CN101503612B - 溶剂性古墨专用修补胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种溶剂性古墨专用胶粘剂及其制备方法，属于保护修复古代墨文物的一种胶粘剂。该胶粘剂组成成分重量百分比为：明胶含量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％，改性氧化锌纳米粉体(经处理)含量0.2％～0.4％，乳化剂司班-80含量3％～5％，引发剂过硫酸铵或过硫酸钾含量0.1％～0.3％。该胶粘剂是一种溶剂性的、与古墨本体材料相容性好，亲和力强，无溶胀溶解等损伤现象的，具有较高粘接强度、耐老化、防霉抗菌等特点的古墨专用修补胶粘剂。

Description

溶剂性古墨专用修补胶粘剂及其制备方法 

一、技术领域

本发明的溶剂性古墨专用修补胶粘剂及其制备方法，属于保护修复古代墨文物的一种胶粘剂，专用于修复断裂、开裂、表面粉化、酥解等损伤的古墨。 

二、背景技术

目前专门用于修复古墨的胶粘剂国内尚未见报道，对于开裂、断裂古墨的修复通常使用一些传统的方法，或者采用现有的一些胶粘剂。 

例如，直接将制墨中的明胶配成水溶液胶粘剂进行粘接，但这种方法的一个致命缺陷是，由于古墨属于水溶性的材料(主要是古墨中的主体材料明胶溶水)，在古墨开裂修复部分的界面处，会被明胶水溶液胶粘剂溶胀、溶解，乃至渗入古墨的内部，导致修复了断裂的古墨，却诱发了断裂处周围古墨的龟裂、脆化，产生不允许的保护性的损伤。另外，明胶水溶液胶粘剂粘度低、粘附力小、粘接强度偏低，也难以满足修补强度的要求。 

还有，采用老墨加水研磨出的浓墨汁作为胶来涂于古墨的断面，依赖墨中所含的明胶来粘接，或将制墨用的明胶隔水炖成水溶性胶后再加入烟黑等，然后涂于古墨断面进行粘接修复。但由于这些胶粘剂的实质均属于水溶性明胶，会产生与上述胶同样的弊端，而且纯粹用明胶作为胶粘剂来修补古墨，其耐老化性能也不能满足要求。 

另外，还有采用通常使用的502胶(α-氰基丙烯酸酯胶)、聚氨酯和环氧树脂等有溶剂或无溶剂的有机高分子胶来粘接修补古墨，虽粘接强度较高，但会产生明显的有色粘接缝线，影响古墨的外观，极易造成保护性损伤。 

显然，采用上述胶粘剂及其方法来粘接修补古墨，均难以满足文物保护的要求。因为用于古墨修补保护的胶粘剂首先必须具备非水剂性，不能对古墨产生任何细微的溶胀溶解，并应具有一定的初粘力、耐老化性，不能对古墨产生保护性损伤；另外，应尽量采用与被修文物母体材料相同或相似的材料来作为修补胶粘剂中的组分，即以古墨中主体材料的明胶为主的接枝改性物作为古墨修补胶粘 剂，具有与古墨亲和力强、相容性好等特点，这是文物保护中常采用的方法，能够满足文物保护“修旧如旧，保持原貌”的要求。 

三、发明内容

本发明的目的在于，针对断裂古墨修复的具体要求及特点，研制一种溶剂性的、与古墨本体材料相容性好，亲和力强，无溶胀溶解等损伤现象的，具有较高粘接强度、耐老化、防霉抗菌等特点的古墨专用修补胶粘剂及其制备方法。 

