[发明专利]一种纳米石质文物防护剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种纳米石质文物防护剂及其制备方法，所述的纳米石质文物防护剂包括以下原料：纳米二氧化硅、纳米银、醋酸丁酯、异丙醇、石材保护剂、大豆卵磷脂、分散剂、消泡剂、溶剂。本发明的防护剂能够与石质材料的多孔表面成键，在石质材料表面内部形成一层牢固、持久、透明的防水、防油保护膜，作为石质材料文物多孔表面的水性渗透型密封剂。本发明的防护剂具有优良的防水、防污、防油性能，能够有效防止石质材料表面被异物污染，并使表面容易清洁；具有良好的透气性能，蒸汽可渗透；具有良好的耐候和抗紫外线功能，能够有效防止石质材料、陶器等文物表面风化；涂层透明，不改变石质材料表面的外观特性。

主权项

1.一种纳米石质文物防护剂，其特征在于，包括以下重量份计的原料：纳米二氧化硅5‑10份、纳米银0.2‑1.0份、醋酸丁酯15‑20份、异丙醇2‑5份、石材保护剂10‑15份、大豆卵磷脂0.2‑0.3份、分散剂0.2‑1.0份、消泡剂0.1‑0.3份、溶剂50‑65份；所述的石材保护剂的型号为大金GM‑105D；所述的纳米二氧化硅的合成方法为：(1)星状大分子引发剂21Br‑β‑CD的合成：取6.82gβ‑环糊精，在真空条件下于80℃干燥12h，然后在常温条件下溶解于60mL的N‑甲基吡咯烷酮，再置于冰水浴中，冷却到0℃，在该条件下，在2h内滴加58g2‑溴异丁酰溴，滴加结束后升温到室温，继续反应24h，得到棕色溶液，减压蒸馏浓缩，加入100mL二氯甲烷稀释，分别用100mL饱和碳酸氢钠水溶液和100mL去离子水各洗涤三次，所得到的有机相用无水硫酸镁干燥，然后用旋转蒸发仪浓缩，最后在‑20℃以下的正己烷中沉淀，得到白色沉淀物，在真空烘箱中50℃干燥12h，即得；(2)多臂星形β‑CD‑g‑PtBA的合成在安瓿瓶中加入0.0707g CuBr、0.1707g PMDETA、0.1g 21Br‑β‑CD、20mL丙烯酸叔丁酯单体、20mL丁酮，置于液氮中通过冷冻－抽真空脱气－解冻进行脱气，循环三次，密闭后把安瓿瓶放入60℃油浴中，磁力搅拌12h；取出安瓿瓶，将其投入冰水混合物中，终止反应；加入丙酮稀释，上样于中性氧化铝柱，收集流出液，在‑20℃甲醇与4℃水的混合液中沉淀，甲醇与水的体积比为1：1，所得白色粉末状产物在50℃下真空干燥12h，即得；(3)多臂星形嵌段共聚物β‑CD‑g‑[PtBA‑b‑Ps]的合成在安瓿瓶中加入20mL苯乙烯单体、0.0707g CuBr、0.1539g bpy、0.5g β‑CD‑g‑PtBA，置于液氮中通过冷冻－抽真空脱气－解冻进行脱气，循环三次，密闭后把安瓿瓶放入90℃油浴中，磁力搅拌12‑24h；取出安瓿瓶，将其投入冰水混合物中，终止反应；加入四氢呋喃稀释，上样于中性氧化铝柱，收集流出液，在‑20℃甲醇中沉淀，所得白色粉末状产物置于在50℃下真空干燥6h，即得；(4)多臂星形嵌段共聚物β‑CD‑g‑[PAA‑b‑Ps]的合成将0.3gβ‑CD‑g‑[PtBA‑b‑Ps]溶解在30mL二氯甲烷中，在0℃搅拌下加入三氟乙酸，三氟乙酸加入量为β‑CD‑g‑[PtBA‑b‑Ps]中丙烯酸叔丁酯单体摩尔量的5倍，在0℃继续保持3h后，在室温下继续搅拌反应21h，产生白色沉淀物，过滤，用二氯甲烷洗涤沉淀物，并真空冷冻干燥，即得；(5)纳米SiO₂的合成将20mg多臂星形嵌段共聚物β‑CD‑g‑[PAA‑b‑Ps]溶解于30mL DMF中，制成单分子胶束模板溶液；再加入前驱体正硅酸乙酯0.129g，在170℃条件下回流反应3h，最后用离心除去副产物，即得；所述的纳米银的合成方法为：(1)星状大分子引发剂21Br‑β‑CD的合成：取6.82gβ‑环糊精，在真空条件下于80℃干燥12h，然后在常温条件下溶解于60mL的N‑甲基吡咯烷酮，再置于冰水浴中，冷却到0℃，在该条件下，在2h内滴加58g2‑溴异丁酰溴，滴加结束后升温到室温，继续反应24h，得到棕色溶液，减压蒸馏浓缩，加入100mL二氯甲烷稀释，分别用100mL饱和碳酸氢钠水溶液和100mL去离子水各洗涤三次，所得到的有机相用无水硫酸镁干燥，然后用旋转蒸发仪浓缩，最后在‑20℃以下的正己烷中沉淀，得到白色沉淀物，在真空烘箱中50℃干燥12h，即得；(2)多臂星形β‑CD‑g‑PtBA的合成在安瓿瓶中加入0.0707g CuBr、0.1707g PMDETA、0.1g 21Br‑β‑CD、20mL丙烯酸叔丁酯单体、20mL丁酮，置于液氮中通过冷冻－抽真空脱气－解冻进行脱气，循环三次，密闭后把安瓿瓶放入60℃油浴中，磁力搅拌24h；取出安瓿瓶，将其投入冰水混合物中，终止反应；加入丙酮稀释，上样于中性氧化铝柱，收集流出液，在‑20℃甲醇与4℃水的混合液中沉淀，甲醇与水的体积比为1：1，所得白色粉末状产物在50℃下真空干燥12h，即得；(3)多臂星形嵌段共聚物β‑CD‑g‑[PtBA‑b‑Ps]的合成在安瓿瓶中加入20mL苯乙烯单体、0.0707g CuBr、0.1539g bpy、0.5g β‑CD‑g‑PtBA，置于液氮中通过冷冻－抽真空脱气－解冻进行脱气，循环三次，密闭后把安瓿瓶放入90℃油浴中，磁力搅拌12‑24h；取出安瓿瓶，将其投入冰水混合物中，终止反应；加入四氢呋喃稀释，上样于中性氧化铝柱，收集流出液，在‑20℃甲醇中沉淀，所得白色粉末状产物置于在50℃下真空干燥6h，即得；(4)多臂星形嵌段共聚物β‑CD‑g‑[PAA‑b‑Ps]的合成将0.3gβ‑CD‑g‑[PtBA‑b‑Ps]溶解在30mL二氯甲烷中，在0℃搅拌下加入三氟乙酸，三氟乙酸加入量为β‑CD‑g‑[PtBA‑b‑Ps]中丙烯酸叔丁酯单体摩尔量的5倍，在0℃继续保持3h后，在室温下继续搅拌反应21h，产生白色沉淀物，过滤，用二氯甲烷洗涤沉淀物，并真空冷冻干燥，即得；(5)银纳米颗粒的合成将10mgβ‑CD‑g‑[PAA‑b‑Ps]溶解在10mL DMF中，制成单分子胶束模板溶液；然后加入58.9mg AgNO₃和2mL乙醇，在100℃反应10h，即得。