專利名稱：金屬和非金屬文物長(zhǎng)效保護(hù)法的制作方法
金屬和非金屬文物長(zhǎng)效保護(hù)法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本項(xiàng)技術(shù)在于應(yīng)用彭道儒發(fā)明的“PA型文物保護(hù)劑”和“PX噬銅菌殺滅劑”解決我國(guó)出土文物和館藏文物中有色金屬文物:如銅、銀、金、首飾和擺件、鐘、鼎等文物、以及非金屬類，如竹簡(jiǎn)、甲骨文、動(dòng)物骨頭、象牙、化石、半陶制品兵馬俑等文物的防腐蝕問(wèn)題。以及應(yīng)用彭道儒發(fā)明的“PB型文物保護(hù)劑”，保護(hù)我國(guó)出土的和館藏的黑色金屬文物，如刀、劍、弓、鎧甲、鐘、鼎等鋼鐵鑄造的文物進(jìn)行保護(hù)。使所有文物不再銹蝕、不受自然環(huán)境中的氧氣、水分以及工業(yè)大氣中的二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、鹽霧、霉菌和人的手汗所侵蝕，使之長(zhǎng)遠(yuǎn)保存、美觀、不變質(zhì)、不變色、不風(fēng)化、不脆裂、不霉?fàn)€，達(dá)到永遠(yuǎn)流傳于子孫后代的目的。
二、技術(shù)背景:近幾十年來(lái)出現(xiàn)的考古熱，許多考古方面的專家學(xué)者，從地下挖掘出來(lái)大量文物，但據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道及大量的事例表明，目前在我國(guó)將出土的文物，要永久性完美保存下來(lái)，尚缺乏持久有效的方法。一些發(fā)達(dá)國(guó)家的博物館中，雖然對(duì)文物的保存相對(duì)好一些，也只是館藏條件如恒濕、恒溫、防塵、防潮、防霉變等方面作得好一些，要達(dá)到長(zhǎng)久不變，也缺乏良方。早在十多年以前，一位法國(guó)的專家熱心幫助我國(guó)保護(hù)敦煌壁畫，他將一種高分子材料(清漆類)涂敷到敦煌壁畫上，幸好涂敷不多，被涂敷的壁畫沒(méi)想到僅一兩年之久，便因?yàn)楦叻肿硬牧献陨淼睦匣_裂，隨后起皮脫落，結(jié)果使壁畫被粘結(jié)的部分一塊又一塊的脫落，壁畫不僅沒(méi)得到保護(hù)，反遭嚴(yán)重破壞。后來(lái)也有國(guó)內(nèi)專家將高分子材料涂敷到武昌黃鶴樓前的黃銅鶴上，結(jié)果不到兩年黃鶴全變成了黑鶴。還有十多年前在北京故宮泰和殿前的青銅鶴上，文物管理人員利用機(jī)械上用的黑色防銹油脂涂敷，外觀顯得特別難看，而且易粘污觀眾的衣物，且保護(hù)效果很差，由于在露天擺放，幾場(chǎng)風(fēng)雨下來(lái)，即告失效。還有北京古鐘博物館收藏的號(hào)稱該館第二號(hào)鐘王(第一號(hào)鐘王為永樂(lè)大鐘，世界四大古鐘之一)，乾隆朝鐘，也是該館中最為精美的鐘王，鐘體上鑄有九條龍，還刻畫了許多精美的圖案，可就是其中一條龍的龍頭上長(zhǎng)滿了灰色的腐蝕產(chǎn)物，成了一頭賴頭龍，十分難看，該龍頭上的灰白色產(chǎn)物，并非一般大氣腐蝕所造成，而是由于一種噬銅菌侵蝕銅的結(jié)果，而且像牛皮癬一樣有很強(qiáng)的傳染性，很容易傳染到鐘的其他部位，以及周圍擺放的鐘上，且是科技界從未有人能解決的問(wèn)題。