本发明的溶剂性古墨专用胶粘剂的重量百分比： 

明胶含量                            8％～11％， 

水含量                              25％～30％， 

溶剂醋酸丁酯含量                    45％～50％， 

第一种接枝改性单体丙烯腈含量        5％～7％， 

第二种接枝改性单体丙烯酸丁酯含量    5％～7％， 

改性氧化锌纳米粉体含量                  0.2％～0.4％， 

乳化剂司班-80含量                   3％～5％， 

引发剂过硫酸铵或过硫酸钾含量        0.1％～0.3％。 

一种溶剂性古墨专用胶粘剂的制备方法，其特征在于： 

以下份数均指重量份数： 

(1)、将8～11份明胶于25～30份水中溶胀、溶解； 

(2)、将3～5份司班-80乳化剂溶于45～50份乙酸丁酯中，配成油相乳化制剂； 

(3)、将第(1)步的明胶加入第(2)步所述油相乳化制剂中，控制温度在40～50℃，以250～350r/min速度搅拌1～2h，使其均匀分散； 

(4)、通氮气去除氧气后，再加入5～7份丙烯酸丁酯、5～7份丙烯腈单体，0.2～0.4份改性氧化锌纳米粉体，0.1～0.3份引发剂，控温50～55℃在250～350r/min左右搅拌强度下聚合3～4h，通过接枝反应，得到均相的溶剂性的明胶/丙烯酸丁酯/丙烯腈接枝物胶。 

本发明胶粘剂选择墨中胶质材料明胶为主，通过反相乳液接枝聚合改性，并加入纳米材料改性制得，既保持了古墨胶质材料明胶的特性，又融合了丙烯酸酯 类材料良好的初粘性、柔韧性和耐老化性。应用本发明胶粘剂修复后的古墨具有加固性、耐老化性、防霉抗菌性、可再保护性等特点，不仅解决了胶粘剂与古墨的相容性、亲和力的问题，也解决了水剂型或乳液型明胶修补胶对古墨会产生溶解溶胀和渗透等保护性损伤问题；也解决了有溶剂或无溶剂的有机高分子胶粘接修补古墨，会产生明显的有色粘接缝线，影响古墨的外观，造成保护性损伤问题。将天然高分子材料、小分子改性材料及纳米材料合而为一，对断裂、开裂或者表面龟裂酥化的古墨进行保护修复，针对性强、优势明显、新颖独特，能够满足古墨文物保护“修旧如旧，保持原貌”的要求。 

四、附图说明

(无) 

五、具体实施方式

本发明溶剂性古墨专用胶粘剂以古墨中的胶质材料明胶为主体，加入了丙烯酸酯类等改性材料，加入了处理后的纳米氧化锌粉体材料，通过反相乳液接枝聚合制得。 

明胶接枝改性前需经过预处理过程，具体是，明胶需首先在水相中进行溶胀、溶解，然后加入溶有乳化剂的乙酸丁酯作为油相乳化，使明胶均匀地分散于溶剂中。 

改性氧化锌纳米粉体由自行合成，市场也能购得。由于纳米颗粒容易团聚，不能在胶液中均匀分散，不能起到其应有的性能和作用，因此必须经过改性处理。纳米氧化锌粒子经过甲基丙烯酸甲酯进行原位改性聚合处理，原理为，利用纳米粒子表面巨大的表面能吸附甲基丙烯酸甲酯单体，在纳米粉体表面的聚合形成包覆层，从而改善其在有机介质中分散性、润湿性及良好的界面调控性。具体改性的过程是，将需要处理的纳米氧化锌、乳化剂十二烷基磺酸钠在搅拌下加入到一定量的蒸馏水及甲基丙烯酸甲酯中，控温60～80℃，加入过硫酸铵引发聚合，保温反应60min，出料。改性处理后的纳米粒子能够均匀地分散明胶接枝改性物中，从而能更好地发挥增强和防霉抗菌作用。 

溶剂性古墨专用胶粘剂的设计反应原理及具体配方： 

具体实例： 

实例(1)对主体断裂表面尚无龟裂粉化的墨的处理： 

取6g明胶于20g温水中溶胀、溶解，加入35g乙酸丁酯，2.5g司班-80乳化，使明胶均匀地分散于溶剂中，通氮气除氧后，再加入丙烯酸丁酯、丙烯腈单体各4g，改性氧化锌纳米粉体0.3g及引发剂过硫酸铵0.15g，在一定温度下接枝反应，得到均相的溶剂性的明胶/丙烯酸丁酯/丙烯腈(英文缩写为GEL/BA/AN，下同)接枝物胶。在修复胶液中加入一定量的超细碳黑，调节颜色和黏度，加温搅匀，使修复胶液颜色与古墨基本一致，将断墨放于干净平台上，预对断墨粘接位置，准备简易装夹装置，分别在断墨的两端面均匀涂胶后，晾置5min后粘接对合，放于平台，粘接两端用夹具稍加夹紧，室温下自然晾置4h。 

