水性竹木文物保护涂料、其制备方法及应用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性竹木文物保护涂料、该水性竹木文物保护涂料的制备方法及该水性竹木文物保护涂料的应用方法。
【背景技术】
[0002]我国是个具有5000多年历史的文明古国。祖先给我们留下了厚实的文化遗产，包括古建筑、竹刻、木雕、壁画、书画、雕塑、摩崖石刻、金属及陶瓷制品等数不胜数，还有不断出土的大量文物都是我国人民的宝贵财富。就竹木文物而论，不仅是中国人民的宝贵财富，也是世界人民的宝贵财富，具有很高的学术研究、艺术欣赏价值。竹木质文物是属不宜保存的有机物质，在空气湿度大且通风不良的条件下容易产生霉斑，特别在长江中下游地区，因为特有的梅雨季节，非常适宜霉菌和蛀虫的生长繁殖，很容易生霉或产生孔洞，以至于被霉菌腐蚀而糟朽。例如，新疆扎滚鲁克一、二号墓地出土的大量木器，具有很高的历史研究价值。其中，部分器物受地下水的腐蚀，使木材纤维素、木质素等遭受破坏。竹木文物防蛀通常采用杂酚油、狄氏剂、氯菊酯等杀虫灭菌剂进行处理，防火采用氯乙烯树脂、氯化橡胶、酚醛树脂和氨基树脂等防火涂料处理，但市场上具有防火、防水、防霉和防蛀的水性竹木文物保护涂料较少。
【发明内容】
[0003]本发明实施例的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种水性竹木文物保护涂料，提高涂层的防霉性和防蛀性。
[0004]本发明实施例的另一目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种水性竹木文物保护涂料的制备方法，制备工艺简单，制备得到的涂料可提高涂层的防霉性和防蛀性。
[0005]本发明实施例的再一目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种水性竹木文物保护涂料的应用方法，将该涂料刷涂竹木文物表面起到防护作用。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明实施例的技术方案如下:
[0007]—种水性竹木文物保护涂料，由质量比为1:1?1: 2的第一组分和第二组分构成，所述第一组分包括按质量份数计的如下成分:丙烯酸聚氨酯水分散体90?120份、增稠剂
0.5?1.5份、水5?20份；所述第二组分包括按质量份数计的如下成分:丙二醇甲醚醋酸酯2?8份、分散剂0.5?5份、消泡剂0.2?0.8、水10?30份、阻燃剂2?8份、防霉剂10?20份、植物防蛀剂4?8份。
[0008]进一步:所述防霉剂为氧化银防霉剂。
[0009]进一步:所述防霉剂的形状为螺旋形。
[0010]进一步:构成所述螺旋形的螺旋体的直径为50?200nm，所述螺旋形的螺距为100?500nm，螺旋直径为100?lOOOnm。
[0011]进一步:所述防霉剂由如下方法制备:步骤Sll:以乙炔为碳源、以镍板为催化剂，以PCl3为助催化剂制备得到螺旋形手性碳纤维；步骤S12:在所述螺旋形手性碳纤维的表面镀银得到镀银的螺旋形手性碳纤维粉末；步骤S13:将所述镀银的螺旋形手性碳纤维粉末进行热处理，冷却后得到所述防霉剂。
[0012]进一步:所述植物防蛀剂是从香樟树叶、艾叶和薰衣草的混合物中提取的。
[0013]进一步:所述植物防蛇剂由如下方法制备:步骤S21:将新鲜所述香樟树叶、所述艾叶和所述薰衣草干燥脱水；步骤S22:将脱水后的所述香樟树叶、所述艾叶和所述薰衣草按质量比2:2:1混合并粉碎为混合浆料；步骤S23:将所述混合浆料和无水乙醇混合，在50°C下提取得到混合液；步骤S24:将所述混合液离心、过滤得到滤液，并将所述滤液浓缩得到所述植物防蛀剂。
[0014]进一步:所述增稠剂选自羟乙基纤维素250HBR和聚乙烯蜡中的至少一种；和/或，所述分散剂选自BYK190分散剂和TH-904分散剂中的至少一种；和/或，所述消泡剂选自BYK022消泡剂和BYK024消泡剂中的至少一种；和/或者，所述阻燃剂为五溴甲苯。
[0015]—种水性竹木文物保护涂料的制备方法，包括:步骤SOl:制备第一组分，所述第一组分包括按质量份数计的如下成分:丙烯酸聚氨酯水分散体90?120份、增稠剂0.5?
