一种脆弱青铜器粉状锈加固剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种脆弱青铜器粉状锈加固剂的制备方法，包括首先将200克硝酸银溶解于去离子水中配制成浓度为0.5mol/L～4.0mol/L的溶液，在该溶液中按重量计0.2％～0.5％的比例加入有机分散剂；将上述混合溶液在不断搅拌下，按重量计5％～15％的比例滴加重量百分比浓度为5％～10％的氢氧化钠溶液，将溶液的pH调至12.50，过滤反应产物，并且冲洗至滤液呈中性；取出步骤二中过滤的沉淀并用去离子水洗涤数次后，再逐滴加入5％～10％的氨水溶液形成银氨络离子溶液后，再加入三聚氰胺和PEG

【技术实现步骤摘要】
一种脆弱青铜器粉状锈加固剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及加固剂材料
，具体为一种脆弱青铜器粉状锈加固剂的制备方法。

技术介绍

[0002]青铜器主要由铜、锡、铅按照不同比例铸造而成，在世界各地多有出现，由此也催生了人类文明辉煌的青铜时代。中国古代青铜器种类丰富，造型精美，不仅在古代人民生活中扮演着重要的角色，而且具有丰富的文化内涵，在一定程度上反映了所处时代的生产力发展水平，其高超的冶铸工艺、丰富的文化内涵、多元而统一的多元形式以及高雅的审美意趣，直观体现了中华民族延绵不断的灿烂文化，是中华民族优秀传统文化的重要物质载体。
[0003]古代青铜器在铸造过程中，因技术导致的缺陷——如缝隙、孔洞等——极易藏污纳垢，成为了金属最易受外界环境侵略的部位。一旦满足了金属生锈的条件，腐蚀也常常会在这些地方发生。影响金属腐蚀的因素分为内因和外因。内因主要包括金属本身、合金化、制造工艺；外因则包括土壤环境、湿度、大气污染物、氧气。但受埋藏环境，如埋藏位置、干湿条件、土壤酸碱度与离子浓度等因素的影响，就会在表面形成各种颜色的铜锈。研究发现，大部分青铜样品均存在紧贴合金本体、结构致密的氧化亚铜层，这是因为青铜合金中的铜金属暴露在干燥空气中会逐渐生成红色的氧化亚铜(又名赤铜矿)，随着时间推移，氧化亚铜在湿空气中会继续氧化成黑色的氧化铜。如果环境中有水、氧、二氧化碳的存在，在酸性环境下，氧化亚铜会继续反应生成绿色的碱式碳酸铜(孔雀石的主要成分，又名铜锈、铜绿)，或者是蓝色的碱式铜碳酸盐(又名蓝铜矿)等物质。一般来说，如果埋藏的环境较为潮湿、土壤中铜含量较高，则容易生成蓝绿色结晶状的铜锈。红色的氧化亚铜、黑色的氧化铜、绿色和蓝色的碱式碳酸铜会同时出现在一件青铜器上，前者一般在最里层，后者在最外层。由于这几种锈蚀物一般结构都相对致密，就像青铜器覆盖了一层保护层，因此称之为“无害锈”。然而，如果环境中含有氯离子，则铜金属会与氯离子生成氯化亚铜。在潮湿、有氧的环境下，两者会继续反应生成绿色的碱式氯化铜(又名氯铜矿)和酸。酸在适合的环境下又会继续与铜金属反应，如此循环反复，直至将金属完全消耗。而且，即使青铜表面形成了一层致密的氧化亚铜，但在潮湿有氧的酸性气氛下(含氯离子)，依然会继续反应形成氯铜矿，最终形成粉末状导致青铜器的解体。因此，这种呈粉状的锈蚀物也被称为“青铜病”。粉状锈作为一种有害锈，包括碳酸铅、碳酸锡以及碱式氯化铜(Cu2(OH)3Cl)等锈蚀物呈现粉化状态的锈蚀都可称之为“粉状锈”。其中尤以碱式氯化铜危害程度最大。通常情况下，碳酸盐较为稳定。现有研究表明：碱式氯化亚铜在空气湿度大于50％的情况下，青铜文物在受到Cl
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的侵蚀时生成氯化亚铜(CuCl)，其在一定的温、湿度条件及氧气存在的条件下，可以生成蓬松粉状的碱式氯化铜(Cu2(OH)3Cl)。由于空气中的氧气和水分可以很容易地透过蓬松粉状的锈层，进入铜器里面，使内层的青铜器继续锈蚀，并不断地向深层扩大，直到铜器溃烂穿孔，这就是文物界所称的“青铜病”。
[0004]针对“粉状锈”的处理，目前国内外多采用两种措施对青铜器进行保护：一是把具
