專利名稱：：一種古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料及其制備技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料及其制備技術(shù)，該加固層材料為水性微乳液，可作為古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料，屬于文物保護修復(fù)
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：用化學(xué)材料對古代建筑油飾彩畫顏料層進行加固修復(fù)是防止顏料層起甲、酥甲、脫落等病害的一種有效手段[趙靜，王麗琴，何秋菊，高分子彩繪類文物涂層保護材料的性能及應(yīng)用研究[J].文物保護與考古科學(xué)，2006，18(3)]。目前常用的是ParoloidB72(丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的共聚樹脂)，B72在文物保護中使用時間比較長，有一定的效果。但B72是固體樹脂，使用時需要現(xiàn)場溶解，常用的溶劑為丙酮、甲苯和乙酸乙酯等，這些溶劑易揮發(fā)且有毒，污染環(huán)境并對施工者有害。古代建筑油飾彩畫顏料層的加固修復(fù)工作要求保護材料無色、透明、不反光、對色彩的保真性好、附著力好、干燥速度快、透氣性、耐水性、耐候性好、盡量是水基無毒產(chǎn)品。而現(xiàn)有的粘結(jié)劑(B72)內(nèi)在性能已經(jīng)固定，只能進行外在改性，很難滿足顏料層加固修復(fù)過程中綜合性能的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種附著力好，環(huán)保、機械穩(wěn)定性、凍融穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性好的水性微乳液加固材料，其可作為古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料；本發(fā)明另一目的是提供上述古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料的制備技術(shù)。本發(fā)明實現(xiàn)過程如下—種古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料，其組成及重量份如下甲基丙烯酸甲醋1520份~~丙烯酸丁醋1418份丙烯酸13份N-羥甲基丙烯酰胺0.51.5份過硫酸鹽引發(fā)劑0.11份乳化劑24份^對叔丁基甲氧基乙烯基三甲氧0.21份二苯甲酰甲烷0.20.5份基硅烷(A171)(Parsoll789)有機或無機堿中和劑0.11.0份醇酯-120.10.6份<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>所述水性消泡劑為上海鼎和化學(xué)科技有限公司的DH-206或DH-681FN；所述流平劑為上海鼎和化學(xué)科技有限公司的DH-203或DH-205。優(yōu)選的技術(shù)方案如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>所述乳化劑選自烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚；優(yōu)選的乳化劑為非離子表面活性劑與陰離子表面活性劑的復(fù)合表面活性劑，二者重量比為1(45)；最優(yōu)選的乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚與烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽的復(fù)合表面活性劑，二者重量比為1(45)。所述的過硫酸鹽弓ι發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉。所述的有機或無機堿中和劑為三乙醇胺、氫氧化鈉或氫氧化鉀。上述材料常溫固化后的涂膜在310nm紫外光照射不發(fā)黃；微乳液固化后的涂膜室溫下在水中浸泡24小時不變白，平均吸水率為0.20-0.25g/g，干燥后脫水率99-100%；涂膜前后的色度差ΔΕ彡3.0；涂膜在氙燈照射72小時后，F(xiàn)TIR-ATR譜圖峰值降低彡1.0%；涂膜經(jīng)過壓力為4KPa、距離IOcm的噴砂后，表面光滑平整，無剝蝕坑。上述的古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料的制備技術(shù)，包括如下步驟(1)將丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、有機硅乙烯基三甲氧基硅烷(A171)作為四元共聚單體混合均勻，加入對叔丁基甲氧基二苯甲酰甲烷(Parsoll789)充分溶解；(2)將N-羥甲基丙烯酰胺與乳化劑溶于水；(3)將按步驟⑴得到的混合溶液與步驟⑵得到的溶液混合，并加入引發(fā)劑攪拌0.5h，形成不分層的白色乳液；(4)將按步驟(3)得到的白色乳液滴加到75V_85°C水中進行乳液聚合反應(yīng)，反應(yīng)3-5h后，升溫至80-90°C繼續(xù)反應(yīng)l_2h；反應(yīng)結(jié)束后，將體系冷卻，用有機或無機堿中和劑至PH為6-8，加入醇酯-12、水性消泡劑和流平劑攪拌均勻得到半透明的有機硅改性聚丙烯酸酯微乳液。微乳液自然干燥后可得到透明的室溫固化的抗紫外輻照的有機硅改性聚丙烯酸酯微乳液涂膜。