CN101608082A

CN101608082A - 用于古建彩画的复合封护剂

Info

Publication number: CN101608082A
Application number: CNA2009100234696A
Authority: CN
Inventors: 李玉虎; 柏红英; 周亚军; 马涛
Original assignee: Shaanxi Normal University
Current assignee: Shaanxi Normal University
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2009-12-23
Anticipated expiration: 2029-07-30
Also published as: CN101608082B

Abstract

一种用于古建彩画的复合封护剂，它是由质量浓度为5％的ZB－F600双组份FEVE水性氟树脂19～21份、面漆固化剂0.5～1.5份、水溶性环氧树脂B－63 0.1～0.5份、纳米二氧化硅分散体WV－33 1～2份的原料制成。本发明经老化、表面拒水、耐水性、附着力、柔韧性、硬度、色差试验，试验结果表明，本发明具有耐候性好、耐水性好、附着力强、柔韧性好、耐污染性能和耐磨性能等优点，采用本发明处理过的试样，颜色没有明显的改变。本发明可用于古建彩画起甲、粉化、龟裂、起翘、脱落等病害的处治，也可用于新彩画的保护。

Description

用于古建彩画的复合封护剂

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及到用于古建筑物彩画粉化、起甲、龟裂、起翘、脱落修复的制剂。

背景技术

古建彩画是中国古建筑的重要组成部分，是我国特有的建筑装饰艺术，它不仅具有保护建筑木构件的作用，而且可以起到装饰美化的效果。早在春秋时期就已经有在木结构建筑上施红色涂料的记载；南北朝时期，由于受佛教艺术的影响，又产生了新的建筑装饰图案；宋代彩画多用叠晕画法，使颜色由浅到深或由深到浅，变化柔和没有生硬感，表现出淡雅的风格。这些，在宋代李仲明所著的《营造法式》中就可以证实。到了明、清时期，彩画发展到了它的鼎盛时期，在继承传统的基础上，取材和制作方面又有了新的变化与发展，集历代彩画之精华。今天看见天安门城楼、故宫三大殿以及天坛、颐和园、雍和宫等重要建筑的室内外以及在屋檐之下的金碧红绿彩画，在增强色彩对比的同时突显建筑的庄严、富丽与气势磅礴。

随着时间的流逝，古建筑与仿古建筑上的彩画在绘制一两年后，颜料胶料层出现了严重的脱胶粉化、起甲、龟裂、起翘、脱落等现象，而保持时间较长的彩画粘附了大量灰尘，这些现象严重影响古建的整体艺术形象。一般情况下，表面封护处理是在建筑表面形成致密的、不受影响的表面膜来防止湿气的侵入。目前，使用的表面封护剂主要是有机硅和丙烯酸类，但这些材料的抗老化性能差。在古建筑物技术领域，当前需迫切解决的一个技术问题是对古建彩画提供一种修复的制剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述古建筑物彩画表面封护剂的缺点，为古建彩画提供一种耐候性好、耐水性强、附着力大、柔韧性和耐磨性好、污染小，并且保持古建彩画原始面貌的用于古建彩画的复合封护剂。

解决上述技术问题所采用的技术方案是以下述质量份配比的原料制成：

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 19～21份

面漆固化剂 0.5～1.5份

水溶性环氧树脂B-63 0.1～0.5份

纳米二氧化硅分散体WV-33 1～2份。

制备用于古建彩画的复合封护剂的优选质量份配比为：

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 19～20份

面漆固化剂 0.5～1份

水溶性环氧树脂B-63 0.2～0.4份

纳米二氧化硅分散体WV-33 1～1.5份。

制备用于古建彩画的复合封护剂的最佳质量份配比为：

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 20份

面漆固化剂 1份

水溶性环氧树脂B-63 0.3份

纳米二氧化硅分散体WV-33 1.5份。

上述配比中的各组分均为市场上销售产品，其中ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂及面漆固化剂由大连振邦氟涂料股份有限公司生产，水溶性环氧树脂B-63由蓝星新材料无锡树脂厂生产，纳米二氧化硅分散体WV-33由阿克苏诺贝尔股份有限公司生产。

本发明的制备方法如下：

按常规方法配制质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液，将质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液、面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33在容器内按上述配比混合，用搅拌机搅拌，混匀，制备成复合封护剂。

采用本发明对古建彩画修复的施工方法如下：

清洁古建彩画表面，除去灰尘等污染物，涂刷或喷洒本发明于古建彩画表面两遍，第一遍涂刷或喷洒量为50g/m²，自然干燥，第二遍涂刷或喷洒量为30g/m²，自然干燥，即可。