有“粉状锈”的青铜器放置在具有恒温恒湿的稳定环境中进行展陈；二是对“粉状锈”进行除锈处理，采用的方法包括机械去除和化学试剂去除。机械去除通常采用刀具、洁牙机等进行处理，化学试剂通常采用倍半碳酸钠、双氧水、氨水溶液等对粉状锈中的氯离子进行去除，从而消除“粉状锈”的危害。在上述“粉状锈”处理方法中，机械法存在的缺陷主要是不能彻底清除“粉状锈”中的氯离子，且也易对脆弱青铜器造成机械损伤。化学试剂处理“粉状锈”也存在处理时间长、处理效果不明显等缺陷，如采用倍半碳酸钠处理粉状锈时需要把青铜器浸泡在溶液中三个月以上才能显现一定的保护效果；采用双氧水处理“粉状锈”其作用机理是利用双氧水的强氧化性把“粉状锈”中的氯离子转化成氯气，从而实现降低氯元素含量的保护目的，但双氧水易造成青铜器锈蚀的黑化；采用氨水处理“粉状锈”，其作用原理主要是氨水能够和“粉状锈”中存在的铜元素发生络合效应，从而使”粉状锈”溶解在氨水中来实现去除“粉状锈”的目的，但这种氨水处理法在去除“粉状锈”的同时，也易造成对青铜器完整性的破坏，特别是针对“粉状锈”严重的脆弱青铜器，使用氨水清洗会造成锈蚀的大面积脱落，从而严重破坏了青铜器的完整性。因此，研发新的“粉状锈”保护材料对做好脆弱青铜器保护具有重要意义。
[0005]本专利技术采用银氨络离子作为脆弱青铜器“粉状锈”的加固稳定材料，通过对青铜器粉状锈进行稳定化处理，可使器物表面形成致密而稳定的保护膜，隔绝青铜基体与外界环境的直接接触，从而达到延缓青铜器物腐蚀的目的。其作用机理是：银氨络离子一方面不仅可与“粉状锈”中的铜离子形成配位复合；同时银离子也可与“粉状锈”中的氯离子发生化合作用，上述两种作用的结果可使得脆弱青铜器的“粉状锈”转化成较为致密的矿物体，实现了“粉状锈”的原位加固转化，进而有效提高了“粉状锈”的稳定性与强韧性，同时，加固后的“粉状锈”可作为青铜器的稳定组分，也有效的避免了“粉状锈”去除过程中造成的不利因素，保证了脆弱青铜器的完整性。总体而言，银氨络离子能够有效的避免传统处理方法对脆弱青铜器的负面作用。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种脆弱青铜器粉状锈加固剂的制备方法，以实现上述
技术介绍
中提出的技术效果。
[0007]为实现上述目的，专利技术提供如下技术方案：一种脆弱青铜器粉状锈加固剂的制备方法，具体包括以下步骤：
[0008]步骤一：首先将200克硝酸银溶解于去离子水中配制成浓度为0.5mol/L～4.0mol/L的溶液，在该溶液中按重量计0.2％～0.5％的比例加入有机分散剂；
[0009]步骤二：将上述混合溶液在不断搅拌下，按重量计5％～15％的比例滴加重量百分比浓度为5％～10％的氢氧化钠溶液，将溶液的pH调至12.50，当烧杯中的溶液反应完全后，过滤反应产物，并且冲洗至滤液呈中性；
[0010]步骤三：取出步骤二中过滤的沉淀并用去离子水洗涤数次后，再逐滴加入5％～10％的氨水溶液形成银氨络离子溶液后，再加入三聚氰胺和PEG
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2000，最终合成一种高性能的脆弱青铜器粉状锈加固剂。
[0011]优选的，所述有机分散剂为硬脂酰胺与高级醇混合物，其用量为质量分数0.9％～1.1％。
[0012]与现有技术相比，专利技术的有益效果是：该脆弱青铜器粉状锈加固剂的制备方法，采用银氨络离子作为脆弱青铜器“粉状锈”的加固稳定材料，通过对青铜器粉状锈进行稳定化处理，可使器物表面形成致密而稳定的保护膜，隔绝青铜基体与外界环境的直接接触，从而达到延缓青铜器物腐蚀的目的。其作用机理是：银氨络离子一方面不仅可与“粉状锈”中的铜离子形成配位复合；同时银离子也可与“粉状锈”中的氯离子发生化合作用，上述两种作用的结果可使得脆弱青铜器的“粉状锈”转化成较为致密的矿物体，实现了“粉状锈”的原位加固转化，进而有效提高了“粉状锈”的稳定性与强韧性，同时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脆弱青铜器粉状锈加固剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤一：首先将200克硝酸银溶解于去离子水中配制成浓度为0.5mol/L～4.0mol/L的溶液，在该溶液中按重量计0.2％～0.5％的比例加入有机分散剂；步骤二：将上述混合溶液在不断搅拌下，按重量计5％～15％的比例滴加重量百分比浓度为5％～10％的氢氧化钠溶液，将溶液的pH调至12.50，当烧杯中的溶液反应完全后，过滤反应产...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈家昌，谈金龙，
申请(专利权)人：河南省文物考古研究院，
类型：发明
国别省市：