一种纳米石质文物防护剂及其制备方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米石质文物防护剂及其制备方法
本专利技术属于文物保护领域，具体涉及一种纳米石质文物防护剂及其制备方法。
技术介绍
石质文物是指一切以天然石头为原料加工的制品类文物，基本分为三大类：石质艺术品类文物(我国已有敦煌莫高窟、山西大同的云冈石窟、河南洛阳的龙门石窟、重庆的大足石刻等被列入世界文化遗产名录)、石质建筑类文物、石质工具和用具类文物。由于长期受到雨雪、潮气、地下水和可溶盐的侵蚀，露天保存的石质文物和石建筑风化严重，不少处于濒危状态。对这些文物进行的修复和保护，需采用许多的技术手段和物质材料。目前应用较多文物保护材料是有机高分子材料和无机材料。对于石质文物，惯用的方法是采用表面憎水性材料进行处理，但随着对石质文物保护研究的不断深入，发现高分子文物材料与文物本体相容性差，会堵塞文物空隙，阻碍水气的正常运移，甚至产生保护性破坏。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种纳米石质文物防护剂及其制备方法，该防护剂具有优良的防水、防污、防油、透气、耐候、自清洁、抗紫外线功能。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种纳米石质文物防护剂，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。优选的，所述的纳米石质文物防护剂，包括以下重量份计的原料：纳米二氧化硅5份、纳米银0.5份、醋酸丁酯18份、异丙醇3份、石材保护剂12.5份、大豆卵磷脂0.2份、分散剂0.5份、消泡剂0.1份、溶剂60.2份。所述的纳米二氧化硅的粒径为5nm；所述的纳米银的粒径为10nm。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0.0707gCuBr、0.1707gPMDETA、0.1g21Br-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、0.0707gCuBr、0.1539gbpy、0.5gβ-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30mLDMF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0.0707gCuBr、0.1707gPMDETA、0.1g21Br-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、0.0707gCuBr、0.1539gbpy、0.5gβ-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10mLDMF中，制成单分子胶束模板溶液；然后加入58.9mgAgNO3和2mL乙醇，在100℃反应10h，即得。所述的石材保护剂的型号为大金GM-105D；所述的分散剂的型号为DISPERBYK-2090。所述的消泡剂的型号为BYK-085。所述的溶剂的型号为PEGASOL3040。一种纳米石质文物防护剂的制备方法，包括以下步骤：(1)分散：将醋酸丁酯、异丙醇加入分散罐中，在搅拌条件下加入大豆卵磷脂、分散剂、消泡剂，继续搅拌5-10min，然后在搅拌条件下加入纳米二氧化硅、纳米银，并继续搅拌30min，得到纳米分散本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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。2.根据权利要求1所述的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份、纳米银0.5份、醋酸丁酯18份、异丙醇3份、石材保护剂12.5份、大豆卵磷脂0.2份、分散剂0.5份、消泡剂0.1份、溶剂60.2份。3.根据权利要求1或2所述的纳米石质文物防护剂，其特征在于，所述的纳米二氧化硅的粒径为5nm；所述的纳米银的粒径为10nm。4.根据权利要求1或2所述的纳米石质文物防护剂，其特征在于，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0.0707gCuBr、0.1707gPMDETA、0.1g21Br-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、0.0707gCuBr、0.1539gbpy、0.5gβ-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30mLDMF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。5.根据权利要求1或2所述的纳米石质文物防护剂，其特征在于，所述的纳米银的合成方法为：(1)星状大分子引发剂2...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴东杰，吴斌，刘刚，于航，
申请(专利权)人：洛阳量子纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41