本發(fā)明將紫外吸收劑溶于丙烯酸酯單體，利用乳液聚合工藝制備了含紫外吸收官能團的有機硅改性自交聯(lián)型微乳液主體材料，借助微乳液良好的滲透性和透明性提高加固材料的附著力和對色彩的保真性。借助均勻分布在涂膜中的紫外吸收基團提高材料的抗紫外光的性能。在主體材料中復(fù)合消泡劑、流平劑、成膜助劑，提高綜合性能。本發(fā)明的優(yōu)點與積極效果本發(fā)明制備的水性微乳液加固材料無顆粒狀凝聚物，機械穩(wěn)定性、凍融穩(wěn)定性好，稀釋穩(wěn)定性好，成膜后在光穩(wěn)定性、色度、粘結(jié)強度、耐水性、吸水性、耐剝蝕力方面體現(xiàn)了較好的性能，是一種適用于古代建筑油飾彩畫顏料層加固修復(fù)的保護材料。具體實施例方式以下通過實施例進一步說明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。實施例1一種古代建筑油飾彩畫顏料層加固修復(fù)保護材料，其組成及重量份如下甲基丙烯酸甲酯18份丙烯酸丁酯16份丙烯酸1.2份N-羥甲基丙烯酰胺0.65份過硫酸銨0.15乳化劑2份乙烯基三甲氧基硅烷0.55份對叔丁基甲氧基二苯甲酰甲烷0.25份NaOH0.4份醇酯-120.3份DH-206消泡劑0.2份DH-203流平劑0.3份水60份。乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚與烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽的復(fù)合表面活性劑，二者重量比為1(45)。其制備方法如下(1)將丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、有機硅乙烯基三甲氧基硅烷作為四元共聚單體混合均勻，加入對叔丁基甲氧基二苯甲酰甲烷充分溶解；(2)將N-羥甲基丙烯酰胺與復(fù)合乳化劑加水混合均勻；(3)將步驟⑴得到的混合單體與步驟(2)得到的溶液混合，并加入引發(fā)劑過硫酸銨攪拌0.5h，形成不分層的白色乳液；(4)將按步驟(3)得到的白色乳液滴加到75°C-85°C水中進行乳液聚合反應(yīng)，反應(yīng)4h后，升溫至80-90°C繼續(xù)反應(yīng)W2h；反應(yīng)結(jié)束后，將體系冷卻，用NaOH調(diào)節(jié)pH為7，加入醇酯-12、DH-206消泡劑和DH-203流平劑攪拌均勻得到半透明的有機硅改性聚丙烯酸酯微乳液。自然干燥后可得到透明的室溫固化的抗紫外輻照的有機硅改性聚丙烯酸酯微乳液涂膜。依照上述步驟和工藝，制備的以聚丙烯酸酯乳液為主體的粘結(jié)材料為水性自交聯(lián)體系，可在常溫下固化。參照GB18583-2001的測試方法游離甲醛未檢出；苯<0.1%;甲苯+二甲苯<1%。聚合穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性均通過實驗測試。涂膜室溫下在水中浸泡24小時不變白，平均吸水率為0.20g/g,干燥后脫水率99%，說明材料耐水性和透氣性較好。色板涂膜前后用x-riteSP64分光光度儀測試色度差ΔΕ=3.0，說明加固材料有較好的色彩保真性。涂膜在氙燈照射72小時后，F(xiàn)TIR-ATR譜圖峰值降低0.9%，說明材料的光學(xué)穩(wěn)定性較好。涂膜經(jīng)過壓力為4KPa、距離IOcm的噴砂后，表面光滑平整，無剝蝕坑，說明材料的耐剝蝕力性能較好。實施例2一種古代建筑油飾彩畫顏料層加固修復(fù)保護材料，其組成及重量份如下甲基丙烯酸甲酯15份丙烯酸丁酯13.6份丙烯酸1份N-羥甲基丙烯酰胺0.54份過硫酸銨0.18乳化劑1.8份乙烯基三甲氧基娃烷1.0份對叔丁基甲氧基二苯甲酰甲烷0.28份三乙醇胺0.3份醇酯-120.3份DH-681FN消泡劑0.2份DH-205流平劑0.3份水63.5份。其制備方法有如下工藝(1)將丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、有機硅乙烯基三甲氧基硅烷作為四元共聚單體混合均勻，加入對叔丁基甲氧基二苯甲酰甲烷充分溶解。(2)將去離子水、N-羥甲基丙烯酰胺以及乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉混合均勻。(3)將按步驟(1)得到的混合單體與步驟(2)得到的溶液混合，并加入引發(fā)劑過硫酸銨攪拌0.5h，形成不分層的白色乳液。(4)在三口燒瓶加入去離子水復(fù)合乳化劑，升溫至75°C-85°C。(5)將按步驟(3)得到的白色乳液滴加到(4)中進行乳液聚合反應(yīng)，反應(yīng)5h后，升溫至85°C繼續(xù)反應(yīng)2h。反應(yīng)結(jié)束后，將體系冷卻，用三乙醇胺中和劑調(diào)節(jié)pH為7，加入醇酯-12、DH-681FN消泡劑和DH-205流平劑攪拌均勻得到半透明的有機硅改性聚丙烯酸酯微乳液，自然干燥后可得到透明的室溫固化的抗紫外輻照的有機硅改性聚丙烯酸酯微乳液涂膜。以上述步驟和工藝，制備的以聚丙烯酸酯乳液為主體的粘結(jié)材料為水性自交聯(lián)體系，可在常溫下固化。參照GB18583-2001的測試方法游離甲醛未檢出；苯<0.；甲苯+二甲苯<1%。聚合穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性均通過實驗測試。涂膜室溫下在水中浸泡24小時不變白，平均吸水率為0.25g/g，干燥后脫水率99.9%，說明材料耐水性和透氣性較好。色板涂膜前后用x-riteSP64分光光度儀測試色度差ΔΕ=2.8，說明加固材料有較好的色彩保真性。