CN105820702B

CN105820702B - 历史古建筑防护材料

Info

Publication number: CN105820702B
Application number: CN201610405278.6A
Authority: CN
Inventors: 倪志军; 张亮亮; 言志超; 倪明; 吴波; 杨转运; 刘会; 伍贤玲; 刘文春; 其他发明人请求不公开姓名
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2018-09-21
Anticipated expiration: 2036-06-08
Also published as: CN105820702A

Abstract

本发明公开一种历史古建筑防护材料，以重量百分比计算，由6‑10％的耐火矿物质，3‑7％的粘合剂，2‑5％的难燃防火添加剂，12‑15％的有机溶剂，2‑5％的成膜助剂，1‑2％的憎水剂，2‑4％的稀释剂，1‑3％的固化剂，3‑6％的防蛀剂以及余量的难燃树脂组成，采用本发明所提供的防护材料具有较强的防火及防水性，同时还兼具防蛀的作用，用其涂覆在木质材料上后能有效延长木质材料的寿命及保存时间，且防护材料流动性好，无需高温固化，非常适合无法另行加热的木质古建筑。

Description

历史古建筑防护材料

技术领域

本发明涉及文物保护技术领域，具体设计一种历史古建筑防护材料。

背景技术

我国是个具有5000多年历史的文明古国，祖先给我们留下了厚实的文化遗产，包括古建筑、竹刻、木雕、壁画、书画、雕塑、摩崖石刻、金属及陶瓷制品等数不胜数，还有不断出土的大量文物都是我国人民的宝贵财富，这些文物不仅是中国人民的宝贵财富，也是世界人民的宝贵财富，具有很高的学术研究、艺术欣赏价值，随着人民生活水平的提高，对文物的欣赏需求也越发地高涨，但人们在欣赏文物的同时也极易给文物带来一定的损坏，特别是一些古建筑，其梁、檩、柱等大多为木质结构，具有良好的燃烧和传播火焰性能，若发生火灾后果不堪设想；另外还有一些仿古建筑，也采用了大量的木质结构，为确保这些木质材料具有较好的防火性能往往需在其表面涂覆防火材料，但这些防火材料仅能起到一定的阻燃作用，防火效果不好同时不能兼具防水的作用。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种历史古建筑防护材料，将该材料涂覆在待保护的文物或文物防护罩的外表面能同时起到防火、防水和防蛀的作用。

技术方案如下：一种历史古建筑防护材料，其关键在于：以重量百分比计算，由6-10％的耐火矿物质，3-7％的粘合剂，2-5％的难燃防火添加剂，12-15％的有机溶剂，2-5％的成膜助剂，1-2％的憎水剂，2-4％的稀释剂，1-3％的固化剂，3-6％的防蛀剂以及余量的难燃树脂组成；

所述耐火矿物质由以下组分组成：按重量百分比计算，20-30％的石英砂，15-30％的碳酸钙以及余量的氧化铝；所述粘合剂由以下组分组成：按重量百分比计算，30-50％的水玻璃和50-70％的羧甲基纤维素组成；所述难燃防火添加剂由以下组分组成：按重量百分比计算，20-35％的硼酸锌、6-12％的氧化锑和余量的十溴联苯醚组成；所述难燃树脂由以下组分组成：按重量百分比计算，10-20％的丁腈橡胶，5-25％的环氧树脂、5-15％的过氯乙烯和余量的酚醛树脂。

采用本技术方案该防护材料具有较强的耐火性及较好的防水性，同时还兼具防蛀的作用，用其涂覆在木质材料上后能有效延长木质材料的寿命及保存时间。

作为优选：按重量百分比计算，所述有机溶剂由14-25％的乙烯乙二醇醚、6-10％的乙酸乙酯及余量的桐油组成。采用此方案溶剂与其他成分的溶解性好，同时溶剂中的桐油还具有一定的防水、防腐和杀虫的作用。

所述成膜助剂为丙二醇丁醚。

所述憎水剂为聚硅氧烷粉末。

按重量百分比计算，所述稀释剂由30-60％的醋酸丁酯，8-15％的苯乙烯及余量的异丙醇组成。采用此方案有利于提高防护材料的流动性。

按重量百分比计算，所述固化剂由25-40％的氨乙基哌嗪AE及60-75％的二乙烯三胺组成。采用本方案制得的防护材料无需高温固化，非常适合无法另行加热的木质古建筑。

上述防蛀剂为香樟叶、艾叶及阴香叶的提取物。防蛀剂全部从植物中提取，无任何毒副作用，防蛀效果好。

一种历史古建筑防护材料，其关键在于：以重量百分比计算，由8％的耐火矿物质，5％的粘合剂，3％的难燃防火添加剂，13％的有机溶剂，3％的成膜助剂，1.5％的憎水剂，3％的稀释剂，2％的固化剂，5％的防蛀剂以及余量的难燃树脂组成。采用此方案制得的防护材料防水性、防火性及防蛀效果最佳。

