專利名稱：溶劑性古墨專用修補(bǔ)膠粘劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的溶劑性古墨專用修補(bǔ)膠粘劑及其制備方法，屬于保護(hù)修復(fù)古代墨文 物的一種膠粘劑，專用于修復(fù)斷裂、開裂、表面粉化、酥解等損傷的古墨。二、 背景技術(shù)目前專門用于修復(fù)古墨的膠粘劑國內(nèi)尚未見報道，對于開裂、斷裂古墨的修 復(fù)通常使用一些傳統(tǒng)的方法，或者采用現(xiàn)有的一些膠粘劑。例如，直接將制墨中的明膠配成水溶液膠粘劑進(jìn)行粘接，但這種方法的一個 致命缺陷是，由于古墨屬于水溶性的材料(主要是古墨中的主體材料明膠溶水)， 在古墨開裂修復(fù)部分的界面處，會被明膠水溶液膠粘劑溶脹、溶解，乃至滲入古 墨的內(nèi)部，導(dǎo)致修復(fù)了斷裂的古墨，卻誘發(fā)了斷裂處周圍古墨的龜裂、脆化，產(chǎn) 生不允許的保護(hù)性的損傷。另外，明膠水溶液膠粘劑粘度低、粘附力小、粘接強(qiáng) 度偏低，也難以滿足修補(bǔ)強(qiáng)度的要求。還有，采用老墨加水研磨出的濃墨汁作為膠來涂于古墨的斷面，依賴墨中所 含的明膠來粘接，或?qū)⒅颇玫拿髂z隔水燉成水溶性膠后再加入煙黑等，然后涂 于古墨斷面進(jìn)行粘接修復(fù)。但由于這些膠粘劑的實(shí)質(zhì)均屬于水溶性明膠，會產(chǎn)生 與上述膠同樣的弊端，而且純粹用明膠作為膠粘劑來修補(bǔ)古墨，其耐老化性能也 不能滿足要求。另外，還有采用通常使用的502膠(a-氰基丙烯酸酯膠)、聚氨酯和環(huán)氧樹 脂等有溶劑或無溶劑的有機(jī)高分子膠來粘接修補(bǔ)古墨，雖粘接強(qiáng)度較高，但會產(chǎn)生明顯的有色粘接縫線，影響古墨的外觀，極易造成保護(hù)性損傷。顯然，采用上述膠粘劑及其方法來粘接修補(bǔ)古墨，均難以滿足文物保護(hù)的要 求。因?yàn)橛糜诠拍扪a(bǔ)保護(hù)的膠粘劑首先必須具備非水劑性，不能對古墨產(chǎn)生任 何細(xì)微的溶脹溶解，并應(yīng)具有一定的初粘力、耐老化性，不能對古墨產(chǎn)生保護(hù)性 損傷；另外，應(yīng)盡量采用與被修文物母體材料相同或相似的材料來作為修補(bǔ)膠粘 劑中的組分，即以古墨中主體材料的明膠為主的接枝改性物作為古墨修補(bǔ)膠粘劑，具有與古墨親和力強(qiáng)、相容性好等特點(diǎn)，這是文物保護(hù)中常采用的方法，能 夠滿足文物保護(hù)"修舊如舊，保持原貌"的要求。三、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，針對斷裂古墨修復(fù)的具體要求及特點(diǎn)，研制一種溶劑性 的、與古墨本體材料相容性好，親和力強(qiáng)，無溶脹溶解等損傷現(xiàn)象的，具有較高 粘接強(qiáng)度、耐老化、防霉抗菌等特點(diǎn)的古墨專用修補(bǔ)膠粘劑及其制備方法。本發(fā)明的溶劑性古墨專用膠粘劑的重量百分比明膠含量8% 11%,水含量25%-、30%，溶劑醋酸丁酯含量45%-、50%,第一種接枝改性單體丙烯腈含量5% 7%，第二種接枝改性單體丙烯酸丁酯含量5% 7%，氧化鋅納米粉體含量0.2。/o 0.4%，乳化劑司班-80含量3% '5%，弓1發(fā)劑過硫酸銨或過硫酸鉀含量0.1% 0.3%。一種溶劑性古墨專用膠粘劑的制備方法，其特征在于 以下份數(shù)均指重量份數(shù)(1) 、將8 11份明膠于25 30份水中溶脹、溶解；(2) 、將3 5份司班-80乳化劑溶于45 50份乙酸丁酯中，配成油相乳化制劑；(3) 、將第(1)歩的明膠加入第(2)步所述油相乳化制劑中，控制溫度 在40 50°C,以250 350 r/min速度攪拌1 2h，使其均勻分散；(4) 、通氮?dú)馊コ鯕夂?，再加? 7份丙烯酸丁酯、5 7份丙烯腈單 體，0.2 0.4份氧化鋅納米粉體，0.1 0,3份引發(fā)劑，控溫50 55。C在250 350 r/min左右攪拌強(qiáng)度下聚合3 4h，通過接枝反應(yīng)，得到均相的溶劑性的明膠/丙 烯酸丁酯/丙烯腈接枝物膠。