[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

摘要

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。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。本发明所公开的纸质文物保护的聚合物材料的制备方法，所制得的封护材料稳定性好，表面张力小，具有优异的防水、防油、耐水、耐酸碱、抗菌，可逆等性能；其制备工艺简单，操作简便，所用溶剂为水，无污染，绿色环保。聚合物材料与纸质文物具有较好的相容性，厚度超薄，透光性好，不影响纸质文物的原貌，遵循了“修旧如旧的原则”，具有可逆性，可去除保护膜。

主权项

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，其特征在于，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、十二烷基磺酸钠和1/4的去离子水加入到容器中，搅拌至溶解，再加入改性纤维素和改性TiO2进行反应，其中，所述辛基酚聚氧乙烯醚和十二烷基磺酸钠的质量比为1:1～5:1，反应温度30～70℃，反应时间0.5～4h；其中，所述改性纤维素制备方法为：将微晶纤维素和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2 h；最后离心，洗涤，烘干，即可得到经KH‑570 改性的纤维素；所述改性TiO2制备方法为：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1 h，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4 h；最后离心，洗涤，真空干燥，即可得到KH‑570改性的TiO2；B、制备壳单体预乳化液：将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸正丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸十二氟庚酯加入到含辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基磺酸钠和1/4的去离子水的容器中；其中，所述辛基酚聚氧乙烯醚和十二烷基磺酸钠质量比为1:1～5:1，且为步骤A中辛基酚聚氧乙烯醚和十二烷基磺酸钠用量的1/3，反应温度30～70℃，反应时间0.5～4h；C、向核单体预乳化液中加入碳酸氢钠溶于1/4的去离子水所制得的缓冲溶液、体积分数1/3的过硫酸钾溶于1/4的去离子水所制得的引发剂溶液、体积分数1/9的壳单体预乳化液，其中，反应温度50～100℃；D、待乳液泛蓝后，同时缓慢滴加剩余壳单体预乳化液和体积分数1/3过硫酸钾溶液，滴加完后再补加剩余的过硫酸钾溶液，然后升温，继续反应，其中，滴加时间为1～2 h，温度为70～120℃，反应时间为1～6 h；E、继续搅拌直至自然冷却至室温，再用氨水调节pH 6～8后即得；其中，制备步骤中各反应物质的质量分别为：所用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸的总质量与丙烯酸正丁酯的质量比为0.4～1.3%，丙烯酸的用量为以上单体总质量的0.5～2.5%，所述以上单体由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸与丙烯酸正丁酯组成；所用甲基丙烯酸十二氟庚酯的用量为丙烯酸类单体总质量的10～50%，所述丙烯酸类单体由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸正丁酯和丙烯酸组成；改性纤维素的用量为丙烯酸类单体和甲基丙烯酸十二氟庚酯总质量的1～10%；改性TiO2用量为丙烯酸类单体和甲基丙烯酸十二氟庚酯总质量的0.25～1.25%；辛基酚聚氧乙烯醚的用量为全部单体总质量的1.20～5.40%，所述全部单体由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸十二氟庚酯、改性纤维素和改性TiO2组成；辛基酚聚氧乙烯醚和十二烷基磺酸钠的质量比为1:1～5:1，十二烷基磺酸钠的用量为全部单体总质量的1.37%；缓冲剂碳酸氢钠的用量为全部单体总质量的0.2～1.3%；引发剂过硫酸钾的用量为全部单体总质量的0.32～0.96%；去离子水的全部用量为全部单体总质量的280.01～473.33%。