[发明专利]一种石质文物保护用高分子复合涂层及其施工工艺

权利要求书

1.一种石质文物保护用高分子复合涂层，其特征在于该复合涂层包括第一层底层、第二层中间层和第三层表面层；

所述的第一层底层为石材堵孔剂；

所述的第二层中间层为聚氨酯；

所述的第三层表面层为聚氨酯和POSS粒子的混合材料，其中，第三层中的聚氨酯与第二层中间层中的聚氨酯为同一种聚氨酯。

2.根据权利要求1所述的石质文物保护用高分子复合涂层，其特征在于：

第一层底层中所述的石材堵孔剂为环氧类材料，所述的环氧类材料为双酚A型环氧树脂、苯酚型环氧树脂、吡啶型环氧树脂、甘油环氧树脂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的石质文物保护用高分子复合涂层，其特征在于：

第二层中间层中所述的聚氨酯为丙烯酸聚氨酯、醇酸聚氨酯、聚酯聚氨酯中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的石质文物保护用高分子复合涂层，其特征在于：

所述的丙烯酸聚氨酯为水性丙烯酸聚氨酯；所述的醇酸聚氨酯为水性菜油醇酸聚氨酯或水性蓖麻油醇酸聚氨酯；所述的聚酯聚氨酯为水性豆油酸聚酯聚氨酯。

5.根据权利要求1所述的石质文物保护用高分子复合涂层，其特征在于：

所述的第三层表面层为聚氨酯和POSS粒子的混合材料为摩尔比为10：1的聚氨酯和氟改性POSS粒子的混合物。

6.根据权利要求5所述的石质文物保护用高分子复合涂层，其特征在于：

所述的氟改性POSS粒子具体由以下方法制备得到：将POSS-OH和2,2-二羟甲基丙酸溶解于氯仿和三氯甲苯的混合溶剂中，然后再添加全氟十七烷硫醇，将所得混合液在紫外线365nm下辐射30分钟，纯化即得氟改性POSS粒子。

7.根据权利要求6所述的石质文物保护用高分子复合涂层，其特征在于：

所述的POSS-OH是指含2个羟基的POSS；

所述的POSS-OH、2,2-二羟甲基丙酸和全氟十七烷硫醇的用量满足POSS-OH、2,2-二羟甲基丙酸和全氟十七烷硫醇的摩尔比为1：0.12：24；

所述的氯仿和三氯甲苯的混合溶剂是指氯仿和三氯甲苯的体积比为1:3；

所述的纯化是指将在紫外线下辐射后的产物浓缩去除溶剂后，以色谱法进行提纯，在硅胶柱上，使用氯仿和正己烷的混合物淋洗粗产品，得到氟改性POSS粒子白色粉末。

8.一种根据权利要求1～7任一项所述的石质文物保护用高分子复合涂层的施工工艺，其特征在于具体包括以下步骤：

(1)涂刷底层：将环氧类材料均匀涂刷或喷涂在清理干净的石质材料表面，在干燥通风条件下自然固化，重复涂刷或喷涂、固化步骤直至固化后底层厚度为0.5～10毫米；

(2)涂刷中间层：将聚氨酯均匀涂刷或喷涂在底层表面，在干燥通风条件下自然固化，重复涂刷或喷涂、固化步骤直至固化后中间层厚度为5-100微米；

(3)涂刷表面层：将聚氨酯/POSS粒子的混合材料均匀涂刷或喷涂在中间层表面，在干燥通风条件下自然固化，重复涂刷或喷涂、固化步骤直至固化后表面层厚度为0.5～50微米。

9.根据权利要求8所述的石质文物保护用高分子复合涂层的施工工艺，其特征在于：

步骤(1)～(3)中均要求涂覆后无流挂现象，若用涂刷，则涂刷要顺纹理方向；

步骤(1)中所述的环氧类材料在使用之前要用200目的过滤网过滤后才可以使用；

步骤(1)中所述的固化的时间为6～12h；

步骤(2)中所述的聚氨酯在涂刷或喷涂前为避免黏结应充分搅拌均匀，涂覆应在6小时内用完，自然固化时间控制在2～4小时；

步骤(3)中每次固化时间控制在6～12小时。

10.根据权利要求1～7任一项所述的石质文物保护用高分子复合涂层在砖石、碑帖、雕刻文物保护中的应用。