當(dāng)時(shí)該館已有另一口大鐘已長(zhǎng)滿了噬銅菌，滿身是灰白色斑塊，已被管理人員拋棄到一個(gè)土坑中，準(zhǔn)備深埋。三年前一位年尊的考古學(xué)家(北京大學(xué)的老教授)來(lái)我所訪問(wèn)，敘說(shuō)她曾多次在現(xiàn)場(chǎng)看到從埋藏兩三千年以前古墓中挖掘出來(lái)的竹簡(jiǎn)，剛剛出土?xí)r字跡尚清晰可見，可幾分鐘后便迅速風(fēng)化成黑色粉末碎片，很感痛心，瞬間便失去了研究考察的機(jī)會(huì)。還有四川考古人員去年從地下挖出大量遠(yuǎn)古時(shí)期的象牙，因?yàn)檎也坏奖Ｗo(hù)的方法，又只好再埋入地下，據(jù)說(shuō)等待從國(guó)外尋求到保護(hù)技術(shù)時(shí)再作處理。
竹簡(jiǎn)、甲骨文、動(dòng)物骨頭、象牙、化石、半陶制品(如秦兵馬俑等)深埋地下，隔絕了空氣，如地下土壤比較干燥，不含酸堿性礦物，則埋藏物可達(dá)數(shù)千年無(wú)大變。一旦被挖掘出土，由于條件大變，首先是空氣中的氧氣分子和水分子的侵入，陽(yáng)光中紫外線的輻射，空氣中腐蝕氣氛(0)2、502402、&5等)的侵蝕，細(xì)菌的侵入、人的手汗的侵蝕等等，它們幾乎是同時(shí)間一擁而上，導(dǎo)致出土文物迅速風(fēng)化、變色、變質(zhì)、裂解，最終變成粉末碎片而消失殆盡。許多館藏文物在花費(fèi)大量人力物力的管理下，情況雖好得很多，但如果缺乏有效的防腐蝕措施，久之館藏文物也難免不被腐蝕破壞。

發(fā)明內(nèi)容
“金屬和非金屬文物長(zhǎng)效保護(hù)法”的技術(shù)原理與化學(xué)反應(yīng)機(jī)制(一)有色金屬文物(銅、銀、金、首飾和擺件、鐘、鼎等)進(jìn)行保護(hù)的原理與化學(xué)反應(yīng)機(jī)制:有色金屬中金、銀、銅本身屬于惰性金屬，化學(xué)性質(zhì)通常比較穩(wěn)定，不易被腐蝕，也不變色，尤其是純金在大氣 或土壤中均不被腐蝕，也不變色，但金制品若不純，內(nèi)中含有少量銀或銅雜質(zhì)時(shí)，金制品久之也會(huì)變黑，其原因是銀和銅這兩種金屬，它們雖能耐住空氣中的氧分子與水分子的侵蝕，但對(duì)空氣中的二氧化硫(SO2)與硫化氫(H2S)極為敏感，空氣中只要有極微量的幾億分之一的硫化氫或二氧化硫，它們就會(huì)相互發(fā)生如下的化學(xué)反應(yīng)，生成黑色的硫化銅(CuS)和黑色的硫化銀(Ag2S)使銅和銀的表面變黑。2Cu+2H2S+02 = 2CuS+2H204Ag+2H2S+02 = 2Ag2S+2H30金、銀、銅首飾與金、銀、銅擺件作為隨葬品被埋入墓室中，也會(huì)因?yàn)槭苁w腐爛所產(chǎn)生的硫化氫氣體的作用而變黑。埋藏在地下的青銅鐘和青銅鼎等大型文物，若所埋藏的地下土壤中比較潮濕時(shí)，還會(huì)滋長(zhǎng)噬銅菌對(duì)鐘、鼎的侵蝕，使得鐘或鼎的表面形成一片一片的灰白色斑塊和灰白色粉末，若將灰白色粉末擦拭掉，則可見鐘或鼎的表面被侵蝕造成的點(diǎn)點(diǎn)陷坑。從墓穴中和其他土壤中挖掘出來(lái)的屬于金、銀、銅(古代多為青銅)制品，一般將表面泥土與臟物清理干凈并整修后，即可涂敷“PA型文物保護(hù)劑”，對(duì)金、銀、銅擺件，如需要除去表面黑色或灰白色產(chǎn)物，恢復(fù)金、銀、銅原有本色，我所還可提供以舊翻新的技術(shù)。