实例(2)对表面龟裂且粉化的墨的处理： 

取4g明胶于15g温水中溶胀、溶解，然后加入溶有2g司班-80乳化剂的乙酸丁酯25g作为油相乳化，使明胶均匀地分散于溶剂中，通氮气除氧后，再加入丙烯酸丁酯、丙烯腈单体各3g，改性氧化锌纳米粉体0.2g及引发剂过硫酸钾0.1g，在一定温度下接枝反应，得到均相的溶剂性的GEL/BA/AN接枝物胶。在修复胶液中加入一定量的超细碳黑，调节颜色和黏度，加温搅匀，使修复胶液颜色与古墨基本一致，将胶液均匀喷涂于墨的龟裂粉化面，放置于一定湿度的环境中，然后缓慢地干燥到稳定的湿度状态。 

实例(3)对断裂且表面粉碎性酥解古墨的处理： 

取10g明胶于25g温水中溶胀、溶解，加入乙酸丁酯40g，司班-80 3g乳化，使明胶均匀地分散于溶剂中，通氮气除氧后，再加入丙烯酸丁酯、丙烯腈单体各5g，改性氧化锌纳米粉体0.1g及引发剂过硫酸钾0.2g，在一定温度下接枝反应，得到均相的溶剂性的GEL/BA/AN接枝物胶。在修复胶液中加入一定量的超细碳黑，调节颜色和黏度，加温搅匀，使修复胶液颜色与古墨基本一致。首先修复表面的粉化层，根据粉化酥解程度确定喷涂修复胶液的次数、用量，常温放置一定的时间，使胶层渗入粉化和开裂的古墨，固结和粘接粉化层和开裂处裂纹，然后 再缓慢地干燥到稳定的状态后再修补断裂面，准备简易装夹装置，分别在断墨的两端面均匀涂胶，晾置5min后粘接对合，放于平台，粘接两端用夹具稍加夹紧，室温下自然晾置4h。 

实例(4)对古墨粘接口处表面“做旧”的处理： 

取4g明胶于15g温水中溶胀、溶解，加入乙酸丁酯25g，司班-80 2.5g乳化，使明胶均匀地分散于溶剂中，通氮气除氧后，再加入丙烯酸丁酯2.5g，丙烯腈3.5g，改性氧化锌纳米粉体0.1g及引发剂过硫酸铵0.05g，在一定温度下接枝反应，得到均相的溶剂性的GEL/BA/AN接枝物胶。在修复胶液中加入一定量颜料，调节颜色和黏度，加温搅匀，使修复胶液颜色与古墨表面成色基本一致。将胶液均匀填补于断裂墨粘接后留存的微小缝隙中，排除气泡，仔细以毛刷将胶液刷至裂缝两端齐平并除去多余部分，室温下自然晾置4h。 

Claims (2)

1.一种溶剂性古墨专用胶粘剂，其特征在于该胶粘剂组成成分重量百分比为：

明胶含量                              8％～11％，

水含量                                25％～30％，

溶剂醋酸丁酯含量                      45％～50％，

第一种接枝改性单体丙烯腈含量          5％～7％，

第二种接枝改性单体丙烯酸丁酯含量      5％～7％，

改性氧化锌纳米粉体含量                0.2％～0.4％，

乳化剂司班-80含量                     3％～5％，

引发剂过硫酸铵或过硫酸钾含量          0.1％～0.3％。

2.一种溶剂性古墨专用胶粘剂的制备方法，其特征在于：

以下份数均指重量份数：

(1)、将8～11份明胶于25～30份水中溶胀、溶解；

(2)、将3～5份司班-80乳化剂溶于45～50份乙酸丁酯中，配成油相乳化制剂；

(3)、将第(1)步的明胶加入第(2)步所述油相乳化制剂中，控制温度在40～50℃，以250～350r/min速度搅拌1～2h，使其均匀分散；

(4)、通氮气去除氧气后，再加入5～7份丙烯酸丁酯、5～7份丙烯腈单体，0.2～0.4份改性氧化锌纳米粉体，0.1～0.3份引发剂，控温50～55℃在250～350r/min左右搅拌强度下聚合3～4h，通过接枝反应，得到均相的溶剂性的明胶/丙烯酸丁酯/丙烯腈接枝物胶。