涂膜在氙燈照射72小時后，F(xiàn)TIR-ATR譜圖峰值降低1.0%，說明材料的光學(xué)穩(wěn)定性較好。涂膜經(jīng)過壓力為4KPa、距離IOcm的噴砂后，表面光滑平整，無剝蝕坑，說明材料的耐剝蝕力性能較好。采用上述微乳液聚合工藝制備的含紫外吸收劑的有機硅改性聚丙烯酸酯微乳液為半透明狀、無顆粒狀凝聚物，機械穩(wěn)定性、凍融穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性較好，室溫固化成膜后在光穩(wěn)定性、色度、粘結(jié)強度、耐水性、吸水性、耐剝蝕力方面體現(xiàn)了較好的性能，是一種適用于古代建筑油飾彩畫顏料層加固修復(fù)的保護材料。權(quán)利要求一種古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料，其組成及重量份如下甲基丙烯酸甲酯15～20份丙烯酸丁酯14～18份丙烯酸1～3份N-羥甲基丙烯酰胺0.5～1.5份過硫酸鹽引發(fā)劑0.1～1份乳化劑2～4份乙烯基三甲氧基硅烷0.2～1份對叔丁基甲氧基二苯甲酰甲烷0.2～0.5份有機或無機堿中和劑0.1～1.0份醇酯-120.1～0.6份水性消泡劑0.05～0.3份流平劑0.1～1.0份水55～65份所述水性消泡劑為DH-206或DH-681FN；所述流平劑為DH-203或DH-205。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料，其組成及重量份如下<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料，其特征在于乳化劑選自烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料，其特征在于乳化劑為非離子表面活性劑與陰離子表面活性劑的復(fù)合表面活性劑，二者重量比為1(45)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料，其特征在于乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚與烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽的復(fù)合表面活性劑，二者重量比為1(45)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料，其特征在于有機或無機堿中和劑為三乙醇胺、氫氧化鈉或氫氧化鉀。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料，其特征在于微乳液固化后的涂膜室溫下在水中浸泡24小時平均吸水率為0.20-0.25g/g，干燥后脫水率99-100%，涂膜前后的色度差A(yù)E<3.0。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料，其特征在于涂膜在氙燈照射72小時后，F(xiàn)TIR-ATR譜圖峰值降低彡1.0%。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料，其特征在于涂膜經(jīng)過壓力為4KPa、距離10cm的噴砂后，表面光滑平整，無剝蝕坑。10.權(quán)利要求1所述古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料的制備技術(shù)，包括如下步驟(1)將丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、有機硅乙烯基三甲氧基硅烷作為四元共聚單體混合均勻，加入對叔丁基甲氧基二苯甲酰甲烷充分溶解；(2)將N-羥甲基丙烯酰胺與乳化劑溶于水；(3)將步驟⑴得到的混合溶液與步驟⑵得到的溶液混合，并加入引發(fā)劑攪拌形成不分層的白色乳液；(4)將步驟(3)得到的白色乳液滴加到75°C-85°C水中進行乳液聚合，反應(yīng)3-5h后，升溫至80-90°C繼續(xù)反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，將體系冷卻，用有機或無機堿中和劑調(diào)節(jié)pH為6-8，加入醇酯-12、水性消泡劑和流平劑攪拌均勻得到半透明的有機硅改性聚丙烯酸酯微乳液。全文摘要本發(fā)明公開了一種古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料及其制備技術(shù)，包括有甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、N-羥甲基丙烯酰胺、有機硅A171、Parsol1789、乳化劑、醇酯-12、消泡劑、流平劑和過硫酸鹽引發(fā)劑，采用自由基乳液聚合制備了一種有機硅改性的聚丙烯酸酯微乳液。本發(fā)明制備的微乳液為半透明狀、無顆粒狀凝聚物，機械穩(wěn)定性、凍融穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性較好，室溫固化成膜后在光穩(wěn)定性、色度、粘結(jié)強度、耐水性、吸水性、耐剝蝕力方面體現(xiàn)了較好的性能，是一種適用于古代建筑油飾彩畫顏料加固層材料。文檔編號E04F13/075GK101831128SQ201010191048公開日2010年9月15日申請日期2010年6月3日優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日發(fā)明者李明華,雷閆盈,馬政生,馬濤,黃岳元申請人:西北大學(xué)