专利名称：一种室外铁质文物氟碳复合封护的方法
技术领域：
本发明涉及一种铁质文物的保护方法，具体地说涉及一种室外铁质文物氟碳复合 封护的方法。
背景技术：
氟碳树脂是一种新型的工业材料，在欧美等国家把以氟烯烃聚合物或氟烯烃和其 他单体的共聚物等作为成膜物质的涂料称为“氟碳涂料”(fluorocarbon coating)，在我国 则习惯上称之为氟树脂涂料、有机氟树脂涂料或含氟涂料。含氟涂料具有极其优异的耐化 学品性能、耐热性能和耐候性能等，工业中广泛应用于重防腐领域，如跨海大桥，大型金属 结构构件和一些需要重点防腐的领域。我国的杭州湾跨海大桥、国家体育场“鸟巢”钢结构 以及青藏高速公路桥等均采用了氟碳涂料作为防腐装饰涂料。正是由于含氟涂料优异的性能，其越来越受到文物保护领域的关注。众所周知，我 国拥有数量众多的珍贵文物，金属质地的文物是其中极其重要的一部分，但是对于大量保 存于室外无法移动的金属文物，由于对其外部环境无法有效的进行控制，它们的腐蚀情况 尤为严重。目前通用的保护手段是对其进行封护操作，在文物的表面形成隔绝环境的保护 膜来降低环境对其的腐蚀。含氟涂层有良好的耐候抗腐蚀性能，作为文物封护剂在我国已 经得到了一些应用。目前使用氟碳涂料对金属文物进行封护主要有两种方法1)使用现成的常温固化型工业氟碳涂料清漆；2)使用氟树脂溶解液直接涂刷。上述两种方法均有如下缺陷由于文物的封护操作有“最小干预”、“可逆封护”、不能改变文物本来的表面特征 等特殊的要求，使用封护剂并不能按照工业涂覆的标准流程进行，即采用底漆、中漆和面漆 的三层防腐蚀涂层，文物的表面也不可能达到工业涂覆的最低标准。在这种情况下，常温固 化型氟碳涂料由于粘度较大，分子链较长，固化膜不致密，不能有效的封闭文物表面的孔洞 与细微的裂缝，处在室外环境下，微量的水汽和酸性气体可以侵入氟碳涂层下造成锈蚀，且 固化后的涂层也不具备可逆去除的要求。单独使用氟树脂溶解液形成的涂层虽然可以可逆 去除，但是由于涂层没有固化交联，附着力与耐久性较差，也不适合室外多变环境下金属文 物的封护。
发明内容
本发明是基于国家科技支撑计划项目，文化遗产保护关键技术研究课题铁质文 物综合保护技术研究(课题编号2006BAK20B03)而提出的专利申请。本发明的目的在于提供一种双层复合型封护涂层，其底层为水性防锈液，面层为 纳米二氧化硅改性含氟液(使用亲油性纳米二氧化硅粉末，平均粒径30士 10纳米，比表面 积150-300m2/g，pH值为4到7，将其加入含氟液高速分散)。
底层水性防锈液为水性丙烯酸类防锈液，PH值为9-9. 7，优选美国CORTEC公司气 相防锈液VCI383，其与铸铁等金属有较好的附着力，且成膜表面可与含氟液较好的复合，成 膜可用乙醇、丙酮等有机溶剂去除。 面层含氟液为聚三氟乙烯和乙烯基丙醚的共聚物，氟含量不低于14% (氟原子重 量比)。纳米二氧化硅添加量为面层总重的1_3%，用于消光和提高涂层热稳定性，提供涂 层与基体物理锚固点和增强抗紫外能力的作用，使涂层与金属表面结合的更为紧密。其成 膜后可使用乙酸丁酯，丙酮等有机溶剂去除。本发明的双层复合型封护涂层的特点是水性防锈液粘度很小与水接近，可以作为封孔剂，涂刷后能很好的填充文物表面 的孔洞和细微的裂缝，阻止腐蚀的发生。纳米二氧化硅改性含氟液作为表层，可以提供防水 与抗紫外线作用，室外封护效果较好。本发明的双层复合型封护涂层可以使用常用的有机 溶剂去除。
