一种彩绘文物抗光老化加固材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种彩绘文物抗光老化加固材料，由下述组份制备得到，各组分及其重量份为：二氧化硅500～1200，B726000～20000，聚乙二醇辛基苯基醚5～40，氨丙基三乙氧基硅烷4～20，85～95%乙醇水溶液5000～80000，乙酸乙酯30000～200000。本发明加固材料比常用彩绘文物加固材料B72的寿命更长、稳定性更高，特别是抗光老化能力显著增加，其制备工艺简单，操作方便。
【专利说明】-种彩绘文物抗光老化加固材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种彩绘文物抗光老化加固材料及其制备方法，属于文物保护技术领 域。
【背景技术】
[0002] 彩绘文物是指在陶质、石质等基体上施加惨有胶料的颜料而制成的文物。在我国 分布范围广、存在数量多，著名的秦始皇兵马偏彩绘陶器、敦煌壁画是彩绘文物的典型代 表。彩绘文物拥有极高的历史价值、艺术价值和科学价值，但在光福射下彩绘文物中的胶料 会发生老化，使得颜料脱落，其中不少彩绘文物处于瀬危状态，像秦始皇兵马偏彩绘陶器已 变成了灰色的素陶偏。常用的保护方法是利用加固材料进行保护处理W提高色彩的稳定 性，目前普遍使用的彩绘文物加固材料是B72 (-种丙帰酸树脂)。但随着文物保护工作的 不断深入，B72耐光老化性较差的缺点逐渐显露出来。光福射下B72分子链发生降解，出现 发黄变脆、强度变低等裂变，影响了彩绘文物保护的效果。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的之一在于提供一种寿命长、稳定性高，抗光老化能力显著的抗彩绘 文物光老化的加固材料。
[0004] 本发明的另一目的在于提供上述文物加固材料的制备方法。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案为： 一种彩绘文物抗光老化加固材料，由下述组份制备得到，各组分及其重量份为： 二氧化娃 500?1200 B72 6000 ?20000 聚己二醇辛基苯基離 5?40 氨丙基H己氧基娃焼 4?20 85?95%己醇水溶液 5000?80000 己酸己醋 30000?200000。
[0006] 优选的组分及其重量份为： 二氧化娃 750?1100 B72 9300 ?16000 聚己二醇辛基苯基離 5?30 氨丙基二己氧基娃焼 4?10 85?95%己醇水溶液 5000?50000 己酸己醋 30000?100000。
[0007] 所述二氧化娃为纳米二氧化娃，其粒径为5?lOOnm。
[0008] 上述彩绘文物抗光老化加固材料的制备方法，包括W下步骤： (1)溶液A的制备 将聚己二醇辛基苯基離、氨丙基H己氧基娃焼和二氧化娃加至85?95%己醇水溶液 中； (2) 溶液B的制备 将B72溶于己酸己醋； (3) 将溶液A均匀乳化(最好采用超声波分散）后与溶液B混合均匀得溶液C，即得彩 绘文物抗光老化加固材料。
[0009] 上述材料中，加入聚己二醇辛基苯基離（OP-IO)和氨丙基H己氧基娃焼（K册50) 是为了减小Si化的团聚。
[0010] 上述制备得到的抗彩绘文物光老化的加固材料为略呈浅白色的液体，采用涂刷或 者喷涂法对彩绘文物进行保护处理。为了提高保护效果，在溶剂挥发后再进行下一次处理， 建议加固处理2?3次。增加己酸己醋用量，可得到较稀的配比，仅需多次喷涂处理即可 达到同样保护作用。
[0011] 本发明加固材料比常用彩绘文物加固材料B72的寿命更长、稳定性更高，特别是 抗光老化能力显著增加。其制备工艺简单，操作方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为B72膜老化240小时前后的红外光谱曲线，1-a为老化前；1-b为老化后； 图2为本发明材料膜老化240小时前后的红外光谱曲线，2-a为老化前；2-b为老化后； 图3为光老化过程中醋基特征峰的吸光度A降低百分比(波数约1170cnTi)，3-a为B72 膜；3-b为本发明材料膜。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合实施例对本发明做进一步说明，W便更详细的阐述本发明方法的优点。
[0014] 实验所用膜材料是利用溶液C经自然挥发后直接成膜，膜厚度约0. 3?0. 5mm ; 彩绘样块为陶制底板上涂刷明胶和矿物颜料石绿，表面再经本发明的抗光老化材料加固处 理。所用B72主要成分为1:2丙帰酸甲醋与甲基丙帰酸己醋共聚物。
[001引 实施例1 (1) 抗光老化加固材料制备 称取1. 25g纳米Si化加入体积比85/15的无水己醇/去离子水混合溶剂100血，加入 0.0125g K册50和0.0375g OP-IO配制溶液A。称取2g B72,溶于Sg己酸己醋中配制溶液 B。