本發(fā)明膠粘劑選擇墨中膠質(zhì)材料明膠為主，通過反相乳液接枝聚合改性，并 加入納米材料改性制得，既保持了古墨膠質(zhì)材料明膠的特性，又融合了丙烯酸酯類材料良好的初粘性、柔韌性和耐老化性。應(yīng)用本發(fā)明膠粘劑修復(fù)后的古墨具有 加固性、耐老化性、防霉抗菌性、可再保護(hù)性等特點(diǎn)，不僅解決了膠粘劑與古墨 的相容性、親和力的問題，也解決了水劑型或乳液型明膠修補(bǔ)膠對古墨會產(chǎn)生溶 解溶脹和滲透等保護(hù)性損傷問題；也解決了有溶劑或無溶劑的有機(jī)高分子膠粘接 修補(bǔ)古墨，會產(chǎn)生明顯的有色粘接縫線，影響古墨的外觀，造成保護(hù)性損傷問題。 將天然高分子材料、小分子改性材料及納米材料合而為一，對斷裂、開裂或者表 面龜裂酥化的古墨進(jìn)行保護(hù)修復(fù)，針對性強(qiáng)、優(yōu)勢明顯、新穎獨(dú)特，能夠滿足古 墨文物保護(hù)"修舊如舊，保持原貌"的要求。四

(無)五具體實(shí)施方式
本發(fā)明溶劑性古墨專用膠粘劑以古墨中的膠質(zhì)材料明膠為主體，加入了丙烯 酸酯類等改性材料，加入了處理后的納米氧化鋅粉體材料，通過反相乳液接枝聚合制得。明膠接枝改性前需經(jīng)過預(yù)處理過程，具體是，明膠需首先在水相中進(jìn)行溶脹、 溶解，然后加入溶有乳化劑的乙酸丁酯作為油相乳化，使明膠均勻地分散于溶劑中。改性氧化鋅納米粉體由自行合成，市場也能購得。由于納米顆粒容易團(tuán)聚， 不能在膠液中均勻分散，不能起到其應(yīng)有的性能和作用，因此必須經(jīng)過改性處理。 納米氧化鋅粒子經(jīng)過甲基丙烯酸甲酯進(jìn)行原位改性聚合處理，原理為，利用納米 粒子表面巨大的表面能吸附甲基丙烯酸甲酯單體，在納米粉體表面的聚合形成包 覆層，從而改善其在有機(jī)介質(zhì)中分散性、潤濕性及良好的界面調(diào)控性。具體改性 的過程是，將需要處理的納米氧化鋅、乳化劑十二烷基磺酸鈉在攪拌下加入到一 定量的蒸餾水及甲基丙烯酸甲酯中，控溫60 80°C，加入過硫酸銨引發(fā)聚合， 保溫反應(yīng)60min，出料。改性處理后的納米粒子能夠均勻地分散明膠接枝改性物 中，從而能更好地發(fā)揮增強(qiáng)和防霉抗菌作用。溶劑性古墨專用膠粘劑的設(shè)計反應(yīng)原理及具體配方-5CH 二CH ; Y"1 一^n2丄 I I 丄『+ CN + H — NH2 ~"^ T ; f — ， ，HCCOH COOC4Hg CN COOH具體實(shí)例實(shí)例(l)對主體斷裂表面尚無龜裂粉化的墨的處理取6g明膠于20g溫水中溶脹、溶解，加入35g乙酸丁酯，2.5g司班-80乳化， 使明膠均勻地分散于溶劑中，通氮?dú)獬鹾?，再加入丙烯酸丁酯、丙烯腈單體各 4g，改性氧化鋅納米粉體0.3g及引發(fā)劑過硫酸銨0.15g，在一定溫度下接枝反應(yīng)， 得到均相的溶劑性的明膠/丙烯酸丁酯/丙烯腈(英文縮寫為GEL/BA/AN,下同) 接枝物膠。在修復(fù)膠液中加入一定量的超細(xì)碳黑，調(diào)節(jié)顏色和黏度，加溫攪勻， 使修復(fù)膠液顏色與古墨基本一致，將斷墨放于干凈平臺上，預(yù)對斷墨粘接位置， 準(zhǔn)備簡易裝夾裝置，分別在斷墨的兩端面均勻涂膠后，晾置5min后粘接對合， 放于平臺，粘接兩端用夾具稍加夾緊，室溫下自然晾置4h。實(shí)例(2)對表面龜裂且粉化的墨的處理取4g明膠于15g溫水中溶脹、溶解，然后加入溶有2g司班-80乳化劑的乙 酸丁酯25g作為油相乳化，使明膠均勻地分散于溶劑中，通氮?dú)獬鹾?，再加?丙烯酸丁酯、丙烯腈單體各3g，改性氧化鋅納米粉體0.2g及引發(fā)劑過硫酸鉀0.1g， 在一定溫度下接枝反應(yīng)，得到均相的溶劑性的GEL/BA/AN接枝物膠。在修復(fù)膠 液中加入一定量的超細(xì)碳黑，調(diào)節(jié)顏色和黏度，加溫攪勻，使修復(fù)膠液顏色與古 墨基本一致，將膠液均勻噴涂于墨的龜裂粉化面，放置于一定濕度的環(huán)境中，然 后緩慢地干燥到穩(wěn)定的濕度狀態(tài)。