图1为对比例，其中的A和Al是没有采用任何封护措施的铸铁在室外暴晒100天 前后变化的对比照片；B是是采用本发明的双层复合型封护涂层前的照片，Bl是采用本发 明的双层复合型封护涂层的铸铁在室外暴晒100天后的照片。图2为对实物的比较例，其中的C是采用本发明的双层复合型封护涂层前的照片， Cl是采用本发明的双层复合型封护涂层后的照片；其中的D是采用本发明的双层复合型封 护涂层前的照片，Dl是采用本发明的双层复合型封护涂层后的照片。
具体实施例方式由于本发明所针对的是室外文物，因此先用置于室外的铁钟为例进行描述。实施例1采用与室外铁钟同样材料的铸铁两块，其中一块不作任何处理，另一块先按照每 CM2涂0. 004毫升涂刷水性防锈液两遍，间隔1小时，干燥24小时后，按照每CM2涂0. 008毫 升计算喷涂纳米二氧化硅改性含氟液两遍，间隔24小时。喷涂压力3公斤每平方厘米，喷 涂距离为垂直文物表面15厘米左右。将上述两块铸铁同时置于室外暴晒100天，其效果可参阅图1和图2所示。图1 中的A为没有作任何处理的铸铁，于室外暴晒100天后其表面发生的变化，其表面生成了很 厚的锈斑(如图1中的Al所示)。图2中的B为采用本发明的双层复合型封护涂层前的表 面征状，图2中的Bl为表面涂覆了本发明的双层复合型封护涂层于室外暴晒100天后的表 面征状，从图2的Bl可以看出，该铸铁的表面没有产生锈斑。实施例2以北京市延庆顺严寺铁钟(图2中的C所示)和延庆兴福寺铁钟(图2中的D所 示)为实验对象，经过如实施例1的处理后，其表面片状分别如图2中的Cl和Dl所示，将 图2中的C和Cl相比较，以及将图2中的D和Dl相比较都可以看出，本发明没有改变文物 本来的外貌特征，表面处理符合文物保护的要求。
权利要求
一种双层复合型封护涂层，其底层为水性防锈液，pH值为9-9.7，面层为纳米二氧化硅改性含氟液，pH值为4到7，其中纳米二氧化硅添加量为面层总重量的1-3％。
2.如权利要求1所述的双层复合型封护涂层，其中，水性防锈液为水性丙烯酸类防锈液。
3.如权利要求1所述的双层复合型封护涂层，其中，纳米二氧化硅为亲油性纳米二氧 化硅粉末，平均粒径30士 10纳米，比表面积150-300m2/g。
4.如权利要求1所述的双层复合型封护涂层，其中，纳米二氧化硅改性含氟液是将亲 油性纳米二氧化硅粉末加入含氟液中分散得到。
5.如权利要求1或4所述的双层复合型封护涂层，其中，含氟液为聚三氟乙烯和乙烯基 丙醚的共聚物，氟含量按氟原子重量比计不低于14%。
全文摘要
一种双层复合型封护涂层，其底层为水性防锈液，pH值为9-9.7，面层为纳米二氧化硅改性含氟液，pH值为4到7，其中纳米二氧化硅添加量为面层总重量的1-3％。本发明的双层复合型封护涂层中，水性防锈液粘度很小与水接近，可以作为封孔剂，涂刷后能很好的填充文物表面的孔洞和细微的裂缝，阻止腐蚀的发生。纳米二氧化硅改性含氟液作为表层，可以提供防水与抗紫外线作用，室外封护效果较好。本发明的双层复合型封护涂层可以使用常用的有机溶剂去除。
文档编号C23C22/62GK101864566SQ20091013080
公开日2010年10月20日 申请日期2009年4月15日 优先权日2009年4月15日
发明者王永生, 马立治 申请人:中国国家博物馆