[发明专利]一种石质文物防水材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石质文物防水材料及其制备方法，属于石质文物和石材保护技术领域。

背景技术

我国众多的石质文物和石建筑长期受到雨雪、潮气和地下水的侵蚀，风化严重，其中不少处于濒危状态，常用的保护方法是使用防水剂进行处理。目前，最常用的文物保护防水材料是WD-10（主体成分十二烷基三甲氧基硅烷）。从上个世纪九十年代起，WD-10就用于陕西乾陵石刻、高句丽将军坟及折天井墓岩石等多处石质文物的防水保护上。 但随着对石质文物保护材料研究的不断深入，WD-10的一些缺陷也日渐显露出来。WD-10的使用使得石材的透气性降低，阻碍了水汽的正常运移，严重的可能加速石质文物的劣化。同时，发现WD-10在紫外光照射后，防水性能会明显降低，抵抗可溶盐的破坏性能也随之降低，影响到对文物保护的效果。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种具有耐盐、耐久、透气的石质文物防水材料。

本发明的另一目的在于提供上述文物防水材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种石质文物防水材料，由下述组份制备得到，各组分及其重量份为：

二氧化钛                            200～3000

WD-10                              5×10⁵～3×10⁶          

聚乙二醇辛基苯基醚                  1～30

氨丙基三乙氧基硅烷                  5～90

溶剂                                7×10⁶～9×10⁶

所述溶剂为乙醇与水的混合溶剂，其重量比为：100:1～500:1。

优选的组分及其重量份为：

二氧化钛                            500～2000

WD-10                              8×10⁵～2×10⁶          

聚乙二醇辛基苯基醚                  1～20

氨丙基三乙氧基硅烷                  5～50

溶剂                                7×10⁶～9×10⁶

所述溶剂为乙醇与水的混合溶剂，其重量比为：150:1～350:1。

上述二氧化钛优选为纳米二氧化钛，其粒径为5～100nm，如5～10nm，25nm,40nm,60nm等。

上述石质文物防水材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）溶液A的制备

将聚乙二醇辛基苯基醚、氨丙基三乙氧基硅烷和二氧化钛加至乙醇和水混合溶剂中；

（2）溶液B的制备

将WD-10溶于乙醇；

（3）将溶液A均匀乳化后与溶液B混合均匀。

其中，步骤（3）中，溶液A的乳化采取先用超声波分散，再进行高剪切乳化分散。

上述合成中，聚乙二醇辛基苯基醚（OP-10）和氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）的加入是减小TiO₂的团聚。

上述制备得到的石质文物防水材料为浅白色液体，用于石质文物防水时，采用喷淋、涂刷、浸泡、贴敷等方法进行防水处理。为了提高防水效果，在溶剂挥发后再进行下一次处理，建议防水处理3次。

本发明防水材料除具有常用有机硅防水剂的一般特点外，还具有以下显著优点：（1）本发明防水材料含有光屏蔽剂，材料比常用文物防水剂WD-10的寿命更长、稳定性更高，特别是耐盐能力显著增加。（2）本发明的防水材料比WD-10的透气性好，增加了与岩石的相容性。（3）本发明防水材料在使用过程中所具有的优异疏水性能保持更久。（4）本发明制备工艺简单，操作方便，原料为醇-水液态溶液，性质稳定，绿色环保。

附图说明

图1为石材的透气性实验结果，1-a为经WD-10保护后的石材；1-b为经本发明方法保护的石材；

图2为石材安定性试验结果（2次循环），2-a为经WD-10保护的石样；2-b为经本发明方法保护的石样；