一种石质文物保护用有机纳米复合涂料的制备方法与流程

文档序号:12106900阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种石质文物保护用有机纳米复合涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一、按照重量份数,取5~10份的表面活性剂加入到30~40份去离子水中,搅拌溶解后,再向其中加入0.1~0.4份的消泡剂,搅拌混合20min后,向所得混合溶液中加入3~6份疏水纳米草酸钙粉末,之后,进行超声震荡10~30min,搅拌混合20~60min,制得溶液A,备用;

步骤二、按照重量份数,取0.3~0.9份的分散剂加入到30~60份去离子水中,之后,再向其中加入0.1~0.4份的消泡剂,搅拌混合10~30min,得到溶液B,之后,按照溶液A与溶液B质量比为1:1的配比,将溶液B加入到步骤一所制得的溶液A中,之后,依次进行超声震荡20min,搅拌混合30min,制得疏水纳米草酸钙浆体,备用;

步骤三、按照单体A与单体B质量比为1:(2~8)的比例,分别称取单体A和单体B进行混合,制得单体混合物15~30份,备用;

所述的单体A为甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十三氟辛酯中的任意一种;单体B为分散剂为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等中的任意一种;

步骤四、按照OP-10与SDS的质量比为1:5的比例,分别称取OP-10和SDS进行混合,制得复合乳化剂0.5~1.5份,备用;

步骤五、取步骤三制得的单体混合物的1/5以及步骤四制得的复合乳化剂加入到去离子水中,搅拌混匀后制得68.3~84.4份预乳化液,备用;

步骤六、取过硫酸铵加入到去离子水中,配置成质量浓度为1.5%的过硫酸铵溶液0.1~0.2份,备用;

步骤七、将步骤五制备的预乳化液引流至三口烧瓶中,通入氮气30min,在不断搅拌条件下进行水浴加热至50~60℃,之后,取步骤六制得的过硫酸铵溶液的1/5加入到三口烧瓶中,在不断搅拌条件下,于50~60℃温度下进行保温30min,之后,升温至60~80℃,将步骤三制得的单体混合物的4/5以及步骤六制得的过硫酸铵溶液的4/5以滴加的方式加入到三口烧瓶内进行反应2~3h,然后,冷却至室温,得到水性氟碳乳液,备用;

步骤八、按照疏水纳米草酸钙浆体与水性氟碳乳液质量比为(0.1~0.3):1的比例,取步骤二制得的疏水纳米草酸钙浆体加入到步骤六制得的水性氟碳乳液质中,之后,进行搅拌混合和超声震荡,即得成品石质文物保护用有机纳米复合涂料。

2.根据权利要求1所述的一种石质文物保护用有机纳米复合涂料的制备方法,其特征在于:在步骤一中,所用的表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十六烷基苯磺酸钠。

3.根据权利要求1所述的一种石质文物保护用有机纳米复合涂料的制备方法,其特征在于:在步骤一和步骤二中,所用的消泡剂为磷酸三丁酯、聚二甲基硅氧烷等中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种石质文物保护用有机纳米复合涂料的制备方法,其特征在于:在步骤二中,所述的分散剂为聚丙烯酸盐、油酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇400等中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种石质文物保护用有机纳米复合涂料的制备方法,其特征在于:在步骤七中所述单体混合物和过硫酸铵溶液的滴加速率为0.1~0.2mL·min-1

6.根据权利要求1所述的一种石质文物保护用有机纳米复合涂料的制备方法,其特征在于,在步骤一中,所用疏水纳米草酸钙粉末的制备方法包括以下步骤:

步骤(1)、取草酸盐置于去离子水中,配置成C2O42−浓度为0.2~0.5mol·L-1的草酸盐溶液,之后,向所得草酸盐溶液中加入与草酸盐摩尔量相同的螯合剂,搅拌溶解后,向所得混合物料中加入其质量4~6wt%的表面活性剂,并进行磁力搅拌,得到混合溶液,备用;

步骤(2)、取可溶性钙盐置于去离子水中,配置成Ca2+浓度为0.2~0.5mol·L-1的钙盐溶液,备用;

步骤(3)、在磁力搅拌条件下,按照Ca2+的摩尔量与C2O42−的摩尔量为1:1的比例,将步骤(2)制得的钙盐溶液以滴加的方式加入到步骤(1)制得的混合溶液中进行反应,反应完成后继续磁力搅拌20~40min,得到混合体系,备用;

步骤(4)、对步骤(3)制得的混合体系进行离心分离,并采用去离子水对离心分离后的下层沉淀进行多次洗涤,之后,将下层沉淀置于干燥箱内于50~80℃条件下进行干燥3~6h,然后,对干燥后所得固体物料进行研磨,并过200目筛,得到纳米草酸钙粉体,备用;

步骤(5)、称取步骤(4)制得的纳米草酸钙粉体加入到去离子水中,配置成质量浓度为1~5%的浆体,之后,在搅拌条件下对浆体进行恒温水浴加热,当浆体温度升高至40~60℃时,向其中加入所称纳米草酸钙质量30%~90%的改性剂,在继续搅拌条件下,于40~60℃温度下进行改性1~3h,制得改性物料,备用;

步骤(6)、对步骤(5)制得的改性物料进行抽滤和洗涤,之后,置于30~50℃干燥箱内进行干燥1~3h ,然后,对干燥后的改性物料进行粉碎和研磨,并过200目筛,即得成品纳米疏水草酸钙粉体。

7.根据权利要求6所述的一种疏水纳米草酸钙粉末的制备方法,其特征在于:在步骤(1)中,所用的草酸盐为草酸钠或草酸钾;所用的螯合剂为酒石酸钠、酒石酸钾、柠檬酸铵或柠檬酸钠中的任意一种;所述的表面活性剂为聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、吐温20、吐温80或OP-10中的任意一种。

8.根据权利要求6所述的一种疏水纳米草酸钙粉末的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)配置的钙盐溶液中Ca2+的摩尔浓度与步骤一草酸盐溶液中C2O42−的摩尔浓度相同。

9.根据权利要求6所述的一种疏水纳米草酸钙粉末的制备方法,其特征在于:在步骤(2)中,所用的钙盐为氯化钙或硝酸钙。

10.根据权利要求6所述的一种疏水纳米草酸钙粉末的制备方法,其特征在于:在步骤(5)中,所述的改性剂为硬脂酸钠、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基甲基二甲氧基硅烷、4-甲基-(全氟己基乙基)丙基三甲氧基硅烷或十三氟辛基三甲氧基硅烷中的任意一种。

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