本发明经老化、表面拒水、耐水性、附着力、柔韧性、硬度、色差试验，试验结果表明，本发明具有耐候性好、耐水性好、附着力强、柔韧性好、耐污染性能和耐磨性能等优点，采用本发明处理过的试样，颜色没有明显的改变。本发明可用于古建彩画起甲、粉化、龟裂、起翘、脱落等病害的修复，也可用于新彩画的保护。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

以制备本发明产品100g为例所用的原料配比及其制备方法如下：

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 87.71g

面漆固化剂 4.39g

水溶性环氧树脂B-63 1.32g

纳米二氧化硅分散体WV-33 6.58g。

上述原料的质量份配比为：

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 20份

面漆固化剂 1份

水溶性环氧树脂B-63 0.3份

纳米二氧化硅分散体WV-33 1.5份。

其制备方法如下：

将质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液、面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33按上述配比盛于250ml烧杯中，用搅拌器搅拌使其混匀，制备成复合封护剂。

实施例2

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 92.23g

面漆固化剂 2.43g

水溶性环氧树脂B-63 0.49g

纳米二氧化硅分散体WV-33 4.85g。

上述原料的质量份配比为：

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 19份

面漆固化剂 0.5份

水溶性环氧树脂B-63 0.1份

纳米二氧化硅分散体WV-33 1份。

其制备方法与实施例1相同。

实施例3

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 84g

面漆固化剂 6g

水溶性环氧树脂B-63 2g

纳米二氧化硅分散体WV-33 8g。

上述原料的质量份配比为：

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 21份

面漆固化剂 1.5份

水溶性环氧树脂B-63 0.5份

纳米二氧化硅分散体WV-33 2份。

其制备方法与实施例1相同。

实施例4

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 91.78g

面漆固化剂 2.42g

水溶性环氧树脂B-63 0.97g

纳米二氧化硅分散体WV-33 4.83g。

上述原料的质量份配比为：

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 19份

面漆固化剂 0.5份

水溶性环氧树脂B-63 0.2份

纳米二氧化硅分散体WV-33 1份。

其制备方法与实施例1相同。

实施例5

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 87.33g

面漆固化剂 4.37g

水溶性环氧树脂B-63 1.75g

纳米二氧化硅分散体WV-33 6.55g。

上述原料的质量份配比为：

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 20份

面漆固化剂 1份

水溶性环氧树脂B-63 0.4份

纳米二氧化硅分散体WV-33 1.5份。

其制备方法与实施例1相同。

为了确定本发明的最佳配比，发明人进行了大量的实验室研究实验，各种实验情况如下：

实验仪器：视频光学接触角测量仪，型号为OCA20，由德国Dataphysics公司生产；漆膜电动附着力试验仪，型号为QFD，由天津永利达材料试验机有限公司生产；数显涂层杯突试验仪，型号为QBJ，由天津永利达材料试验机有限公司生产；全自动测色色差计，型号为DC-P3，由北京市兴光测色仪器公司生产。

1、ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液的用量对复合封护剂性能的影响

取质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液、面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33共5组，质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液的用量分别为18.5g、19g、20g、21g、21.5g，每组添加1g面漆固化剂、0.3g水溶性环氧树脂B-63、1.5g纳米二氧化硅分散体WV-33，搅拌混合，制备成复合封护剂，分别涂刷在模拟样板表面制备成试样，自然干燥。采用全自动测色色差计测试试样的色差，视频光学接触角测量仪测试接触角，数显涂层杯突试验仪测试柔韧性，参照GB1730-79铅笔硬度测定法》测试硬度。

测试结果见表1。

表1 ZB-F600的用量对复合封护剂性能的影响

由表1可见，质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为18.5∶1∶0.3∶1.5时，色差较大，会影响彩画的原貌；质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为21.5∶1∶0.3∶1.5时，接触角较小，耐水性差；质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为19～21∶1∶0.3∶1.5时，色差、接触角、柔韧性、硬度较好，其中质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为20∶1∶0.3∶1.5时，色差、接触角、柔韧性、硬度最好。

2、面漆固化剂的用量对复合封护剂性能的影响

取质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液、面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33共5组，面漆固化剂的用量为0.1g、0.5g、1g、1.5g、2g，每组添加20g质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液、0.3g水溶性环氧树脂B-63、1.5g纳米二氧化硅分散体WV-33，搅拌混合，制备成复合封护剂，分别涂刷在模拟样板表面制备成试样，自然干燥后，用实验1的测试仪器和测试方法测试试样的色差、接触角、柔韧性、硬度。