如鐘、鼎等大型文物表面存在噬銅菌腐蝕斑塊，則首先應(yīng)用“PX噬銅菌殺滅劑”將噬銅菌殺滅掉，并清洗干凈灰白色腐蝕產(chǎn)物，然后再涂敷“PA型文物保護(hù)劑”即成?！癙A型文物保護(hù)劑”是彭道儒發(fā)明的一種人工合成的有機(jī)新材料，具有一種很特殊的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的分子，它能與金、銀、銅表面的原子相結(jié)合，形成極為緊密的一微米左右厚度的固體薄膜，這層極薄的膜不僅人的眼睛看不見，在普通顯微鏡下也難于分辨，所以對(duì)文物的外觀無(wú)絲毫影響，這層極薄的膜涂敷在文物的表面十分牢固致密，它能抵御大氣中氧氣、水分子、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、霉菌、鹽霧及人的手汗的侵蝕，“PA型文物保護(hù)劑”本身不揮發(fā)、不升華、不老化、不污染環(huán)境、化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，一次涂敷能確保二十至三十年有效，本人于1986年應(yīng)北京古鐘博物館的請(qǐng)求，在“乾隆朝鐘”鐘體上被噬銅菌嚴(yán)重侵蝕的龍頭上應(yīng)用，迄今已二十六年之久，鐘體完美如新，便是有力的證明。( 二)黑色金屬鋼鐵類文物(刀、劍、鐘、鼎等)進(jìn)行保護(hù)的原理與化學(xué)反應(yīng)機(jī)制鐵屬于活潑金屬，它在自然環(huán)境中十分不穩(wěn)定，遇到空氣中的氧氣和水分子，便立即發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)4Fe+202+2H20 = 2Fe203+4H2
如鐵器埋藏在地下的土壤中很潮濕，還含有酸性或堿性礦物質(zhì)能形成電解質(zhì)溶液的情況下，會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，使被埋藏的鐵器腐蝕殆盡，當(dāng)被挖掘出土?xí)r，所見到的是松軟易脆的鐵的殘余物。如鐵器埋藏在干燥且含礦物質(zhì)少的土壤中，則相對(duì)保存時(shí)間要長(zhǎng)很多，若出土?xí)r鐵器的外觀、強(qiáng)度和硬度還變化不嚴(yán)重，則在清除表面泥土與污物后，涂敷“PB型文物保護(hù)劑”，一次涂敷也可確保十年以上不再被腐蝕。“PB型文物保護(hù)劑”是彭道儒針對(duì)鋼鐵防腐蝕而發(fā)明的一種新型不揮發(fā)的“大氣緩蝕劑”，它涂敷在鋼鐵表面能形成2 4微米厚的極為緊密牢固的保護(hù)膜，這層薄膜能十分有效地阻止大氣中氧氣分子、水分子、工業(yè)大氣、鹽霧及手汗等對(duì)鋼鐵的侵蝕，且一次涂敷能確保十年以上不被腐蝕。另外涂敷的保護(hù)膜，因?yàn)橹挥? 4微米厚，也屬看不見的固體薄膜，因而絲毫不影響文物的外觀。