一种风化骨质文物的加固保护方法
【专利摘要】本发明提供了一种风化骨质文物的加固保护方法，即根据动物骨头的生长原理，将钙源和磷源引入风化的骨质文物，常温下钙源和磷源发生矿化反应后即可在风化骨质文物内部生成多孔、相互连接的磷灰石加固相。该加固相可以把风化、疏松的骨质文物重新固结起来而达到良好的保护效果。
【专利说明】-种风化骨质文物的加固保护方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种风化骨质文物的加固保护方法。
【背景技术】
[0002] 出土骨质文物能为古环境、生物、地质等研究及文明探源工程提供必要的信息， 其保护工作因而也具有重要的科学意义和应用价值。不过，国内外此类文物的保护技术 还远不成熟[Chadefaux C, Vignaud C, Menu M, Reiche I. Effects and efficiency of consolidation treatments on Palaeolithic reindeer antler. Multi-analytical study by means of XRDj FT-IR microspectroscopy, SEMj TEM and ---PIXE/ PIGE analyses. Applied Physics A: Materials Science & Processing, 2008， 92 (I) : 171-177.]。目前，丙烯酸树脂、有机硅树脂等有机高分子材料仍是此类文物常用 的加固保护材料。但是，它们的应用效果欠佳。封存几年后，高分子加固材料开始出现颜 色变化、强度下降等老化现象；被加固处理的骨牙类文物也开始开裂和酥粉化。这些现象 和保护材料的选用有关。一般地，无机材料适用于无机质文物的保护，有机材料适用于有 机质文物的保护，即所谓的材料兼容性问题[Favaro M, Tomasin P, Ossola F, Vigato P A. A novel approach to consolidation o f historical limestone: the calcium alkoxides. Applied Organometallic Chemistry, 2008，22(5): 698-704·] ?近几年，国 外已经意识到这个问题并开始限制有机合成高分子材料在无机质文物保护中的使用，而国 内对此问题的认识相对滞后，很多无机质文物保护中还在大量使用有机合成高分子材料。 本质上，动物的骨和牙是一类无机-有机复合材料。但风化骨牙类文物中的有机成分已经 降解殆尽，仅剩无机成分碳羟磷灰石，残体裂隙发育，糟朽不堪。成分上，此类出土骨牙类文 物已经完全是无机物；结构上，此类文物疏松、多孔。因而，采用无机材料对其进行渗透加固 处理将是稳妥的保护方法。
【发明内容】
[0003] 为解决风化骨质文物加固保护中的问题，本发明提供了一种利用无机磷灰石材料 加固保护风化骨质文物的方法，提高加固保护的安全性和稳定性。
[0004] 本发明所采取的技术方案为： 利用喷淋或渗透的方法将钙源和磷源双组分液态无机加固剂先后引入风化骨质文物 中使钙、磷之间发生化学反应后生成的多孔且相互连接的磷灰石相加固风化骨质文物。
[0005] 本发明利用仿生原理加固风化骨质文物的方法，具有的有益效果为：根据动物骨 头的生长原理并考虑到材料的兼容性问题和加固保护效果，将钙源和磷源引入风化的骨质 文物，并采用液态无机材料，利用其良好的渗透性，且最终存在形式为磷灰石，与风化骨质 文物的化学成分相同，兼容性好；磷灰石加固相为多孔结构，基本不改变风化骨质文物本身 的透气性；磷灰石的加固强度高，且其加固强度的大小可以通过加固剂引入量的多少调节， 能满足此类文物加固保护的需求并达到良好的保护效果。
【具体实施方式】
[0006] 下面结合具体实施例对本发明做一详细说明： 1、风化骨质文物模拟试块制备 将羟基磷灰石与蒸馏水拌合均匀后加入圆筒模具，击实后脱模。所得试块在室温及恒 定湿度下养护一周。试块的性能参数见表1。
[0007] 2、钙、磷源的制备 (1)将氧化钙或氢氧化钙微细粉体加入丙醇(分析纯）中，超声分散均匀以得到质量百 分比为2. 0%-15. 0%的稳定悬浮分散体系，也即钙源。当氧化钙或氢氧化钙质量百分比为 2. 0%-15. 0%之间时，可保证钙的引入量及悬浮分散体系的稳定性。
[0008] (2)将磷酸氢铵加入蒸馏水中，搅拌溶解得到质量百分比I. 0%-10. 0%的水溶液， 也即磷源。为保证磷的引入量并考虑磷酸盐或磷酸氢盐的溶解性，溶液的质量百分比只能 为 L 0%-10· 0%。
[0009] 3、模拟试样的加固处理 (1)首先，采用表面喷淋的办法将2. 0%，5. 0%、10. 0%的氢氧化钙丙醇悬浮分散体系引 入模拟风化试块。
[0010] ⑵弓丨入钙以后，采用同样的方法将I. 〇%，5. 0%或10. 0%的磷酸铵溶液引入模拟 风化试块。
[0011] (3)在进行各种测试之前，将经钙、磷加固保护处理的试块在室温及80±5%相对 湿度环境中养护2周。
[0012] 4、加固效果测试 将风化试样利用本发明所述方法进行加固处理，加固处理前后风化试样的抗压强度、 物理性质、抗风化实验结果如表1 :
【权利要求】
1. 一种加固保护风化骨质文物的方法，其特征在于：利用喷淋或渗透的方法将钙源和 磷源双组分液态无机加固剂先后引入风化骨质文物中使钙、磷之间发生化学反应后生成的 多孔且相互连接的磷灰石相加固风化骨质文物。
2. 根据权利要求1所述的一种加固保护风化骨质文物的方法，其特征在于：所述钙源 为氧化钙或氢氧化钙微细粉体的短链脂肪醇悬浮分散体系，该体系的制备方法如下：将氧 化钙或氢氧化钙微细粉体加入短链脂肪醇中，超声分散均匀得到其悬浮分散体系，即为钙 源；其中氧化钙或氢氧化钙的质量百分比为2. 0%-15. 0% ;将可溶性磷酸盐或磷酸氢盐加入 蒸馏水中，搅拌溶解制得质量百分比为1. 〇%-1〇. 0%的水溶液，即为磷源。
3. 根据权利要求2所述的一种加固保护风化骨质文物的方法，其特征在于：所用短链 脂肪醇为甲醇、乙醇、丙醇或丁醇中的一种。
【文档编号】C04B41/50GK104478478SQ201410596581
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】杨富巍, 刘妍 申请人:杨富巍