硅酸盐质文物的粘接修复方法技术

本发明专利技术涉及的硅酸盐质文物的粘接修复方法，包括：在硅酸盐质文物的待粘接断面打连接孔；在所述连接孔内注入粘接材料和/或在硅质纤维柱表面涂覆粘接材料；以及在硅酸盐质文物的待粘接断面涂覆粘接材料，并将硅质纤维柱插入连接孔内，将硅酸盐质文物待粘接断面对接，进行断面的粘接。

【技术实现步骤摘要】
硅酸盐质文物的粘接修复方法
本专利技术涉及文物保护领域，更具体地，涉及一种硅酸盐质文物的新型修复粘接技术，具体主要利用与硅酸盐质文物性能相近的硅质纤维材料作为连接柱，同时施加粘接材料进行断面粘接的修补技术。
技术介绍
硅酸盐质文物是历史、文化、艺术、社会各方面的重要载体，见证了中华文明的发展历程，反映了技术的专利技术与进步，凝聚了中华民族的聪明才智，具有不可替代的重要作用。硅酸盐质文物是我国文化遗产的重要组成部分，主要包括石质文物、土质文物、砖瓦、陶瓷和琉璃等，数量巨大，分布范围广泛，著名的陕西秦始皇陵兵马俑、甘肃敦煌莫高窟、河南洛阳龙门石窟、湖北武当山古建筑群等中国世界文化遗产与此相关。其中脆弱性硅酸盐质文物抵御环境侵蚀能力较差，经受埋藏土壤、环境风化等因素的不断破坏侵蚀，易发生变化或极易发生各种变化，保护形势十分严峻。就硅酸盐质文物最为典型的断裂开裂这一病变而言，以世界文化遗产秦始皇帝陵博物院出土的陶质文物为例，由于秦俑陶质文物埋藏在地下多年，深受沉重的泥土等覆压与破坏而在出土时已是支离破碎的残片，失去原有的风采并影响着其极高的艺术和科学等价值，所以针对于此必须经过有效的、科学的粘接修复才能恢复还原其本来形貌。在包括陶瓷器文物、石质文物、砖瓦、琉璃等硅酸盐质文物的粘接和修复研究中，大量报道主要集中在粘接材料的选择、性能评估以及材料的研发和更新中，新型有机粘接材料不断涌现，包括新型环氧树脂、丙烯酸树脂、有机氟聚合物和聚硅氧烷等有机硅树脂以及各类复合材料等等，这些有机粘接材料的耐老化性是其致命的缺陷，在应用于硅酸盐质文物的粘接修复后，粘接失效的无法预估成为目前难以克服的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在为防止目前使用粘接材料老化引起粘接失效、导致文物再次的断裂开裂等的破坏提供新的方法。在此提供一种硅酸盐质文物的粘接修复方法，包括：在硅酸盐质文物的待粘接断面打连接孔；在所述连接孔内注入粘接材料和/或在硅质纤维柱表面涂覆粘接材料；以及在硅酸盐质文物的待粘接断面涂覆粘接材料，并将硅质纤维柱插入连接孔内，将硅酸盐质文物待粘接断面对接，进行断面的粘接。根据本专利技术，利用与硅酸盐质文物性能相近的硅质纤维材料作为断面连接柱，同时采用粘接材料进行断面粘接，在双重粘接效力的作用下，可以防止目前使用粘接材料老化引起粘接失效、硅酸盐质文物再次的断裂开裂等导致文物无法估计的破坏作用。而且，采用与硅酸盐质文物性能相近的硅质纤维柱材料，能够缓除或解决粘接修复后在不同环境条件下纤维柱与文物本体膨胀性不匹配的问题。较佳地，每个断面上的连接孔的数量为两个以上。较佳地，所述连接孔的形状为圆柱状、螺纹状、倒锥状等，其中优选为倒锥状。本专利技术中，所述硅质纤维柱的材质可为玻璃或石英等。较佳地，所述硅质纤维柱的表面涂覆有偶联剂，优选为硅烷偶联剂。较佳地，所述粘接材料为有机、无机或有机-无机复合粘接材料，优选自有机粘接材料丙烯酸树酯、环氧树脂中的至少一种。较佳地，在涂覆粘接材料之前，采用浓度低于35％的磷酸溶液对连接孔表面和/或待粘接文物断面进行表面处理。本专利技术中，所述硅酸盐质文物可为石质文物、陶瓷质文物、砖瓦或古建筑琉璃等。附图说明图1为根据本专利技术一实施形态的断裂陶质模拟样块粘接修复的结构示意图。图2为图1所示实施形态中的粘接效果示意图以及对比图。符号说明：1.待粘接模拟陶质样品；2.待粘接样品断面；3.连接孔；4.连接柱。具体实施方式以下通过下述实施方式进一步说明本专利技术，应理解，下述实施方式仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。本专利技术所要解决的技术问题之一在于提供一种硅酸盐质文物的新型修复粘接技术，具体利用与硅酸盐质文物性能相近的硅质纤维材料作为断面连接柱，同时采用粘接材料进行断面粘接的修补技术，在双重粘接效力的作用下，为防止目前使用粘接材料老化引起粘接失效、硅酸盐质文物再次的断裂开裂等导致文物无法估计的破坏作用提供新的方法。本专利技术中，作为粘接修复对象的硅酸盐质文物包括但不限于石质文物、陶瓷质文物、砖瓦和古建筑琉璃等。首先可以将所需要粘接的硅酸盐质文物表面清理干净、烘干干燥。表面清理方法例如可为水清洗、激光清洗、超声波清洗、高压蒸汽清洗等。