[0016] 在6(rC下，将溶液A超声分散120min。取上述经超声分散后的溶液A12.8血加 入IOg溶液B中，即得到本发明的Si〇2-B72复合抗彩绘文物光老化加固材料。将上述加固 材料均匀涂刷于载玻片上成膜、涂刷在彩绘样块表面自然干燥后重复涂刷一次，处理后的 样品室温下放置1周后使用； (2) 抗光老化性能检测 将制备的膜材料及彩绘样块置于距UVA紫外光源2cm处(平均紫外光福照度180 y W/ cm2)福照，通过检测老化过程中各样品的傅里叶红外光谱特性、力学强度、憎水性、颜色的 变化及失重率等W检测材料的抗光老化性能。
[0017] 实验分别利用Tensor 27傅里叶红外光谱仪、BP21 ID -OCE型精密天平和JJ-I型 润湿角测量仪测量膜材料的红外光谱、重量及对水的润湿角，W PT-1176万能材料试验机 配合自行开发研制的夹具（实用新型专利；ZL 2010 2 0110534. 7)测量薄膜材料的力学 强度，利用SP65型便携式色差仪测量彩绘样块的颜色变化。
[0018] 1)光老化过程中膜材料红外光谱的变化 图1和图2分别为B72膜和本发明材料膜老化240小时前后的红外光谱曲线，可W看 出本发明材料膜的红外光谱变化较B72膜小。在老化过程中，1170cnTi波数附近醋基特征 峰的吸光度A降低百分比见图3,说明在相同的老化时间内，本发明材料的特征峰的吸光度 降低百分比小于B72。老化至24化时，B72该特征峰的吸光度降低超过90%，本发明材料吸 光度降低仅50%。由此可见，本发明材料分子结构改变较小，其抗光老化性能显著提高。
[0019] 2)光老化过程中膜材料的失重 光老化过程中样品的失重率为Wp,其计算公式为： Wp = [(Wa-Wb)ZWa] X100% 式中：Wa -老化前样品质量； 师一老化后样品质量； 经27化老化后，本发明材料失重率仅为8%，B72失重率约10%，说明本发明材料抗光老 化性能有所提高。
[0020] 3)光老化过程中膜材料力学性能的变化 光福射后B72脆性增加、强度降低，外力作用后易产生破碎、断裂，直接影响到彩绘文 物的保护效果。本发明材料是在B72基体中添加无机纳米材料，利用纳米粒子的应力集中 与应力福射的平衡效应使聚合物无明显的应力集中现象，利用能量传递效应使聚合物裂纹 扩散受阻和纯化而减少破坏性开裂，改善聚合物基体的力学性能使其增强增初。
[0021] 实验采用万能材料试验机配合自制夹具进行测试，传感器5Kg，探头移动速度 lOOmm/min。测试时先将样品薄膜固定在夹具圆孔上，移动位于其正上方的材料试验机上的 探针至膜表面并将其刺破，记录当膜刺破时所承受的最大力F (kg),并计算相应的强度O (MPa),其计算公式为式： O = [(3/2) FS]今 Btf 其中，H为膜厚度（mm)，B为膜宽度（mm)，S为测量支点的跨度（mm)。
[0022] 光老化43化后各膜材料的力学性能的检测结果见表1，其中B和S均为2mm，样品 编号BO和Bl分别为B72和本发明材料。实验结果说明本发明材料的力学性能得到了明显 改善，其强度约为B72的3倍。
【权利要求】
1. 一种彩绘文物抗光老化加固材料，由下述组份制备得到，各组分及其重量份为： 二氧化硅 500?1200 B72 6000 ?20000 聚乙二醇辛基苯基醚 5?40 氨丙基三乙氧基硅烷 4?20 85?95%乙醇水溶液 5000?80000 乙酸乙酯 30000?200000。
2. 根据权利要求1所述的彩绘文物抗光老化加固材料，其特征在于各组分及其重量份 为： 二氧化硅 750?1100 B72 9300 ?16000 聚乙二醇辛基苯基醚 5?30 氨丙基三乙氧基硅烷 4?10 85?95%乙醇水溶液 5000?50000 乙酸乙酯 30000?100000。
3. 根据权利要求1所述的彩绘文物抗光老化加固材料，其特征在于：所述二氧化硅为 纳米二氧化娃，其粒径为5?100nm。
4. 权利要求1所述彩绘文物抗光老化加固材料的制备方法，其特征在于包括以下步 骤： (1) 溶液A的制备 将聚乙二醇辛基苯基醚、氨丙基三乙氧基硅烷和二氧化硅加至85?95%乙醇水溶液 中； (2) 溶液B的制备 将B72溶于乙酸乙酯； (3) 将溶液A均匀乳化后与溶液B混合均匀得溶液C，即得彩绘文物抗光老化加固材 料。
5. 根据权利要求4所述彩绘文物抗光老化加固材料的制备方法，其特征在于：步骤（3) 中，溶液A的乳化采用超声波分散。
【文档编号】C09D7/12GK104356839SQ201410566015
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】王丽琴, 韩炜师, 杨璐, 赵星 申请人:西北大学