灰，除可作为调制基层刮操用砂浆以外，主要用于内粉刷罩面。磨细纸筋灰颗粒细小，不含有粗颗粒的煤肩、石灰，刮抹时比较轻硬，抹光后表面平整光滑美观，有不少优点。
[0006]西安市农业环境监测站张信之介绍一种纸筋灰浆材料的生产工艺流程:(1)粉碎麦秸。(2)麦秸与石灰以1:1比例混合均匀得到纸筋生料。(3)生料上笼蒸24小时，得纯纸筋灰。(4)纯“纸筋”与石灰浆以1:5比例混合，得“纸筋”灰浆。西安第五建筑工程公司则开发的纸筋灰拌合机，为建筑工程中用来粉碎拌制抹灰用的纸筋纤维掺合物的机械，可以解决以往用人工砍截抹灰用掺合物的笨重体力劳动，并可提高抹灰材料的强度和附着性會泛。
[0007]福建龙岩市辉和新型建筑装饰材料有限公司采用传统工艺先将精选上等的生石灰加水熟化做成石灰乳后，再按照一定比例加入超白纸筋加工成浆状，流入储灰池，冷却凝固而成的建筑用纸筋灰，具有无毒，无味，无放射性，墙面细腻，光滑，透气性好，不结水珠，以及强度高，硬度好，粘结力强，不掉粉和不龟裂等优点。
[0008]上述的纸筋灰浆材料主要用于建筑，在灰塑装饰部分，其表面用于上彩的材料与传统建筑室内抹灰所用材料也基本一致，均为纸筋灰。灰塑在中国南方都有分布，特别在岭南地区，为宗祠、寺庙和大屋等建筑最具有传统特色的装饰艺术之一，是我国南方民间工艺的瑰宝，广州(花都)灰塑已经成为了国家级的非物质文化遗产。灰塑艺术一般被归类为民间工艺领域，所用的纸筋灰是灰塑及其艺术的物质材料基础，比一般建筑抹灰用的纸筋灰要求更高。
[0009]百度百科这样介绍纸筋灰的制备:石灰与水按1:5比例，发透稀释后用筛网过滤，定型成灰膏，加20%纸筋、千分之五的黄糖(红糖)搅拌一次，待七成干后搅拌第二次，再经过10天后方可使用。网上资料也有:(1)把玉扣纸(一种类似于冥币质地的纸)浸透，搅烂，成为纸筋。(2)用清水浸泡生石灰，再用细筛过滤，除去沙石杂质，使其成为石灰油。按100千克石灰加入20千克的纸，2千克红糖、2千克糯米粉的比例配料，搅拌，使之细腻柔滑。③将石灰油与纸筋混合，然后密封20天左右。需要使用时取出糅合。糅合时间越长，混合物的粘性就越好。
[0010]东南大学的钱钰在《大理州白族传统建筑彩绘及灰塑工艺研究》介绍纸筋灰用石灰楽与棉纸制成，多为自制。工匠直接从市面上买石灰楽与棉纸，棉纸尺寸约500X460mm，肉眼可见纤维。制作方法:师傅在工地上用砖搭建围合一块区域，比棉纸尺寸稍大，将石灰浆放置其中井搅匀摊平，将一张棉纸平置在石灰浆上。用烧秃的扫帚(或石杵之类的工具)竖真捶捣，将棉纸捣烂，混进石灰浆内，然后重复这一过程，将棉纸一张接一张捣进石灰内，中途可用平板翻搅，使纸筋分散均匀。放置棉纸量亦凭经验，工匠一般以纸筋灰中可明显看到一根根的纤维为标准。
[0011]华南理工大学林畅斌在《岭南广府地区建筑灰塑工艺及保护研究》介绍纸筋灰可用来粘结草筋灰和色灰。制作纸筋灰，首先准备石灰膏，用300公斤清水浸泡100公斤生石灰，用细筛过滤，除去沙石杂质，成为石灰油。后加入2.5公斤红糖、3公斤糯米粉的比例配料，搅拌，使之细腻柔滑。然后用元宝纸(用于拜祭仙人时焚烧的冥纸)15公斤，浸透，搅烂，成为纸筋。最后将石灰油与纸筋混合，密封20天左右。使用时须先取出揉合，揉合时间越长，混合物的粘性就越好。
