[发明专利]一种亲水性石质文物纳米保护剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种亲水性石质文物纳米保护剂及其制备方法，包括以下原料：纳米二氧化硅、纳米银、丙二醇、氟素表面活性剂、水性润湿剂、水性分散剂、水性消泡剂、防腐剂和水。本发明的保护剂能够与石质材料的多孔表面成键，在石质材料表面内部形成一层牢固、持久、透明的防水、防油保护膜，作为石质材料文物多孔表面的水性渗透型密封剂。本发明的保护剂具有优良的防水、防污、防油性能，能够有效防止石质材料表面被异物污染，并使表面容易清洁；具有良好的透气性能，蒸汽可渗透；具有良好的耐候和抗紫外线功能，能够有效防止石质材料、陶器等文物表面风化；涂层透明，不改变石质材料表面的外观特性。

技术领域

本发明属于文物保护领域，具体涉及一种亲水性石质文物纳米保护剂及其制备方法。

背景技术

石质文物是指一切以天然石头为原料加工的制品类文物，基本分为三大类：石质艺术品类文物(我国已有敦煌莫高窟、山西大同的云冈石窟、河南洛阳的龙门石窟、重庆的大足石刻等被列入世界文化遗产名录)、石质建筑类文物、石质工具和用具类文物。由于长期受到雨雪、潮气、地下水和可溶盐的侵蚀，露天保存的石质文物和石建筑风化严重，不少处于濒危状态。对这些文物进行的修复和保护，需采用许多的技术手段和物质材料。目前应用较多文物保护材料是有机高分子材料和无机材料。对于石质文物，惯用的方法是采用表面憎水性高分子材料进行处理，但随着对石质文物保护研究的不断深入，发现高分子文物材料与文物本体相容性差，会堵塞文物空隙，阻碍水气的正常运移，甚至产生保护性破坏。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种亲水性石质文物纳米保护剂及其制备方法，该保护剂具有优良的防水、防污、防油、透气、耐候、自清洁、抗紫外线功能。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种亲水性石质文物纳米保护剂，包括以下重量份计的原料：纳米二氧化硅5-10份、纳米银0.2-1.0份、丙二醇25-35份、氟素表面活性剂2-10份、水性润湿剂0.1-0.3份、水性分散剂0.2-1.0份、水性消泡剂0.1-0.3份、防腐剂0.1-0.2份、水50-65份。

优选的，所述的亲水性石质文物纳米保护剂，包括以下重量份计的原料：纳米二氧化硅5份、纳米银0.5份、丙二醇30份、氟素表面活性剂5份、水性润湿剂0.2份、水性分散剂0.3份、水性消泡剂0.2份、防腐剂0.1份、水58.7份。

所述的纳米二氧化硅的粒径为5nm；所述的纳米银的粒径为10nm。

所述的纳米二氧化硅的合成方法为：

(1)星状大分子引发剂21Br-β-CD的合成：

取6.82gβ-环糊精，在真空条件下于80℃干燥12h，然后在常温条件下溶解于60mL的N-甲基吡咯烷酮，再置于冰水浴中，冷却到0℃，在该条件下，在2h内滴加58g 2-溴异丁酰溴，滴加结束后升温到室温，继续反应24h，得到棕色溶液，减压蒸馏浓缩，加入100mL二氯甲烷稀释，分别用100mL饱和碳酸氢钠水溶液和100mL去离子水各洗涤三次，所得到的有机相用无水硫酸镁干燥，然后用旋转蒸发仪浓缩，最后在-20℃以下的正己烷中沉淀，得到白色沉淀物，在真空烘箱中50℃干燥12h，即得；

(2)多臂星形β-CD-g-PtBA的合成

在安瓿瓶中加入0.0707g CuBr、0.1707g PMDETA、0.1g 21Br-β-CD、20mL丙烯酸叔丁酯单体、20mL丁酮，置于液氮中通过冷冻－抽真空脱气－解冻进行脱气，循环三次，密闭后把安瓿瓶放入60℃油浴中，磁力搅拌12h；取出安瓿瓶，将其投入冰水混合物中，终止反应；加入丙酮稀释，上样于中性氧化铝柱，收集流出液，在-20℃甲醇与4℃水的混合液中沉淀，甲醇与水的体积比为1：1，重复溶解/沉淀操作两次后，所得白色粉末状产物在50℃下真空干燥12h，即得；

(3)星形端基叠氮化PtBA的合成