测试结果见表2。

表2面漆固化剂的用量对复合封护剂性能的影响

由表2可见，质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为20∶0.1∶0.3∶1.5时，接触角较小，即耐水性较差；质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为20∶2∶0.3∶1.5时，色差较大，会影响彩画的原貌；质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为20∶0.5～1.5∶0.3∶1.5时，色差、接触角、柔韧性、硬度较好，其中质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为20∶1∶0.3∶1.5时，色差、接触角、柔韧性、硬度最好。

3、水溶性环氧树脂B-63的用量对复合封护剂性能的影响

取质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液、面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33共5组，水溶性环氧树脂B-63的用量为0.05g、0.1g、0.3g、0.5g、0.55g，每组添加20g质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液、1g面漆固化剂、1.5g纳米二氧化硅分散体WV-33，搅拌混合，制备成复合封护剂，分别涂刷在模拟样板表面制备成试样，自然干燥后，用实验1的测试仪器和测试方法测试试样的色差、接触角、柔韧性、硬度。

测试结果见表3。

表3水溶性环氧树脂B-63的用量对复合封护剂性能的影响

由表3可见，质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为20∶1∶0.05∶1.5时，柔韧性较小；质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为20∶1∶0.55∶1.5时，色差较大，会影响彩画的原貌；质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为20∶1∶0.1～0.5∶1.5时，色差、接触角、柔韧性、硬度较好，其中质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为20∶1∶0.3∶1.5时，色差、接触角、柔韧性、硬度最好。

4、纳米二氧化硅分散体WV-33的用量对复合封护剂性能的影响

取质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液、面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33共5组，纳米二氧化硅分散体WV-33的用量为0.5g、1g、1.5g、2g、2.5g，每组添加20g质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液、1g面漆固化剂、0.3g水溶性环氧树脂B-63，搅拌混合，制备成复合封护剂，分别涂刷在模拟样板表面制备成试样，自然干燥后，用实验1的测试仪器和测试方法测试试样的色差、接触角、柔韧性、硬度。

测试结果见表4。

由表4可见，质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为20∶1∶0.3∶0.5时，硬度较小；质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为20∶1∶0.3∶2.5时，色差较大，柔韧性较小；质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为20∶1∶0.3∶1～2时，色差、接触角、柔韧性、硬度较好，其中质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为20∶1∶0.3∶1.5时，色差、接触角、柔韧性、硬度最好。

表4纳米二氧化硅分散体WV-33的用量对复合封护剂生能的影响

实验结论：由以上实验得出，质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液、面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33按质量份比为19～21∶0.5～1.5∶0.1～0.5∶1～2制备的复合封护剂处理的彩画的效果较好，最佳的质量份比为20∶1∶0.3∶1.5。

为了验证本发明的有益效果，发明人采用本发明实施例1制备的用于古建彩画的复合封护剂进行了实验室实验，各种实验情况如下：

制备样品试板：截取14.0cm×7.0cm×0.5cm的木板若干块，木板上刷一层熟桐油，放置晾干；将猪血、砖灰、桐油按质量比为1∶1.5∶1的比例搅拌均匀，调制成腻子，均匀地涂在钻油的木板上层，使涂膜厚度为2mm，放置晾干，在腻子上层刷一层熟桐油，放置晾干，用砂纸打磨钻油之后的腻子表面，使其平整，制备成试板。熬制质量浓度为5％的骨胶水，用群青调制颜料，涂刷一遍在试板的表面上，将涂刷过颜料的试板分为两组，一组作为空白试板，另一组涂刷本发明封护剂两遍，第一遍涂刷或喷洒量为50g/m²，自然干燥，第二遍涂刷或喷洒量为30g/m²，自然干燥，制备成样品试板。

1、老化试验方法

在老化试验前对所进行老化试验的空白试板和样品试板采用确定最佳配比试验1的测试仪器和测试方法测试色差、接触角、柔韧性、硬度，并采用漆膜电动附着力试验仪测试附着力，采用GB/T1733-93《浸水实验法(甲法)》进行耐水性能测定。将所制备的样品试板和空白试板各均分成三组，一组置于功率为25W、高度为20cm的紫外灯下进行老化试验，第二组置于温度为50℃、相对湿度为80RH％的湿热老化箱进行老化试验，第三组置于温度为105℃的干热老化箱进行老化试验，每组老化试验30天。

