[发明专利]用于铁器保护的纳米SiO2/聚丙烯酸酯封护材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁器保护材料，具体地说涉及一种用于铁质文物保护的纳米SiO₂/聚丙烯酸酯封护材料。

背景技术

中国是世界上较早使用铁器的国家之一，铁器在促进生产力发展的过程中，起到了重要的推动作用。由于铁的化学性质相对于金、银、铜等金属更为活泼，化学稳定性差，因而更容易腐蚀。所以对于铁质文物，特别是出土、出水的铁质文物，要视其情况采用不同的方法进行科学的保护，一般包括清洁、除锈、脱盐、干燥、补配、粘接与加固、缓蚀等步骤，最后，大多数铁器表面都要涂一层防护层，构建一个相对稳定的微环境，以防止铁质文物继续受到水、酸性气体、粉尘中的可溶盐等诸多有害物质的侵蚀而再度腐蚀。由于文物保护的特殊需要，一般要求涂层材料对铁质文物基底附着力要强，材料的收缩率要小，在器物表面形成的封护膜要无色透明、无炫光，能阻止大气的腐蚀并有较好的耐老化性能，能够较容易地去除，处理工艺简单等

微晶石蜡是一种在文物特别是铁质文物保护中应用较早、较广泛的材料。但是微晶石蜡适于处理较小的器物，对于大型的器物，例如铁炮和铁锚，由于目前工艺条件的限制难以操作。除了微晶石蜡，其它天然蜡如棕榈蜡、蜂蜡、虫白蜡以及虫胶等也可以作为封护材料使用。

硝基清漆、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、丙烯酸树脂、聚硅氧烷等多种合成聚合物都在铁质文物的封护保护过程中使用过。对于合成聚合物，存在一个普遍问题，涂层的强度和耐候性越好，可逆性就越差，将来去除就越困难。

硝基清漆干燥快、坚硬耐磨，但附着力和耐酸碱性能较低。随着合成材料的发展进步，目前硝基漆已经逐渐不被文物保护工作者所采用，而代以性能更好的材料。

丙烯酸类材料是用于铁质文物封护一类重要材料。丙烯酸类材料的优点是常温干燥、附着力强、透明性好，基本上能使文物保持原有的面貌。如果漆膜长久暴露在环境中遭受破坏后还可以重新涂刷。但是实验结果证明，并非所有的丙烯酸类产品都能使用于金属文物的表面保护。一些丙烯酸类材料老化后会产生酸性基团，促进铁质文物的腐蚀。有些丙烯酸类材料如聚甲基丙烯酸酯成膜后会产生炫光，需要采用其它方法消去炫光。为了克服丙烯酸类材料的缺点，研究人员将纳米二氧化硅或纳米二氧化钛粉体添加到丙烯酸乳液中，获得的复合材料的憎水性、耐紫外老化性能、耐水性、耐酸碱性能均有所提高。

环氧树脂在金属文物的保护中作为涂层使用。但由于环氧是热固性树脂，交联后基本无可逆性，因而在一定程度上限制了其使用范围。

聚乙烯醇缩丁醛为白色粉末，聚乙烯醇缩丁醛通常作为有机质文物的粘结、加固材料使用，也有将聚乙烯醇缩丁醛作为馆藏铁质文物封护材料使用的例子。

聚氨酯清漆也是一类在铁质文物保护中应用的封护材料。聚氨酯的耐候性和耐紫外老化性能优良，因而涂层的使用寿命较长，在室外环境下的使用寿命最长可以达到15年。在采用多层封护材料保护的时候，一般使用聚氨酯材料作为最外层的涂层，可以增加封护层的寿命。但聚氨酯材料在固化后无法用溶剂去除，只能采用机械方法，如喷砂方法去除。

有机氟涂料具有优良的耐热、耐候、耐化学品的性能。这一材料也被应用于铁质文物的保护，可以起到良好的防腐蚀作用。但氟碳树脂涂料成膜后难以去除并且常常产生炫光，为了消除炫光，一般需加入适当的消光剂。

发明内容

本发明是基于“十一五”国家科技支撑计划项目课题：铁质文物综合保护技术研究(课题编号：2006BAK20B03)而提出的专利申请。

本发明的目的在于提供一种用于铁质文物保护的纳米SiO₂/聚丙烯酸酯封护材料。

为实现上述目的，本发明提供的纳米SiO₂/聚丙烯酸酯封护材料，是以纳米SiO₂为核，丙烯酸酯共聚物为壳的纳米复合乳液，其聚合体系组份及质量百分比为：

乳化剂十二烷基硫酸钠  0.4-0.5％；

乳化剂OP-10  0.5％；

缓冲剂NaHCO₃  0.15-0.2％；

引发剂(NH₄)₂S₂O₈  0.15-0.2％；

单体1+单体2  30％，其中单体1与单体2的摩尔比为1∶1-1.5∶1；

Nano-SiO₂  1.5％-3％；

其余为去离子水；

单体1为甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯；

单体2为丙烯酸正丁酯或丙烯酸甲酯。