實(shí)例(3)對斷裂且表面粉碎性酥解古墨的處理取10g明膠于25g溫水中溶脹、溶解，加入乙酸丁酯40g，司班-803g乳化， 使明膠均勻地分散于溶劑中，通氮?dú)獬鹾螅偌尤氡┧岫□?、丙烯腈單體各 5g，改性氧化鋅納米粉體0.1g及引發(fā)劑過硫酸鉀0.2g，在一定溫度下接枝反應(yīng)， 得到均相的溶劑性的GEL/BA/AN接枝物膠。在修復(fù)膠液中加入一定量的超細(xì)碳 黑，調(diào)節(jié)顏色和黏度，加溫攪勻，使修復(fù)膠液顏色與古墨基本一致。首先修復(fù)表 面的粉化層，根據(jù)粉化酥解程度確定噴涂修復(fù)膠液的次數(shù)、用量，常溫放置一定 的時間，使膠層滲入粉化和開裂的古墨，固結(jié)和粘接粉化層和開裂處裂紋，然后再緩慢地干燥到穩(wěn)定的狀態(tài)后再修補(bǔ)斷裂面，準(zhǔn)備簡易裝夾裝置，分別在斷墨的 兩端面均勻涂膠，晾置5min后粘接對合，放于平臺，粘接兩端用夾具稍加夾緊， 室溫下自然晾置4h。
實(shí)例(4)對古墨粘接口處表面"做舊"的處理
取4g明膠于15g溫水中溶脹、溶解，加入乙酸丁酯25g，司班-80 2.5g乳化， 使明膠均勻地分散于溶劑中，通氮?dú)獬鹾螅偌尤氡┧岫□?.5g，丙烯腈3.5g， 改性氧化鋅納米粉體0.1g及引發(fā)劑過硫酸鈸0.05g，在一定溫度下接枝反應(yīng)，得 到均相的溶劑性的GEL/BA/AN接枝物膠。在修復(fù)膠液中加入一定量顏料，調(diào)節(jié) 顏色和黏度，加溫攪勻，使修復(fù)膠液顏色與古墨表面成色基本一致。將膠液均勻 填補(bǔ)于斷裂墨粘接后留存的微小縫隙中，排除氣泡，仔細(xì)以毛刷將膠液刷至裂縫 兩端齊平并除去多余部分，室溫下自然晾置4h。
權(quán)利要求
1、一種溶劑性古墨專用膠粘劑，其特征在于該膠粘劑組成成分重量百分比為明膠含量 8％～11％，水含量 25％～30％，溶劑醋酸丁酯含量 45％～50％，第一種接枝改性單體丙烯腈含量 5％～7％，第二種接枝改性單體丙烯酸丁酯含量 5％～7％，氧化鋅納米粉體含量 0.2％～0.4％，乳化劑司班-80含量 3％～5％，引發(fā)劑過硫酸銨或過硫酸鉀含量 0.1％～0.3％。
2、 一種溶劑性古墨專用膠粘劑的制備方法，其特征在于 以下份數(shù)均指重量份數(shù)(1) 、將8 11份明膠于25 30份水中溶脹、溶解；(2) 、將3 5份司班-80乳化劑溶于45 50份乙酸丁酯中，配成油相乳化制劑；(3) 、將第(1)步的明膠加入第(2)步所述油相乳化制劑中，控制溫度 在40 50。C，以250 350r/min速度攪拌1 2h，使其均勻分散；(4) 、通氮?dú)馊コ鯕夂?，再加? 7份丙烯酸丁酯、5 7份丙烯腈單 體，0.2 0.4份氧化鋅納米粉體，0.1 0.3份引發(fā)劑，控溫50 55。C在250~350 r/min左右攪拌強(qiáng)度下聚合3 4h，通過接枝反應(yīng)，得到均相的溶劑性的明膠/丙 烯酸丁酯/丙烯腈接枝物膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溶劑性古墨專用膠粘劑及其制備方法，屬于保護(hù)修復(fù)古代墨文物的一種膠粘劑。該膠粘劑組成成分重量百分比為明膠含量8％～11％，水含量25％～30％，醋酸丁酯含量45％～50％，丙烯腈含量5％～7％，丙烯酸丁酯含量5％～7％，氧化鋅納米粉體(經(jīng)處理)含量0.2％～0.4％，乳化劑司班-80含量3％～5％，引發(fā)劑過硫酸銨或過硫酸鉀含量0.1％～0.3％。該膠粘劑是一種溶劑性的、與古墨本體材料相容性好，親和力強(qiáng)，無溶脹溶解等損傷現(xiàn)象的，具有較高粘接強(qiáng)度、耐老化、防霉抗菌等特點(diǎn)的古墨專用修補(bǔ)膠粘劑。
文檔編號C09J189/00GK101503612SQ20091002580
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者吳來明, 徐方圓, 徐雷雷, 邱建輝, 陳國清 申請人:南京航空航天大學(xué);上海博物館