一種用于文物保護及加固的納米復合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于骨質(zhì)文物保護及加固的納米TiO2/丙烯酸酯類樹脂復合材料的制備方法。所述制備方法將合適類型及合適粒徑的納米TiO2顆粒進行表面有機化處理（目的在于：在納米TiO2顆粒表面引入不飽和基團），再將經(jīng)表面有機化處理的納米TiO2顆粒與丙烯酸酯類化合物進行共聚，可得到具有良好耐光（特別是UV）老化性的改性聚丙烯酸酯類樹脂，該改性聚丙烯酸酯類樹脂可用作骨質(zhì)文物保護及加固材料，且不會發(fā)生TiO2顆粒析出現(xiàn)象。
【專利說明】一種用于文物保護及加固的納米復合材料的制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于文物保護及加固的納米二氧化鈦(TiO2)/熱塑性樹脂復合材料的制備方法，具體地說，涉及一種用于骨質(zhì)文物保護及加固的納米TiO2/丙烯酸酯類樹脂復合材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]聚丙烯酸酯類樹脂具有無色、透明及無毒等特性，對塑料、玻璃或金屬等基材的良好附著性，被廣泛應用于涂料、粘結劑等領域。同時由于聚丙烯酸酯類樹脂具有良好的成膜性和成膜可逆性，是目前在骨質(zhì)、石質(zhì)、紙質(zhì)等文物保護中最為常用的材料。然而，由于聚丙烯酸酯類樹脂耐光老化性差，特別在紫外光(UV)輻射下，易發(fā)生開裂、發(fā)黃及變脆等，不利于文物長期保存，使聚丙烯酸酯類樹脂在文物保護和修復領域中的推廣應用受到一定的局限。
[0003]采用共混方式將TiO2顆粒分散于聚丙烯酸酯類樹脂中(利用TiO2對UV的屏蔽作用，使聚丙烯酸酯類樹脂達到抗UV目的)，是目前常采用的、用于改善聚丙烯酸酯類樹脂耐光(特別是UV)老化性差的方法之一。然而，由于共混為物理過程，TiO2顆粒并未與聚丙烯酸酯類樹脂發(fā)生化學作用。因此，在實際使用中，常常會有TiO2顆粒析出現(xiàn)象，從而導致經(jīng)共混改性的聚丙烯酸酯類樹脂耐光(特別是UV)老化性差。
[0004]鑒于此，提供一種具有良好耐光(特別是UV)老化性的改性聚丙烯酸酯類樹脂，是本發(fā)明需要解決的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)廣泛及深入的研究發(fā)現(xiàn):將合適類型及合適粒徑的納米1102顆粒(理論上,粒徑越小的TiO2顆粒,其屏蔽UV的性能越好,但隨著TiO2顆粒的粒徑減小,其表面能會增高，易出現(xiàn)于團聚現(xiàn)象`)進行表面有機化處理(目的在于:在納米TiO2顆粒表面引入不飽和基團)，再將經(jīng)表面有機化處理的納米TiO2顆粒與丙烯酸酯類化合物進行共聚，可得到具有良好耐光(特別是UV)老化性的改性聚丙烯酸酯類樹脂，該改性聚丙烯酸酯類樹脂可用作骨質(zhì)文物保護及加固材料，且不會發(fā)生TiO2顆粒析出現(xiàn)象。
[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種制備用于骨質(zhì)文物保護及加固的納米TiO2/丙烯酸酯類樹脂復合材料的方法，其包括如下步驟:
[0007](I)納米級TiO2顆粒表面有機化處理的步驟；
[0008](2)經(jīng)步驟(1)所述表面有機化處理的納米級TiO2顆粒與丙烯酸酯類化合物(單體)進行共聚的步驟；
[0009]其中，所述納米級TiO2顆粒是:金紅石型、平均粒徑為IOnm~50nm的二氧化鈦(Τ?02)顆粒；
[0010]步驟(1)所述表面有機化處理中，所用的表面有機化試劑為含碳碳不飽和鍵(如碳碳雙鍵或碳碳叁鍵等)的硅烷偶聯(lián)劑；[0011]所述丙烯酸酯類化合物(單體)選自:式I所包含的化合物中一種或二種以上混合
物(含二種):
[0012]
【權利要求】
1.一種制備用于骨質(zhì)文物保護及加固的納米TiO2/丙烯酸酯類樹脂復合材料的方法，其包括如下步驟: (1)納米級TiO2顆粒表面有機化處理的步驟； (2)經(jīng)步驟(1)所述表面有機化處理的納米級二氧化鈦顆粒與丙烯酸酯類化合物進行共聚的步驟； 其中，所述納米級二氧化鈦顆粒是:金紅石型、平均粒徑為IOnm~50nm的二氧化鈦顆粒; 步驟(1)所述表面有機化處理中，所用的表面有機化試劑為含碳碳不飽和鍵的硅烷偶聯(lián)劑； 所述丙烯酸酯類化合物選自:式I所包含的化合物中一種或二種以上混合物:
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(1)和(2)中均采用超聲波分散。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述含碳碳不飽和鍵的硅烷偶聯(lián)劑為式II所示化合物:
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，其中R3~R5分別獨立選自:甲基、乙基或丙基中一種。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，其中R6為乙烯基。
6.如權利要求1~5中任意一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)將金紅石型、粒徑為IOnm~50nm的TiO2顆粒、去離子水及異丙醇加入反應器中，超聲分散至少40分鐘后，再向該反應中加入乙醇和氨水，再超聲分散至少30分鐘，升溫至50°C~70°C，加入式II所示化合物，并在此狀態(tài)至少保持4小時，經(jīng)分離、洗滌和干燥后，得到經(jīng)表面有機化處理的納米級TiO2顆粒； (2)將由步驟(1)制得的經(jīng)表面有機化處理的納米級TiO2顆粒置于有機溶劑中，超聲分散30分鐘至90分鐘，在有惰性氣體和一定功率超聲波存在條件下，將由丙烯酸酯類化合物與引發(fā)劑組成的混合物加入到上述經(jīng)表面有機化處理的納米級TiO2顆粒分散液中，于75°C~90°C狀態(tài)保持3小時至8小時，所得產(chǎn)物依次經(jīng)分離、提純及干燥后即為目標物；
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟(2)中:所述的有機溶劑是乙酸乙酯，所述的引發(fā)劑是偶氮二異丁腈。
【文檔編號】C08F292/00GK103694425SQ201310692607
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權日:2013年12月17日
【發(fā)明者】羅曦蕓, 夏瑋, 張文清, 方淑英, 徐志珍, 陸耀輝, 張玲帆, 馮華峰, 李思 申請人:華東理工大學, 上海博物館