一种用于保护青铜器的氟碳树脂基保护涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于保护青铜器的氟碳树脂基保护涂层及其制备方法，该涂层为氟碳树脂@SiO2@ZnO复合涂层，具有丰富的微纳米结构，其中SiO2呈纳米球状，ZnO呈开放的纳米花片状，此二者与氟碳树脂均匀混合可均匀附着在青铜器表面，形成的此种具有丰富微纳米结构的氟碳树脂@SiO2@ZnO有机

【技术实现步骤摘要】
一种用于保护青铜器的氟碳树脂基保护涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于青铜器文物保护复合涂层
，具体涉及一种用于保护青铜器的氟碳树脂基保护涂层及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]古代青铜器蕴含着丰富的历史价值、艺术价值和科学价值，古代青铜器具有精湛的铸造工艺，唯美的造型纹饰和繁多的种类，是古代中国对人类物质文明的巨大贡献之一。在经历了各种自然灾害和人为破坏后，大部分青铜器由于不同埋藏环境的腐蚀，进而在发掘后，原有的保存方式发生了很大的变化，原有的青铜文物面临着防腐问题。在数千年的历史沉淀中，大量的中国古代青铜器被保存下来，其中大多数都有不同程度的病害。特别是被文物考古界形象地称之为青铜器“癌症”的逐步粉化过程，即青铜基体上的有害锈与空气、水分相互作用的循环腐蚀破坏，对青铜器的危害性最大。
[0003]为阻止环境对青铜器的腐蚀，一般对青铜器先除锈后对其进行封护，所选封护材料不应影响文物外观，又应具有耐候性和可逆性，对青铜腐蚀处理及文保技术的要求较高，但是现有的工艺中缺乏相关研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于保护青铜器的氟碳树脂基保护涂层及其制备方法和应用，以解决现有技术中青铜器损伤和腐蚀严重的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种用于保护青铜器的氟碳树脂基保护涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1，制备纳米SiO2微球；
[0008]步骤2，将纳米ZnO片和纳米SiO2微球共同至于乙醇中，超声处理后加热搅拌，获得混合分散液，在混合分散液中滴加二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷后滴加氨水，搅拌后滴加全氟癸基三乙氧基硅烷，搅拌后获得涂层溶液；
[0009]步骤3，将涂层溶液涂覆在预处理后的铜片上，获得氟碳树脂@SiO2@ZnO复合涂层。
[0010]本专利技术的进一步改进在于：
[0011]优选的，步骤2中，所述纳米ZnO片和SiO2微球的混合质量比(0.5
‑
1.5)：1；所述二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷和SiO2微球的混合比例为200μL：0.08g；所述加全氟癸基三乙氧基硅烷和SiO2微球的混合比例为220μL：0.08g。
[0012]优选的，步骤2中，加热搅拌温度为35℃，加热搅拌转速为500rpm/min。
[0013]一种用于保护青铜器的氟碳树脂基保护涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0014]步骤1，制备纳米SiO2微球；
[0015]步骤2，将纳米ZnO片和纳米SiO2微球分别至于乙醇中，获得溶液A和溶液B，溶液A和溶液B分别进行超声处理后加热搅拌，分别获得溶液C和溶液D，在溶液C和溶液D中分别依次滴加二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷和氨水，搅拌后获得溶液E和溶液F，将溶液F滴加到
溶液E中，搅拌后加入全氟癸基三乙氧基硅烷，获得涂层溶液；
[0016]步骤3，将涂层溶液涂敷在预处理后的铜片上，获得双疏保护涂层。
[0017]优选的，步骤2中，纳米ZnO片和乙醇的混合比例为0.12g：30mL；
[0018]纳米SiO2微球和乙醇的混合比例为0.08g：30mL；纳米SiO2微球和二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷比例为0.08g：100μL；纳米ZnO片和纳米SiO2微球质量比为(0.5
‑
2)：1；二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷和全氟癸基三乙氧基硅烷的体积比为100:220。
[0019]优选的，步骤2中，溶液A和溶液B超声处理时间均为15min，加热搅拌温度为35℃，加热搅拌时间为15min。
[0020]优选的，步骤3中，所述铜片的预处理过程为将铜片进行镀膜并腐蚀。
[0021]优选的，步骤3中，涂层溶液涂覆在预处理后的铜片前，涂层溶液超声处理30min。
[0022]优选的，步骤1中所述纳米SiO2微球的制备方法为：
[0023]将氨水和无水乙醇溶液混合后，在35℃下磁力加热搅拌30min，搅拌后滴加4mL正硅酸乙酯反应12h，将反应得到的沉淀使用超纯水和无水乙醇中各清洗3次，在真空干燥箱中烘干12小时，得到单分散的纳米SiO2微球。
