[发明专利]一种高相容性石质文物加固材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高相容性石质文物加固材料的制备方法，属于加固材料制备技术领域。

背景技术

文物是不可再生的遗存，承载着丰富的人类历史文化信息。为了使其长期保存，人们越来越重视文化遗产保护工作，但对文物保护原则的理解，国际国内始终存在着一些分歧，导致对保护效果的评价以及文物保护具体实践等方面的众多差异，甚至在保护工作中出现了“保护性破坏”的现象。考古现场文物保护是指在文物发掘出土至文物被运送至实验室这一时间段里，对文物进行的抢救性、临时性的妥善保护或维护。当文物埋入地下，会与其所处的环境逐步构成一个新的相对稳定的状态，一旦到达平衡状态，文物材料的变化速率就会趋于平缓甚至完全停止。但人们将文物从地下发掘出来的那一刻即文物出土时，文物会突然被置于一个新的环境中，这时文物与先前的埋藏环境所形成的平衡被打破，会遭受到较为强烈的物理化学及生物破坏，甚至可能遭受致命损伤。

目前常用的加固材料大多为有机类材料，如环氧类树脂、丙稀酸脂、硅氧烷等。专利CN101186766采用两亲性含氟有机化合物，专利CN1840551A公布了一种丙烯酸酯-有机硅-环氧树脂加固材料。这些加固材料通过交联反应生成以有机物质为主的网络结构，有较好的加固强度。尽管有许多优点，但也存在不少缺陷，最明显的是：（1）有机类保护材料的使用寿命有限，难以足文物保护的要求；（2）与岩石的相容性不好，容易形成亲水-憎水界面，从而造成表层剥离。此外，许多有机物材料在潮湿环境中还会产生霉变，影响文物的外观。比较而言，无机保护材料的耐候性和相容性等指标都要优于有机材料，但目前见诸报道的相关专利并不多。专利CN101012128和CN1772713提出了一种以生物矿化为基础的无机保护材料，但是其能够渗透沉积的有效物质的量有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对传统的加固材料与岩石的相容性差，容易形成亲水-憎水界面，从而造成表层剥离，达不到保护石质文物的要求的问题，本发明首先将糯米进行处理，得到糯米浆液，再将其与收集的球磨砂岩粉末进行混合并固化，得到混合石质板材，接着将新鲜苔藓移栽至混合石质板材上进行培养和暴晒，再破碎负载苔藓的混合石质板材，得到混合石质粉末，最后将其与糯米浆液、异丙醇进行混合超声分散，得到高相容性石质文物加固材料。本发明通过选取常见石料，经苔藓腐蚀其表面并使石材表面环境接近自然状态下腐蚀的环境，同时通过糯米浆液进行有效粘黏，不易发生剥落，使制备的加固材料与石质文物的相容性好，加固后，不易脱落，对文物有了很好的保护作用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）收集糯米，将其洗净晾干后，置于碾磨机中碾磨并过120～130目筛，收集糯米粉末，按质量比1:10，将糯米粉末与去离子水搅拌混合，加热煮沸2～3h，随后静置冷却至室温，制备得糯米浆液，备用；

（2）选取砂岩石块，将其破碎并置于球磨罐中，在250～300r/min下球磨3～5h，过80～90目筛，收集球磨砂岩粉末，按质量比1:5，将球磨砂岩粉末与上述制备的糯米浆液搅拌混合，收集混合浆液并置于100cm×100cm×1cm的不锈钢模具中，静置固化20～24h，随后脱模并收集得混合石质板材；

（3）选取新鲜苔藓移栽至上述制备的混合石质板材两侧表面，控制培养温度为20～28℃，空气湿度为85～90%，待培养至苔藓生根并负载至混合石质板材表面后，将负载苔藓的混合石质板材曝晒至阳光下5～7天，随后破碎并收集混合石质颗粒，在75～80℃下干燥6～8h，碾磨并过100～120目筛，收集得混合石质粉末；

（4）按重量份数计，分别称量45～50份步骤（1）制备的糯米浆液、25～30份混合石质粉末和35～40份异丙醇置于烧杯中，在200～300W下超声分散处理15～20min，收集混合分散浆液，即可制备得一种高相容性石质文物加固材料。

本发明的应用方法：首先将所需加固的石质文物经过清灰、脱盐后，用去离子水进行清洗，待基岩表面干燥后，将本发明制备的高相容性石质文物加固材料涂刷于所需加固的石质文物表面，控制涂刷的厚度为0.8～1.1mm，并使其自然固化2～3天即可，经检测，与使用传统的加固材料相比，本发明制备的加固材料与石质文物的相容性好，加固后，不易脱落，加固效果明显，且加固后质量变化率小于4%，抗压强度提高了10～13倍。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：