在硅酸盐质文物断面处划分需要连接的连接柱位置，并进行连接孔的数量、位置、孔形、深度等的确定。连接孔的数量和位置可以根据文物器型、重量等进行选择。一般而言，每个断面上的连接孔的数量可为两个以上，这样可以通过两根以上的连接柱进行粘接，使粘接力更强。连接孔的位置例如可为对称的三点式、四点式、六点式等。连接孔的形状例如可为圆柱状、螺纹状、倒锥状等，其中优选为倒锥状，这种上小下大的结构可以使得连接孔与连接柱之间的结合更为稳固。连接孔的深度、最大直径以不过度破坏硅酸盐质文物且使连接柱能有效插入为宜，可以根据文物器型、重量等进行选择。一实施方式中，在可允许的范围内，连接孔的深度越深粘接稳定性越好。根据确定的连接孔，在各需要粘接的断面处进行打孔。打孔方法例如可为采用牙科用球钻等。打孔后，清理孔内以及断裂表面。清理后的孔内以及断裂表面，可以采用低浓度磷酸等溶液进行表面处理，用以粗糙化连接孔以及文物待粘接断面，分别提高与硅质纤维柱材料和粘接材料之间的结合强度。连接柱采用与硅酸盐质文物性能相近的硅质纤维柱材料，由此能够缓除或解决粘接修复后在不同环境条件下纤维柱与文物本体膨胀性不匹配的问题。硅质纤维柱材料是指富含二氧化硅的纤维材料。硅质纤维柱材料成分可为玻璃或石英等。连接柱的形状和大小必须与连接孔相一致，并确保连接柱的凸式结构与连接孔的凹式结构完整契合，保证两者结合的密合性。连接柱的硅质纤维柱材料与目前常使用的粘接材料如丙烯酸树脂等较难形成共聚结合，为了提高固位力，连接柱表面可涂覆偶联剂，从而能够改善硅质纤维和文物本体以及粘接材料的粘合性能，大大提高粘接强度。偶联剂可为硅烷偶联剂，例如可为乙烯基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。在将连接柱插入连接孔之前，可在连接孔内注入粘接材料。附加地或可替代地，也可以在连接柱表面涂覆粘接材料。粘接材料可选自环氧树脂、丙烯酸树脂、有机氟聚合物、聚硅氧烷等有机硅树脂以及各类复合材料等等。在硅酸盐质文物断裂粘接面涂覆粘接材料。在硅酸盐质文物断裂粘接面涂覆粘接材料在插入连接柱之前进行。该涂覆的粘接材料可根据硅酸盐质文物本体强度的高低来选择，例如可以选择丙烯酸酯、环氧树脂等材料，选择的原则是粘接断裂面的强度与文物本体相近或一致。然后，将连接柱同时插入两个待粘接文物的连接孔内，同时将两个待粘接断裂面相对接，确保连接柱与孔壁以及断裂面之间能够充填完整、并结合牢固。清除周围多余粘接材料，以避免对其它部位的影响。所得的粘接体具有优异的抗折强度、韧性、耐老化性能，例如在温度200℃条件下热老化14天以及在紫外灯下照射20天后抗折强度未见明显下降。采用本专利技术硅酸盐质文物的新型修复粘接技术，有效解决了单纯使用粘接材料过程中，由于材料老化所带来粘接强度降低的难题。根据下述具体实施方式并参考附图以详细说明本专利技术。同样应理解，以下实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，本领域的技术人员根据本专利技术的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本专利技术的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅酸盐质文物的粘接修复方法，其特征在于，包括：在硅酸盐质文物的待粘接断面打连接孔；在所述连接孔内注入粘接材料和/或在硅质纤维柱表面涂覆粘接材料；以及在硅酸盐质文物的待粘接断面涂覆粘接材料，并将硅质纤维柱插入连接孔内，将硅酸盐质文物待粘接断面对接，进行断面的粘接。

【技术特征摘要】
1.一种硅酸盐质文物的粘接修复方法，其特征在于，包括：在硅酸盐质文物的待粘接断面打连接孔；在所述连接孔内注入粘接材料和/或在硅质纤维柱表面涂覆粘接材料；以及在硅酸盐质文物的待粘接断面涂覆粘接材料，并将硅质纤维柱插入连接孔内，将硅酸盐质文物待粘接断面对接，进行断面的粘接。2.根据权利要求1所述的硅酸盐质文物的粘接修复方法，其特征在于，每个断面上的连接孔的数量为两个以上。3.根据权利要求1或2所述的硅酸盐质文物的粘接修复方法，其特征在于，所述连接孔的形状为倒锥状。4.根据权利要求1至3中任一项所述的硅酸盐质文物的粘接修复方法，其特征在于，所述硅质纤维柱的材质为玻璃或石英。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵静，迪丽热巴·阿迪力，罗宏杰，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31