[0024]一种通过杉树任意一项制备方法制得的用于保护青铜器的氟碳树脂基保护涂层，所述涂层为氟碳树脂@SiO2@ZnO复合涂层，所述复合涂层包括氟碳树脂和纳米聚合物，所述纳米聚合物为SiO2纳米微球和ZnO纳米片的复合物，所述SiO2纳米微球附着在ZnO纳米片上。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]本专利技术公开了一种用于保护青铜器的氟碳树脂基保护涂层的制备方法，本专利技术采用两步共混法或一步共混法制备氟碳树脂@SiO2@ZnO复合涂层，该制备方法简便高效且绿色环保，此氟碳树脂@SiO2@ZnO复合涂层具有更好的双疏性能、耐紫外性能、耐候性，可以有效的阻止水分的渗透和紫外的损害，对于出土后青铜文物的保护具有重要作用。在青铜器表面构筑超疏水层，可提高其耐腐蚀性，延长使用寿命等自清洁。在青铜基体表面构建疏水疏油的自清洁封护涂层，可以隔绝青铜器与环境中氧气、水分、紫外线等的接触，减少温差、湿热等环境对青铜器的损伤和腐蚀，从而达到青铜文物防潮、防污、防腐的要求。
[0027]本专利技术还公开了一种用于保护青铜器的氟碳树脂基保护涂层，是一种有机
‑
无机杂化材料，该保护涂层中SiO2和ZnO以复合形式分散在氟碳树脂中，球状二氧化硅均匀分布在片状氧化锌上，呈现出蓬松多孔的菜花头状，为涂层提供了一定的粗糙度，类似于荷叶表面的乳突结构，使其具有很好的疏水特性。氟碳树脂本身有疏油性，同时因为其中加入了SiO2和ZnO使得疏油涂层接触角更大了
附图说明
[0028]图1为SiO2@ZnO，ZnO，SiO2的XRD图谱；
[0029]图2为红外光谱图，其中，(a)图为SiO2、ZnO和SiO2@ZnO的红外光谱图；(b)图为SiO2@ZnO和氟碳树脂@SiO2@ZnO的红外光谱图；
[0030]图3为SEM图；
[0031]其中，(a)图和(b)图为不同倍数的纳米SiO2的SEM；(c)图为纯相纳米ZnO；(d)图、(e)图和(f)图为氟碳树脂@SiO2@ZnO涂层SEM图；
[0032]图4中的(a)图和(b)图为制备好的氟碳树脂@SiO2@ZnO涂层的TEM图；(c)图和(d)
图为EDS能谱分析图；
[0033]图5为方案优化前后接触角测试视图；
[0034]图6为温湿循环老化条件图；温湿循环老化接触角对比图；
[0035]图7为紫外循环老化条件图；紫外循环老化接触角对比图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和具体的实施例对本专利技术做进一步详细描述。
[0037]本专利技术通过stober法制备纳米级二氧化硅粉体，并采用两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于保护青铜器的氟碳树脂基保护涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，制备纳米SiO2微球；步骤2，将纳米ZnO片和纳米SiO2微球共同至于乙醇中，超声处理后加热搅拌，获得混合分散液，在混合分散液中滴加二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷后滴加氨水，搅拌后滴加全氟癸基三乙氧基硅烷，搅拌后获得涂层溶液；步骤3，将涂层溶液涂覆在预处理后的铜片上，获得氟碳树脂@SiO2@ZnO复合涂层。2.根据权利要求1所述的一种用于保护青铜器的氟碳树脂基保护涂层的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述纳米ZnO片和SiO2微球的混合质量比(0.5
‑
1.5)：1；所述二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷和SiO2微球的混合比例为200μL：0.08g；所述加全氟癸基三乙氧基硅烷和SiO2微球的混合比例为220μL：0.08g。3.根据权利要求1所述的一种用于保护青铜器的氟碳树脂基保护涂层的制备方法，其特征在于，步骤2中，加热搅拌温度为35℃，加热搅拌转速为500rpm/min。4.一种用于保护青铜器的氟碳树脂基保护涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，制备纳米SiO2微球；步骤2，将纳米ZnO片和纳米SiO2微球分别至于乙醇中，获得溶液A和溶液B，溶液A和溶液B分别进行超声处理后加热搅拌，分别获得溶液C和溶液D，在溶液C和溶液D中分别依次滴加二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷和氨水，搅拌后获得溶液E和溶液F，将溶液F滴加到溶液E中，搅拌后加入全氟癸基三乙氧基硅烷，获得涂层溶液；步骤3，将涂层溶液涂敷在预处理后的铜片上，获得双疏保护涂层。5.根据权利要求4所述的一种用于保护青铜器的氟碳树脂基保护涂层的制备方法，其特征在于，步骤2中，纳米Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：武文玲，李晨光，张璇，张彪，方园，马涛，朱建锋，王芬，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：