2、测试表面拒水性能

采用视频光学接触角测量仪测试空白试板和样品试板老化后的接触角，老化前和老化后接触角的测试结果见表5。

表5空白试板和样品试板老化前后的接触角

由表5可知，样品试板老化前的接触角与空白试板老化前的接触角相比，增加了60.3°；经过紫外、干热、湿热老化后，空白试板的接触角明显降低，样品试板的接触角降低较小，表明本发明能显著提高古建彩画表面的拒水性。

3、测试耐水性能

采用GB/T1733-93《浸水实验法(甲法)》，测试空白试板和样品试板老化后的耐水性能。

老化前和老化后耐水性的测试结果见表6。

表6空白试板和样品试板老化前后的耐水性能

从表6可见，空白试板会随着老化时间的延长耐水性能变差，产生泛白、起泡、粉化、溶胀等病害，而样品试板无明显变化，表明本发明能显著提高古建彩画表面的耐水性能。

4、测试附着力

采用漆膜电动附着力试验仪测试空白试板和样品试板老化后的附着力，老化前和老化后附着力的测试结果见表7。

表7空白试板和样品试板老化前后附着力等级变化情况

注：附着力分为1-7级，1级最好，7级最差。

由表7可见，老化前，空白试板的附着力为6级，样品试板为2级；经过30天的紫外线、干热、湿热老化后，空白试板迅速老化，附着力为7级，样品试板附着力为3级，附着力保持较好，表明本发明可以显著提高粘结力，防止古建彩画的龟裂、起翘等病害的发生。

5、测试柔韧性

采用数显涂层杯突试验仪测试空白试板和样品试板老化后的柔韧性，老化前和老化后柔韧性的测试结果见表8。

表8空白试板和样品试板老化前后柔韧性数值变化情况

从表8明显看出，样品试板的柔韧性比空白试板显著提高，而且经过紫外线老化、干热老化、湿热老化后，样品试板的柔韧性降低较小，表明本发明具有较好的柔韧性，可以有效地防止古建彩画粉化、起甲、脱落等病害的发生。

6、测试硬度

参照GB1730-79《铅笔硬度测定法》，测试空白试板和样品试板老化后的硬度，测试结果见表9。

表9空白试板和样品试板老化前后硬度变化情况

由表9可见，老化前样品试板的硬度明显大于空白试板，老化后样品试板的硬度降低较小，表明本发明能提高古建彩画表面的耐污染性能和耐磨性能。

7、测试色差

采用全自动测色色差计测试空白试板和样品试板老化后的色差。

老化前和老化后色差的测试结果见表10。

表10空白试板和样品试板老化前后色差的变化情况

从表10可见，样品试板与空白试板在老化前后色差都有不同程度的改变。空白试板在紫外线老化后ΔE变化最大，为6.37，样品试板的ΔE为3.60；干热老化后，空白试板的ΔE为4.14，样品试板的ΔE为2.35；相比之下，湿热老化后，样品试板的ΔE变化较小，表面本发明能保持古建彩画的原来面貌。

8、结论

将质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33按质量比为19～21∶0.5～1.5∶0.1～0.5∶1～2的配比制备的复合封护剂处理的彩画，耐候性、耐水性、附着力、柔韧性、耐污染性和耐磨性等性能较好，其中质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂水溶液与面漆固化剂、水溶性环氧树脂B-63、纳米二氧化硅分散体WV-33的质量比为20∶1∶0.3∶1.5最佳。

Claims

1、一种用于古建彩画的复合封护剂，其特征在于它是由下述质量份比的原料制成：

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 19～21份

面漆固化剂 0.5～1.5份

水溶性环氧树脂B-63 0.1～0.5份

纳米二氧化硅分散体WV-33 1～2份。

2、按照权利要求1所述的用于古建彩画的复合封护剂，其特征在于其中由下述质量份比的原料制成：

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 19～20份

面漆固化剂 0.5～1份

水溶性环氧树脂B-63 0.2～0.4份

纳米二氧化硅分散体WV-33 1～1.5份。

3、按照权利要求1所述的用于古建彩画的复合封护剂，其特征在于其中由下述质量份配比的原料制成：

质量浓度为5％的ZB-F600双组份FEVE水性氟树脂 20份

面漆固化剂 1份

水溶性环氧树脂B-63 0.3份

纳米二氧化硅分散体WV-33 1.5份。