1.5份、水5?20份；步骤S02:制备第二组分，所述第二组分包括按质量份数计的如下成分:丙二醇甲醚醋酸酯2?8份、分散剂0.5?5份、消泡剂0.2?0.8、水10?30份、阻燃剂2?8份、防霉剂10?20份、植物防蛀剂4?8份；步骤S03:将所述第一组分和所述第二组分按照质量比为1:1?1:2分别包装。
[0016]以及，一种如前所述的水性竹木文物保护涂料的应用方法，包括:将第一组分和第二组分混合均匀，熟化后，施用于石质文物上。
[0017]本发明实施例的有益效果如下:
[0018]1、本发明通过在涂料中添加防腐剂和植物防蛀剂提高涂层的防霉性和防蛀性。
[0019]2、本发明的涂料还具有防火、防水的特性。
[0020]3、本发明的涂料的生产工艺简单、具有较佳的施工性能。
[0021]4、本发明的涂料无需高温固化，在室温选干燥迅速等优点。
[0022]5、本发明的涂料刷涂在竹木文物表面起到防护作用，在竹木文物保护领域具有广泛的应用。
【具体实施方式】
[0023]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024]本发明提供了一种水性竹木文物保护涂料。该水性竹木文物保护涂料由质量比为1:1?1:2的第一组分和第二组分构成。其中，第一组分包括按质量份数计的如下成分:丙烯酸聚氨酯水分散体90?120份、增稠剂0.5?1.5份、水5?20份。其中，第二组分包括按质量份数计的如下成分:丙二醇甲醚醋酸酯2?8份、分散剂0.5?5份、消泡剂0.2?0.8、水10?30份、阻燃剂2?8份、防霉剂10?20份、植物防蛀剂4?8份。
[0025]本发明实施例的水性竹木文物保护涂料的主要成膜物质是由丙烯酸聚氨酯水分散体和丙二醇甲醚醋酸酯在一定工艺条件下分散而成，固化后的漆膜有高交联密度，附着力强，高硬度，高固含量等特征。通过在涂料中添加防腐剂和植物防蛀剂提高涂层的防霉性和防蛀性，同时还具有防火、防水的特性。此外阻燃剂使用五溴甲苯，优选采用外观装饰性好的非膨胀型五溴甲苯，防火效果好，适用于竹木文物保护等领域。
[0026]具体地，该防霉剂为氧化银防霉剂，由如下方法制备:
[0027]步骤Sll:以乙炔为碳源、以镍板为催化剂，以PCl3S助催化剂制备得到螺旋形手性碳纤维；
[0028]步骤S12:在螺旋形手性碳纤维的表面镀银得到镀银的螺旋形手性碳纤维粉末；
[0029]步骤S13:将镀银的螺旋形手性碳纤维粉末进行热处理，冷却后得到防霉剂。
[0030]其中，步骤Sll中，优选采用卧式炉基板法以及通过化学气相生长法制备螺旋形手性碳纤维。其中，化学气相生长法的工艺参数为:反应温度650?700°C，氩气流量20?40mL/min，乙块气流量 20 ?30mL/min，氢气流量 50 ?70mL/min，PCl3流量 0.03 ?0.05mL/min0
[0031]步骤S12中，通过磁控溅射法在螺旋形手性碳纤维的表面镀银。其中，溅射气体为Ar气，靶材为Ag靶。具体地，将Ag靶放在强磁靶上，将长有螺旋形手性碳纤维的镍板置于磁控溅射仪样品台上，溅射的时间为3分钟。溅射的工艺参数为:真空度lX104mbar，溅射电流100mA，沉积速率1nm/分。
[0032]步骤S13中，优选采用中温管式炉内进行热处理。热处理的工艺条件为:400°C下保温I小时。
[0033]通过上述方法制得的氧化银防霉剂优选为纳米级的，该纳米级防霉剂为螺旋形，构成螺旋形的螺旋体的直径50?200nm，螺距100?500nm，螺旋直径100?lOOOnm。螺旋结构指的是“防霉剂卷绕形成螺旋形，例如线状的防霉剂卷绕形成螺旋形”。螺旋体的直径指的是“构成螺旋结构的防霉剂螺旋体自身的直径，例如线状的防霉剂形成螺旋形，该线状防霉剂自身的直径即为螺旋体的直径”。螺距指的是“构成螺旋结构的螺纹的相邻两牙对应点之间的轴向距离”。螺旋直径指的是“构成螺旋结构的螺纹的外径”。通过在涂料中加入纳米氧化银防霉剂，涂料施工后的涂层对霉菌具有很强的灭杀作用。该涂料可刷涂在竹木文物等表面防止霉斑，降低竹木文物的腐烂速度，该氧化银防霉剂相对于其他的防霉剂有更好的杀菌性能，及抗氯离子干扰性能。该纳米级防霉剂为螺旋型结构对涂料的涂层强度有增强作用，而且不易团聚更易在涂层中均匀分散，杀菌效果也显著优于微米级。
[0034]具体地，该植物防蛀剂是从香樟树叶、艾叶和薰衣草的混合物中提取的。该植物防蛀剂由如下方法制备:
[0035]步骤S21:将新鲜香樟树叶、艾叶和薰衣草干燥脱水；
[0036]步骤S22:将脱水后的香樟树叶、艾叶和薰衣草按质量比2:2:1混合并粉碎为混合浆料；
[0037]步骤S23:将混合浆料和无水乙醇混合，在50°C下提取得到混合液；
[0038]步骤S24:将混合液离心、过滤得到滤液，并将滤液浓缩得到所述植物防蛀剂。
[0039]其中，步骤S21中，优选将三种物质脱水到含水率在10%以下。
[0040]步骤S23中，混合浆料和无水乙醇的用量比优选为:按Ig混合浆料与20mL无水乙醇配比。提取的过程可以在恒温水浴槽中进行，优选提取的时间为lh。
[0041]步骤S24中，将混合液在低速大容量离心机中以3000r.min 1的速度进行离心。该制备过程中的乙醇可通过浓缩的方式回收。
[0042]本发明的利用香樟树叶、艾叶和薰衣草制成的防蛀剂，不仅防蛀效果好而且绿色环保无污染。传统的对二氯苯防蛀剂是目前公认的动物致癌物和人类可疑的致癌物，有研究报道对二氯苯能引起肝、肺、肾及白内障等疾病，并认为其具有潜在致癌作用，而本发明由天然植物精油制备具有无毒副作用不会致癌，杀虫效果与传统化学合成的杀虫剂相当。
[0043]具体地，本发明中