一种壁画用抗菌防霉型聚丙烯酸酯加固材料及其制备方法

本发明属于文物保护材料，涉及一种壁画用抗菌防霉型聚丙烯酸酯加固材料及其制备方法。

背景技术：

1、悠悠华夏五千年，我们的祖先创造了灿烂的中华文明。古代壁画是祖先留给我们后代重要的历史文物，是研究人类文明发展的重要途经。然而，由于受到自然条件和人文活动等影响，导致壁画白灰层失效，会出现多种病害，如酥碱、空鼓、起甲、霉变等。

2、为了有效解决以上病害，研究人员开发了各种各样的保护材料，其中，丙烯酸树脂是一种常见的壁画加固材料，具有粘结性好、耐老化、薄膜透明度高，对壁画颜色影响小、施工简单、见效快等优点，在世界范围内受到了广泛关注；实践表明：该材料在我国敦煌壁画、唐墓壁画及印度、意大利等国壁画加固修复中显示了良好效果(appl.phys.a2015,121,857-868)，特别对壁画起甲、颜色脱落等病害，表现出令人满意的保护效果；然而，其不具备抗菌防霉功能。

3、近年来，文物保护过程中出现的霉变病害受到科研工作者越来越多的关注，霉菌在合适的环境下通过消耗文物中的有机成分(如壁画中的颜料粘结剂)而大量繁殖，会对文物造成极大伤害，其侵蚀过程主要分为物理侵蚀和化学侵蚀两类：物理侵蚀包括菌丝穿透文物表面的机械性破坏作用，霉菌的繁殖聚集对文物表观产生影响；化学侵蚀包括霉菌在繁殖过程中会分泌粘液及有机酸，严重污染文物表面并且不容易清除。

4、目前，文物保护中霉变的防治方法主要分为物理方法和化学方法两种，其中，物理方法主要通过控制环境因素达到抑制霉菌滋生的目的，如利用温度、辐射、声波、缺氧环境等，这种方法对设备要求高，往往只有博物馆等室内条件比较好的环境中才有可能实现，相比而言，化学方法在文物保护中更为流行，主要通过使用杀菌剂来达到抗菌防霉的目的；杀菌剂主要分为有机和无机两种，无机杀菌剂指无机纳米颗粒，如银、氧化锌、二氧化钛等，近年来研究较为活跃；有机杀菌剂使用历史悠久且极为普遍(文物保护与考古科学,2016,18(1):1-3)，如环氧乙烷、甲醛、苯并咪唑类试剂等，虽然上述试剂在杀菌抑菌方面具有较大优势，然而其本身存在较大毒性，易对文物及文物保护工作者造成伤害。

技术实现思路

1、为了避免现有技术的不足，本发明提出一种壁画保护用抗菌防霉型聚丙烯酸酯加固材料及制备方法。实验研究发现：使用该材料加固后的壁画放置在25℃，相对湿度75％的环境中，模拟壁画表面1年没有滋生霉菌。此外，该材料具有良好渗透性且对壁画表观没有影响，其加固强度相对于纯聚丙烯酸酯没有明显下降，该材料具有良好生产前景，可以推广应用于壁画原址、漆器文物等的防霉和加固。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种壁画用抗菌防霉型聚丙烯酸酯加固材料，聚丙烯酸酯类加固材料包括：聚丙烯酸酯和单宁酸-铜纳米片。

4、一种壁画用抗菌防霉型聚丙烯酸酯加固材料的制备方法，包括以下步骤：

5、步骤一、单宁酸-铜纳米片的制备：首先将单宁酸和硫酸铜溶于去水离子中，搅拌至均匀的水溶液，随后加氢氧化钠溶液到上述混合溶液中，调节混合溶液的ph值至7.2-7.8，将混合溶液在50-70℃的温度下搅拌3-6h，得到单宁酸-铜纳米片的分散液；将分散液离心收集沉淀物，用去离子水和无水乙醇洗涤三次，收集沉淀物；将沉淀物在真空条件下冷冻干燥得到单宁酸-铜纳米片；

6、步骤二、将单宁酸-铜纳米片和聚丙烯酸酯溶于丙酮中，将混合液在室温下搅拌24-48h后，静置6-12h得到抗菌防霉型聚丙烯酸酯溶液。

7、进一步地，步骤一中，所述的单宁酸和硫酸铜的物质的量比为1:3；所述单宁酸水溶液物质的量浓度为0.01mm～1.0mm，硫酸铜水溶液物质的量浓度为0.03mm～3.0mm。

8、进一步地，步骤二中，所述的单宁酸-铜纳米片、聚丙烯酸酯和丙酮的质量比为1:3:100-2:1:100，所述聚丙烯酸树脂、单宁酸-铜的质量分数分别为90％-95％和5％-10％。

9、本发明具有以下有益效果：本发明提出了一种壁画保护用抗菌防霉型聚丙烯酸酯加固材料及制备方法，通过在聚丙烯酸酯中加入单宁酸-铜纳米片，利用单宁酸-铜纳米片的抗菌防霉型以及聚丙烯酸酯的加固性能，实现了对壁画表面的加固和抗菌防霉，与现有技术相比，本发明提供的抗菌防霉型聚丙烯酸酯的制备方法具有制备简单、成本低廉等优点。

10、所用单宁酸毒性低、抗菌效果强，单宁酸与硫酸铜中的铜离子通过化学嫁接螯合形成稳定的配合物，因此该材料透明度与纯聚丙烯酸酯相比没有明显下降，对壁画表观没有明显影响；实验研究发现：使用该材料加固后的模拟壁画放置在25℃，相对湿度75％的环境中，1年没有滋生霉菌。此外，该材料具有良好渗透性且对壁画表观没有影响，其加固强度相对于纯聚丙烯酸酯没有明显下降，该材料具有良好应用前景，可以推广应用于壁画原址、漆器、石质、纸质等文物的防霉和加固中。

技术特征：

1.一种壁画用抗菌防霉型聚丙烯酸酯加固材料，其特征在于：聚丙烯酸酯加固材料包括：聚丙烯酸酯和单宁酸-铜纳米片。

2.如权利要求1所述的一种壁画用抗菌防霉型聚丙烯酸酯加固材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的一种壁画用抗菌防霉型聚丙烯酸酯加固材料的制备方法，其特征在于：

4.如权利要求2所述的一种壁画用抗菌防霉型聚丙烯酸酯加固材料的制备方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种壁画保护用抗菌防霉型聚丙烯酸酯类加固材料及制备方法，通过在聚丙烯酸酯中加入单宁酸‑铜纳米片，利用单宁酸‑铜纳米片的抗菌防霉型以及聚丙烯酸酯的加固性能，实现了对壁画表面的加固和抗菌防霉，且该材料透明度与纯聚丙烯酸酯相比没有明显下降，本发明提供的抗菌防霉型聚丙烯酸酯类加固材料制备方法简单、成本低廉，此外，该材料还具有良好应用前景，可以推广应用于壁画原址、漆器、石质、纸质等文物的防霉和加固中。

技术研发人员：刘俊莉,张华,沈佳昊,易云霄,刘晋,刘辉
受保护的技术使用者：陕西科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16