[发明专利]一种适用于恐龙化石的新型保护材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于保护恐龙化石的材料，属于材料领域。

技术背景

恐龙化石是大自然赐予人类的不可再生的宝贵财富。中国是世界上恐龙化石资源最丰富的国家，在二十多个省（市、自治区）都发现了丰富的恐龙化石，到2012年底，我国已批准建立了20多家以恐龙化石、恐龙足迹化石、恐龙蛋化石等地质遗迹为主要保护对象的国家地质公园和世界地质公园。同时，还有数量众多的自然博物馆、地质博物馆和专门的恐龙博物馆收藏有大量的恐龙化石。研制新型材料应用于恐龙骨骼化石、古生物化石等保护，具有重要科学价值和巨大的应用价值。

恐龙化石保护材料应具备透明性好、耐候性优良、耐蚀性好、保持化石原貌等特点。为此，实验确定恐龙化石保护材料由两部分组成，即高分子基质和纳米无机材料。纳米无机材料绝大多数选用二氧化硅，这由纳米二氧化硅特殊的结构性能密切相关。高分子基质是保护材料的重要部分，高分子基质材料是构成保护材料的主体部分，为纳米无机材料提供合适的载体，使其产生合适的网络结构，因此高分子基质材料与无机纳米材料应互为补充。选择基质材料主要考虑以下三个方面：原料易得、成本低廉、制备容易等。保护材料的基质，主要有有机硅树脂、丙烯酸酯、环氧树脂、硝基清漆等。这些材料都有不同程度的保护作用，但存在一定的局限性，使其使用范围受到了限制，使用效果受到了影响。如环氧树脂，粘附力强化学稳定性好，具有良好的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性，加固作用好，但透气性差，在化石表面成膜会阻止化石内部水分的蒸发和气体的交换，长时间会引起化石表面脱落，且在阳光的紫外线照射下易变色，耐中性盐雾腐蚀性差，透光性能一般。硝基清漆是一种由硝化棉、醇酸树脂、增塑剂及有机溶剂调制而成的透明漆，属挥发性油漆，具有干燥快、光泽柔和、耐酸碱性和中性盐雾腐蚀性较好等特点，但其不透气，色泽深，不耐老化，使用后影响化石外观，随时间增长，颜色越变越深，以至于难以看出化石的本来面貌，不利于观察和科学研究，同时，它不是一种环保型涂料，使用时毒性较大，所以尽管还在使用，但也不能认为是理想的保护材料。有机硅材料由于生产工序复杂，成本很高，耐中性盐雾腐蚀性差，透光性能一般，因而限制其应用。因此，使人们把更多的注意力转移到了以丙烯酸树脂为基质的保护材料的研究。丙烯酸树脂基保护材料具有制备工艺简单、耐候性、保光性、成膜性良好，常温自干及卓越的机械性能的优点。这些优点使得在常态下研究和生产化石保护材料成为可能，受到广泛关注。

目前的研究普遍选择原料丰富、易于制备的丙烯酸单体经聚合为保护材料基质，它具有好的耐候性、保光性、成膜性、常温自干性及机械性能，能较好抵御各种酸碱的腐蚀。但是丙烯酸类树脂分子多为线性结构，缺少交联点，因而耐水性，耐候性和抗热性有待优化，为此采用纳米二氧化硅复合技术对该材料进行改性，使其在保持原有优良特性的基础上，显著提高保护材料的耐水、耐候和抗热等性能。目前国内的研究报道中都选择以石质文物和陶质文物为研究对象。而恐龙化石主要构成物为方解石和磷灰石，因而要求新型保护材料为中性或弱碱性，以防止保护材料对化石的破坏；恐龙化石现使用保护材料大多为硝基清漆，该材料有毒，环保性差，同时，其涂覆化石表面一段时间后颜色逐渐变深，降低透明性，不能保持化石原貌，影响观察和研究；在现有的研究中，未见有针对恐龙化石的特性，以纳米二氧化硅改性丙烯酸酯用于保护化石的详细配方和应用报道。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种适用于恐龙化石的新型保护材料及其制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种适用于恐龙化石的新型保护材料，所述材料由丙烯酸酯聚合物和改性纳米二氧化硅复合而成。