有益效果：采用本发明所提供的防护材料具有较强的防火及防水性，同时还兼具防蛀的作用，用其涂覆在木质材料上后能有效延长木质材料的寿命及保存时间，且防护材料流动性好，无需高温固化，非常适合无法另行加热的木质古建筑。

具体实施方式

下面结合实施例和试验数据对本发明作进一步说明。

实施例1，一种历史古建筑防护材料，以重量百分比计算，由6％的耐火矿物质，3％的粘合剂，2％的难燃防火添加剂，12％的有机溶剂，2％的成膜助剂，1％的憎水剂，2％的稀释剂，1％的固化剂，3％的防蛀剂以及余量的难燃树脂组成，所述成膜助剂为丙二醇丁醚，所述憎水剂为聚硅氧烷粉末，所述防蛀剂为香樟叶、艾叶及阴香叶的提取物。

按重量百分比计算：

所述耐火矿物质由20％的石英砂，15％的碳酸钙以及65％的氧化铝组成；所述粘合剂由30％的水玻璃和70％的羧甲基纤维素组成；所述难燃防火添加剂由20％的硼酸锌、6％的氧化锑和74％的十溴联苯醚组成；所述难燃树脂由10％的丁腈橡胶，5％的环氧树脂，5％的过氯乙烯和80％的酚醛树脂组成；所述有机溶剂由14％的乙烯乙二醇醚、6％的乙酸乙酯及80％的桐油组成；所述稀释剂由30％的醋酸丁酯，8％的苯乙烯及62％的异丙醇组成；所述固化剂由25％的氨乙基哌嗪AE及75％的二乙烯三胺组成。

实施例2，一种历史古建筑防护材料，以重量百分比计算，由10％的耐火矿物质，7％的粘合剂，5％的难燃防火添加剂，15％的有机溶剂，5％的成膜助剂，2％的憎水剂，4％的稀释剂，3％的固化剂，6％的防蛀剂以及余量的难燃树脂组成，所述成膜助剂为丙二醇丁醚，所述憎水剂为聚硅氧烷粉末，所述防蛀剂为香樟叶、艾叶及阴香叶的提取物。

按重量百分比计算：

所述耐火矿物质由30％的石英砂，30％的碳酸钙以及40％的氧化铝组成；所述粘合剂由50％的水玻璃和50％的羧甲基纤维素组成；所述难燃防火添加剂由35％的硼酸锌、12％的氧化锑和53％的十溴联苯醚组成；所述难燃树脂由20％的丁腈橡胶，25％的环氧树脂，15％的过氯乙烯和40％的酚醛树脂组成；所述有机溶剂由25％的乙烯乙二醇醚、10％的乙酸乙酯及65％的桐油组成；所述稀释剂由60％的醋酸丁酯，15％的苯乙烯及25％的异丙醇组成；所述固化剂由40％的氨乙基哌嗪AE及60％的二乙烯三胺组成。

实施例3，一种历史古建筑防护材料，以重量百分比计算，由8％的耐火矿物质，5％的粘合剂，3％的难燃防火添加剂，13％的有机溶剂，3％的成膜助剂，1.5％的憎水剂，3％的稀释剂，2％的固化剂，5％的防蛀剂以及余量的难燃树脂组成，所述成膜助剂为丙二醇丁醚，所述憎水剂为聚硅氧烷粉末，所述防蛀剂为香樟叶、艾叶及阴香叶的提取物。

按重量百分比计算：

所述耐火矿物质由25％的石英砂，22％的碳酸钙以及53％的氧化铝组成；所述粘合剂由40％的水玻璃和60％的羧甲基纤维素组成；所述难燃防火添加剂由25％的硼酸锌、9％的氧化锑和66％的十溴联苯醚组成；所述难燃树脂由15％的丁腈橡胶，15％的环氧树脂，10％的过氯乙烯和60％的酚醛树脂组成；所述有机溶剂由19％的乙烯乙二醇醚、8％的乙酸乙酯及73％的桐油组成；所述稀释剂由45％的醋酸丁酯，11％的苯乙烯及44％的异丙醇组成；所述固化剂由32％的氨乙基哌嗪AE及68％的二乙烯三胺组成。

实施例4：一种防护材料制备方法，按以下步骤进行：

步骤(1)准备原料：根据原料配方按比例称取耐火矿物质、粘合剂、难燃防火添加剂、有机溶剂、成膜助剂、憎水剂、稀释剂、固化剂、防蛀剂以及难燃树脂备用；

步骤(2)制备耐火矿物膏：将耐火矿物质粉碎过筛，将筛下物投入搅拌罐中并加入二分之一的粘合剂搅拌均匀，然后再加入难燃防火添加剂后继续搅拌得到耐火矿物膏；

步骤(3)：制备耐火脂料：在难燃树脂中加入有机溶剂和稀释剂后搅拌均匀得到耐火脂料；

步骤(4)：制备防蛀剂：将香樟叶、艾叶及阴香叶按4:2:3的比例混合后，粉碎，将粉碎物投入反应釜中并加入乙醇浸泡10小时，所加入的乙醇量为香樟叶、艾叶及阴香叶混合物重量的4倍；将浸泡后的香樟叶、艾叶、阴香叶和乙醇的混合物过滤，然后将滤液浓缩得到所需的防蛀剂；