[0012]从文献资料和实际调研的情况可知，多地的各种纸筋灰的制备大同小异，无本质的差别，无严格的固定的配料比例、制备和操作工艺流程，在室温下进行，基本没有温度的控制，都是传统经验式的增减做法:生石灰泡水，过滤出杂，成为石灰油。玉扣纸元宝纸事先用水浸透，搅烂，成为纸筋，连同一定量的红糖和糯米粉，一起加入石灰油中，搅拌，密封约20天后，搅拌，即可使用于灰塑。
[0013]黄立新、刘娟等在申请受理的发明专利“一种纤维素用于制备灰塑纸筋灰材料的方法”(受理号:201410556233.X)中，主要使用了各种的纤维素以及非离子型的纤维素醚材料代替玉扣纸、元宝纸等土纸的纤维质材料，并采用真空混合、机器搅拌分散、密闭保温陈化等手段，规范灰筋土的基本制备过程操作，能够得到稳定质量性质的纸筋灰产品材料。
【发明内容】
[0014]针对纸筋灰传统制备方法的不足和不严谨，依据无机化学、有机化学的理论科学知识，生石灰、灰筋土的物理化学特性，以及实际的调研试验，本发明通过在石灰水强碱性的条件下，对纸筋纤维素或纤维质进行交联等改性处理，增强纸筋纤维质的强度稳定性等特性，用于代替玉扣纸、元宝纸等土纸的纤维质材料，提供了一种用于制备灰塑等用途的纸筋灰材料的方法，包括纤维素石灰水浸泡、交联剂交联处理、浸渍分散，得改性纤维素悬浮液；糯米粉和糖用石灰水分散、保温成糯米粉糖液；生石灰粉真空脱气、浸泡、筛滤去杂，细磨，保温熟化成石灰膏油；拌加桐油、石灰膏油、糯米粉糖液、改性纤维素悬浮液等等物料真空搅拌混合、保温、真空密封等步骤，具体和说明如下:
1、熟化:在室温下取过60目筛的白色生石灰粉，置于密闭的夹层容器，真空抽气，吸入
3.5-4.0倍生石灰粉重量份的水，搅拌分散，冷水冷却，在真空状态下浸泡；过2~3天用60目的筛过滤，筛除砂石和粗粒等杂质，再真空细磨过120目~160目的筛，继续真空密闭静置约2~3天后，吸取石灰油上层部分的较清澈的饱和石灰水，该饱和石灰水备用；过水的石灰物料在20~40°C下继续存放，逐渐熟化成为石灰膏油，待用。
[0015]进一步地，步骤1所述真空抽气时间为15min。
[0016]进一步地，步骤1中，生石灰粉纯度越高，镁、铁等元素的含量越低，细度越小，制备所得的纸筋灰的品质越好。一般使用优级或以上的钙质生石灰，钙质生石灰中CaO的含量超过90%，优选95%以上，细度60目以上。
[0017]进一步地，步骤1中，生石灰熟化会产生大量的热，可采用缓慢吸入水或冰水，以及外冷却等操作，避免体系的温度超过70°C，并最后控制温度在室温约40°C范围内。
[0018]进一步地，步骤1中，真空浸泡会加速生石灰的熟化程度，并带走熟化产生的热量。
[0019]进一步地，步骤1中，采用生石灰粉真空脱气、去离子水和真空浸泡处理等方法手段，是为了消除空气中二氧化碳和水中钠镁离子等杂质对纸筋灰的品质的不良影响。
[0020]进一步地，步骤1中，石灰油最好过120目或以上的筛，过筛目数越高，塑化的作品越细腻。
[0021]2、糯米粉、糖配料预处理:0.025-0.035生石灰粉重量份的糯米粉和0.020-0.030生石灰粉重量份的糖，用步骤1所得饱和石灰水搅拌溶解分散成乳液，升温至40~50°C，保温60min~90min，得到儒米粉糖液，待用。
[0022]进一步地，步骤2中，糯米粉细度100目或以上，优选120目或以上。除传统红糖夕卜，还可使用白砂糖、赤砂糖，或者无色透明的麦芽糖浆。
[0023]进一步地，步骤2中，糯米粉在碱性条件下更易吸水吸碱溶胀，并且通过40~50°C的保温处理，使糯米粉颗粒处于溶胀不糊化溶解的状态，其中的蛋白质则可部分溶解，粉浆粘度不太高，容易与石灰膏油混合