[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

说明书

本发明属于高分子材料领域，公开了一种石质文物保护用高分子复合涂层及其施工工艺。该复合涂层包括第一层底层(石材堵孔剂)、第二层中间层(界面改善层)和第三层表面层(超疏水层)。底层石材堵孔剂的引入消除了石材孔洞所引起的毛细管效应，解决了高湿度环境下，石材滋生霉菌的问题，同时消除了水分子热胀冷缩对石材的破坏。该层的引入还可以增强石材与高分子涂料的粘附力，延长涂料的保护寿命。界面改善层的引入，解决了底层与超疏水层结合不紧密的缺点。该高分子复合涂层可有效隔离石质文物与腐蚀环境，同时兼顾文物表面的防水、透气需求，可应用于砖石、碑帖、雕刻等石质文物等的保护。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种石质文物保护用高分子复合涂层及其施工工艺。

背景技术

中国是拥有五千年历史的文明古国，在浩瀚的历史长河中，有许多宝贵的文化遗产得以保留和传承，包括古建筑、雕塑、摩崖石刻等石质文物。在经历了风霜雨雪的侵蚀后，这些留存下来的文物亟待保护。石质文物的受损是生物与物理环境共同作用的结果。由于石材表面有许多微孔，这些微孔是相互连接的，产生毛细管作用，使得石质文物吸水。在潮湿的地区，这些缝隙会滋生孢子或蕨类植物。在温度变化越大的区域，缝隙内水分子的热胀冷缩会破坏石材的完整性。文物保护和修复工作遵循“修旧如旧”、“保持原貌”的原则，现有的石质文物保护方法主要以“修”为主，即通过是使用螺钉、铁架、水泥等外物进行加固，不具有可逆性。而且这些方法并不能使避免文物的风化和生物侵蚀，还影响了文物的观赏性和完整性。

随着涂料的发展，性能优良、价格低廉的合成高分子涂料逐渐进入文物修缮及保护领域。通过一定的施工工艺将高分子涂料涂覆在文物表面，形成具有一定力学强度、粘附牢固的连续固态涂层(薄膜)，将文物与腐蚀环境隔离。理想的涂层应该具有良好的水蒸气透过性但不透水，允许石质文物内部的气态水散发，避免由于环境温度、湿度变化引起石质文物内外蒸汽压力不平衡，从而造成文物表面涂层起泡、开裂等现象。

此外，高分子涂料还应具有良好的稳定性，耐老化，耐酸碱，抗污染性能，好的透光性可以减少薄膜对石质文物原本色泽以及雕刻内容的影响。同时涂料的保护层应具有良好的超疏水效果与柔韧性，不会因材料的收缩应力而产生微裂隙，且耐磨蚀、强度高，有防霉、防生物风化的性能。

市场上现有的石质文物保护用高分子涂层通常使用单一组分的涂料，往往有包覆性不足、不能良好地封堵毛细孔，与石质表面结合不紧密、粘附性差、容易脱落等问题，不能有效地实现对石质材料的保护。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种石质文物保护用高分子复合涂层。

本发明另一目的在于提供上述石质文物保护用高分子复合涂层的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述石质文物保护用高分子复合涂层的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种石质文物保护用高分子复合涂层，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，其中所述的石材堵孔剂为环氧类材料，第一层底层可起到封堵石质文物表面气孔的作用，一定程度上改善石材与高分子材料间的结合能力，防止成型后涂料从石材表面剥离；

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；

优选的，所述的环氧类材料为质均分子量为4000～7000的双酚A二缩水甘油醚；

所述的第二层中间层为聚氨酯：

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；