(三)非金屬文物(竹簡(jiǎn)、甲骨文、動(dòng)物骨頭、象牙、化石等)進(jìn)行保護(hù)的原理甲骨、象牙、動(dòng)物骨頭等的化學(xué)成分為磷、鈣、氧為主要成分，其中鈣、磷和氧結(jié)合成為磷酸鈣(Ca3(PO4)2),構(gòu)成人和動(dòng)物骨頭的骨架，碳、氫、氧、氮、硫則構(gòu)成人和動(dòng)物骨頭中的脂肪和蛋白質(zhì)，骨架相當(dāng)于混凝土中的鋼筋，脂肪和蛋白質(zhì)則相當(dāng)于混凝土中的水泥和沙石，當(dāng)其人和動(dòng)物的尸體埋入地下，尸骨中的脂肪和蛋白質(zhì)會(huì)被細(xì)菌消噬殆盡，剩下骨頭中細(xì)菌所消噬不了的磷酸鈣結(jié)構(gòu)，雖然外形仍在，但內(nèi)部已形成多孔性松軟的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，就像失去了水泥和沙石的混凝土，強(qiáng)度和硬度已大大降低，一捏便易脆裂。應(yīng)用“PA型文物保護(hù)劑”對(duì)甲骨、象牙、動(dòng)物骨頭等進(jìn)行保護(hù)，不僅由于這種高效保護(hù)劑能與象牙及動(dòng)物骨頭的表面形成物理吸附的致密保護(hù)膜，有效阻止空氣中氧氣分子、水分子、工業(yè)大氣、鹽霧等的侵蝕?！癙A型文物保護(hù)劑”是一種納米材料，它能滲入到失去脂肪和蛋白質(zhì)骨頭內(nèi)部的孔隙中，起到填充作用，而且“PA型文物保護(hù)劑”又是一種優(yōu)良防霉齊U，防霉效果可達(dá)O I級(jí)，因此進(jìn)入并填充到骨頭內(nèi)部，細(xì)菌不能消蝕，比原有脂肪和蛋白質(zhì)的支撐能力更好了，幾乎能使骨質(zhì)恢復(fù)原狀。1986年在出土的古野馬骨頭上試驗(yàn)，取兩塊出土的古野馬骨頭，一塊涂敷“PA型文物保護(hù)劑”，另一塊不涂作空白對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果被涂敷“PA型文物保護(hù)劑”的古野馬骨頭`不僅絲毫無(wú)損，表面光澤度變得更好，像具有活性的骨頭一樣，而未經(jīng)保護(hù)的古野馬骨頭表面嚴(yán)重風(fēng)化，取出干燥后成一層層碎片脫落，因此有力證明“PA型文物保護(hù)劑”對(duì)甲骨、動(dòng)物骨頭、象牙等有切實(shí)可靠的保護(hù)效果。由于非金屬的化學(xué)性質(zhì)比金屬的化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定一些，也從古野馬骨頭的試驗(yàn)證實(shí)，一次涂敷可確保三十至五十年有效。具體實(shí)施工藝:出土的或館藏的非金屬文物、甲骨、象牙、化石等首先應(yīng)將表面的灰塵、泥土、臟物清理干凈，然后浸涂、刷涂或噴涂“PA型文物保護(hù)劑”，在常溫下晾干一小時(shí)左右，帶溶劑揮發(fā)后即告完成。注意“PA型文物保護(hù)劑”在常溫下為飽和溶液，須預(yù)先將玻璃瓶包裝的瓶子在60 70°C的熱水盆中進(jìn)行加熱5 10分鐘，待溶液變成清亮?xí)r再用。(四)非金屬文物中竹簡(jiǎn)的保護(hù)古代以竹片刻畫成書，成為埋藏地下的竹簡(jiǎn)，記述了古代人類活動(dòng)的史料，有重大考古價(jià)值。竹子屬天然植物，它的化學(xué)組成為碳、氫、氧、氮四種元素，其中碳和氫構(gòu)成纖維素，碳、氫、氧、氮構(gòu)成內(nèi)部的多糖類物質(zhì)淀粉和植物蛋白。