步骤(5)：将耐火矿物膏和耐火脂料一起投入混合罐中，加入剩余的粘合剂，并加热至70℃搅拌6小时得到矿脂混合物；

步骤(6)：在矿脂混合物中依次加入憎水剂、成膜助剂、防蛀剂后搅拌均匀，再加入固化剂后继续搅拌1.5小时即可。

下面结合试验例和试验数据对本发明作进一步说明。

(一)试验材料，如表1所示。

(二)试验样本制备方法：

取四块块规格为1016mm×19mm×10mm的木板分别编号为①-⑤；

按实施例4所述的一种防护材料制备方法分别将表1中试验组1、试验2和试验组3中各组原料成分制备成待用防护材料，并将其涂覆在编号为①、②、③的木板上制得试验样本组Ⅰ、试验样本组Ⅱ和试验样本组Ⅲ；

将市售普通防火材料直接涂覆在编号为④的木板上制得对照组Ⅳ；

将编号为⑤的木板不做任何处理得到空白组Ⅴ。

(三)试验方法：

1、不透水性，按GB/T 16777-2008的规定进行测定。

2、木材阻燃性测定，按GA/T 42.2-92的规定进行测定。

3、氧指数测试，按GB/T 2406-93的规定进行测定。

4、防虫蛀测试，按DA/T 27-2000的规定进行。

(四)试验结果，如表2和表3所示。

从表2的试验结果中可以看出，未作任何处理的空白组不具有防水性，有焰燃烧时间长，燃烧质量损失率高，因此不作任何处理的空白组木板既不能防水又不能防火；与对照组相比，三组试验样本组均具有良好的不透水性，防水效果好，而市售普通的防火材料防水性能差；三组试验样本组的氧指数较对照组相比具有显著提升，达到了难燃木材水平；三组试验样本组的有焰燃烧时间与对照组相比显著降低，燃烧质量损失率也较对照组有较大幅度的降低，因此三组试验样本组达到了阻燃木制品的要求，同时其防火性较市售普通防火材料相比更好。

注：+++表示重度中毒现象，++表示重度中毒现象，-表示未见明显中毒现象

从表3可以看出，不作任何处理以及采用市售的普通防火材料制得的空白组和对照组对常见的木材蛀虫抵抗性差，基本不能抵御虫蛀，而采用本发明所提供的历史古建筑防护材料制得的涂料涂覆后的三组试验样本组均具有良好的防虫蛀功能。

综上所述，本发明所提供的一种历史古建筑防护材料，具有良好的防火、防水和防蛀作用，同时与现有的防火材料相比其防火、防水性能更好，且兼具普通防火材料不具备的防蛀作用。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种历史古建筑防护材料，其特征在于：以重量百分比计算，由6-10％的耐火矿物质，3-7％的粘合剂，2-5％的难燃防火添加剂，12-15％的有机溶剂，2-5％的成膜助剂，1-2％的憎水剂，2-4％的稀释剂，1-3％的固化剂，3-6％的防蛀剂以及余量的难燃树脂组成；

所述耐火矿物质由以下组分组成：按重量百分比计算，20-30％的石英砂，15-30％的碳酸钙以及余量的氧化铝；

所述粘合剂由以下组分组成：按重量百分比计算，30-50％的水玻璃和50-70％的羧甲基纤维素；

所述难燃防火添加剂由以下组分组成：按重量百分比计算，20-35％的硼酸锌、6-12％的氧化锑和余量的十溴联苯醚；

所述难燃树脂由以下组分组成：按重量百分比计算，10-20％的丁腈橡胶，5-25％的环氧树脂、5-15％的过氯乙烯和余量的酚醛树脂；

按重量百分比计算，所述有机溶剂由14-25％的乙烯乙二醇醚、6-10％的乙酸乙酯及余量的桐油组成；

所述防蛀剂为香樟叶、艾叶及阴香叶的提取物；

所述成膜助剂为丙二醇丁醚；

所述憎水剂为聚硅氧烷粉末；

按重量百分比计算，所述固化剂由25-40％的氨乙基哌嗪AE及60-75％的二乙烯三胺组成；

按重量百分比计算，所述稀释剂由30-60％的醋酸丁酯，8-15％的苯乙烯及余量的异丙醇组成。

2.根据权利要求1所述的历史古建筑防护材料，其特征在于：以重量百分比计算，由8％的耐火矿物质，5％的粘合剂，3％的难燃防火添加剂，13％的有机溶剂，3％的成膜助剂，1.5％的憎水剂，3％的稀释剂，2％的固化剂，5％的防蛀剂以及余量的难燃树脂组成。