[发明专利]用于纸质文物保护的聚合物材料的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子聚合物合成技术领域，涉及纸质文物保护的聚合物材料的制备，尤其涉及用于一种用于纸质文物保护的聚合物材料的制备方法及其应用。

背景技术

造纸术是我国四大发明之一。纸张最早起源于西汉末年，它记录了当时社会历史的变迁，人类文明的进步，科学技术的发展。然而随着时间的流逝，承载着社会记忆的纸质文物不断地老化，损毁。纸质文物盈千累万，恒河沙数，但其老化速度亦是惊人。据统计数据，按照“全国馆藏纸质文物的年均损毁率为1.33‰”计算，中国每年有成千上万件纸质文物已经损毁或正在损毁过程中。事实上，这些数据很可能还是被低估了的估计值。由于纸质文物本身材质脆弱，老化因素众多，人们的纸质文物保护意识比较薄弱，技术较为落后且缺乏系统的保护方案，导致了我国纸质文物的损毁相当严重。

纸质文物保护的措施主要有表面清洗除污，脱酸，还原，托裱，丝网加固，表面封护等，其中表面封护可以避免水分、空气、污渍、霉菌等等多方面的损害。纸质文物保护材料的基本要求有：材料的粘度低、相容性好、成膜性好、保持纸质文物表面的美观，还有最重要的一点：可逆性。

近年来，纸质文物的保护受到人们越来越多的重视，目前主要的研究成果为：

(1)改性石蜡加固保护纸质文物的研究，中国造纸，2008(11).报道了用自制马来酸酐接枝改性石蜡作为加固保护剂处理纸质文物，虽然能增强纸张的机械性能，但是风干纸样后有粉末状物质析出，不符合纸质文物保护要求。

(2)纤维素-二氧化钛纳米复合材料作为纸质艺术品保护涂层的研究,国际造纸,2014,33(1):32-35.报道了将纤维素和纳米二氧化钛分散到溶剂中，再进行分层涂覆的方法。该方法虽然起到一定的保护作用，但也存在着一定的缺点，如纤维素具有亲水性，纳米二氧化钛也不能很好地涂覆到纸张上面等。

(3)Titanium dioxide thin film:Environmental control for preservation of paper-art-works，Journal of Cultural Heritage，2014，15(5):569-574.报道了用纳米二氧化钛颗粒做成溶胶溶液，在涂覆到玻璃表面，制成玻璃盒子来对纸质文物进行保护。虽然该方法有一定的抗紫外、抗菌的效果，但是并不是对纸张的直接封护，空气中的氧气，水分，酸都会对纸质文物造成影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为满足符合纸质文物保护所要求的，具有防水、防油，且可逆性的保护材料，公开了一种用于纸质文物保护的聚合物材料的制备方法。

一种用于纸质文物保护的聚合物材料的制备方法，是以改性纤维素(MCC)和改性TiO₂为核，苯乙烯-丙烯酸酯共聚物为壳，制得具有壳-核结构的复合乳液。

本发明所述的改性纤维素(MCC)由微晶纤维素(MCC)经γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性制得，其制备步骤为：将微晶纤维素(MCC)和95％乙醇按照质量体积比为0.5g：100mL的比例混合，超声分散均匀，加热到80℃，加入微晶纤维素质量8％的KH-570，恒温，回流，搅拌，反应2h；最后离心，洗涤，烘干，即可得到经KH-570改性的纤维素。

本发明所述的改性TiO₂由纳米二氧化钛经γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性制得，其制备步骤为：将纳米二氧化钛分散液质量的5％的KH-570和无水乙醇与水的体积比为1:9的乙醇溶液混合超声1h，所述乙醇溶液与纳米二氧化钛分散液的体积质量比为100mL：1g；加入到纳米二氧化钛分散液中，升温至70℃；再用NaOH水溶液调pH至9～10，反应4h；最后离心，洗涤，真空干燥，即可得到KH-570改性的TiO₂。

用于纸质文物保护的聚合物材料的制备方法，以改性纤维素(MCC)和改性TiO₂为核，苯乙烯-丙烯酸酯共聚物为壳，制得具有壳-核结构的复合乳液，包括如下步骤：

A、制备核单体预乳化液：将辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、十二烷基磺酸钠(SDS)和的去离子水加入到容器中，搅拌至溶解，再加入改性纤维素(MCC)和改性TiO₂进行反应，其中，反应温度30～70℃，反应时间0.5～4h，优选恒温50℃，反应1h；