其中的纖維素細(xì)菌很難消噬，多糖類和植物蛋白則是細(xì)菌最愛(ài)消噬的養(yǎng)料，故古代埋藏地下的竹簡(jiǎn)，其中的多糖類物質(zhì)和蛋白質(zhì)早已被細(xì)菌消噬，只剩下纖維的表皮和內(nèi)部松散的纖維素，因而變得十分脆弱，一旦出土重見天日，連表皮纖維也會(huì)因?yàn)榭諝庵械难鯕夂退肿拥慕g，迅速風(fēng)化瓦解，成為黑色灰燼。因此，從地下挖掘出竹簡(jiǎn)時(shí)，應(yīng)在幾分鐘內(nèi)立即小心清理表面的塵土和臟物后，立即在現(xiàn)場(chǎng)噴涂或輕輕刷涂“PA型文物保護(hù)劑”進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)。也和甲骨、動(dòng)物骨頭、象牙一樣，“PA型文物保護(hù)劑”除了在竹簡(jiǎn)表面迅速形成致密的保護(hù)膜，阻止氧分子和水分子等對(duì)竹簡(jiǎn)的侵蝕，同時(shí)也滲透到竹簡(jiǎn)內(nèi)部填補(bǔ)被細(xì)菌消噬的多糖類物質(zhì)和植物蛋白所形成的空隙，使竹簡(jiǎn)恢復(fù)原態(tài)， 如此，不僅可防止瞬間的風(fēng)化瓦解，相反還能提高竹簡(jiǎn)的強(qiáng)度與耐久性，但在保護(hù)之前，竹簡(jiǎn)本身脆弱，必須輕拿輕放，如已變得十分脆弱不易挪動(dòng)，則須立刻留下照片，同時(shí)噴涂“PA型文物保護(hù)劑”，否則千載難逢，構(gòu)成憾事。
權(quán)利要求
1.本項(xiàng)發(fā)明的特征:是應(yīng)用彭道儒發(fā)明的“PA型文物保護(hù)劑”和“PX噬銅菌殺滅劑”對(duì)有色金屬制品(銅、銀、金、首飾和擺件、鐘、鼎等制品)進(jìn)行保護(hù)。對(duì)非金屬文物(竹簡(jiǎn)、甲骨文、動(dòng)物骨頭、象牙、化石、半陶制品兵馬俑等)進(jìn)行保護(hù)。應(yīng)用“PB型文物保護(hù)劑”，對(duì)黑色金屬鋼鐵制品(刀、劍、弓、鎧甲、鐘、鼎等)進(jìn)行保護(hù)的技術(shù)構(gòu)想所形成的工藝方法，請(qǐng)求保護(hù)。
2.“PA型文物保護(hù)劑”、“PX噬銅菌殺滅劑”、“PB型文物保護(hù)劑”三種新材料的化學(xué)成分與配方不容仿造， 請(qǐng)求保護(hù)。
全文摘要
“金屬和非金屬文物長(zhǎng)效保護(hù)法”，在于利用彭道儒發(fā)明的“PA型文物保護(hù)劑”和“PX噬銅菌殺滅劑”保護(hù)出土文物和館藏文物中有色金屬類(銅、銀、金、首飾和擺件、鐘、鼎等制品)和非金屬類(竹簡(jiǎn)、甲骨文、動(dòng)物骨頭、象牙、化石、半陶制品兵馬俑等)進(jìn)行保護(hù)。利用彭道儒發(fā)明的“PB型文物保護(hù)劑”保護(hù)出土文物和館藏文物中鋼鐵(黑色金屬)制品(刀、劍、弓、鎧甲、鐘、鼎等)，不受自然環(huán)境中的氧氣、水分以及工業(yè)大氣中的二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、鹽霧、霉菌和人的手汗所侵蝕，使之長(zhǎng)遠(yuǎn)保存、美觀、不變質(zhì)、不變色、不風(fēng)化、不脆裂，達(dá)到永遠(yuǎn)流傳于子孫后代的目的。
文檔編號(hào)C04B41/45GK103173769SQ201110428800
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者彭道儒 申請(qǐng)人:彭道儒