CN108221482B - 一种用于纸质文物保护的加固液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于纸质文物保护的加固液，是由重量百分比计的以下原料：六亚甲基二异氰酸酯三聚体30%~75%、纳米二氧化硅0.5%~4%、二月硅酸二丁基锡0.1%~0.3%和N，N‑二甲基甲酰胺20.7%~68.9%制成，将纳米二氧化硅干燥，得干燥的纳米二氧化硅；将六亚甲基二异氰酸酯三聚体加入到N，N‑二甲基甲酰胺中，溶解，保温5~10min，得混合液；将干燥的纳米二氧化硅加入混合液中，加入二月硅酸二丁基锡，升温至70℃，当异氰酸酯基含量大15%—50%时，即得本发明加固液；本发明组方科学合理，原料丰富，易生产制备，使用效果好，是纸质文物保护加固液上的创新，经济和社会效益巨大。
Description
技术领域
本发明涉及纸质文物保护，特别是一种用于纸质文物保护的加固液。
背景技术
历史遗存或出土的绘画书法、经卷写本等纸质文物，是记载人文历史、科学技术的珍贵史料，但是随着内外部环境的变化，纸质文物已不同程度地酸化发黄糟朽破碎、粉状老化虫蛀霉变，大大降低其保存寿命和观赏、研究价值，因此，纸质文物迫切需要保护，目前用于纸质文物保护的加固液B72（一种丙烯酸树脂）等具有较高的分子量，其对纤维的渗透、润湿性能较差，导致树脂不能很好地渗透到纤维的内部，使纸张产生内应力，进一步加速纸张老化，同时抗紫外光老化能力差，易产生变黄，开裂等问题；因此研发一种具有较好渗透性、抗紫外光性能的用于纸质文物保护的加固液是需要认真解决的技术问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的是提供一种用于纸质文物保护的加固液，可有效解决现有用于纸质文物保护的加固液渗透性差、抗紫外光性能低、使用效果不好的问题。
本发明解决的技术方案是，一种用于纸质文物保护的加固液，是由重量百分比计的以下原料：六亚甲基二异氰酸酯三聚体30%~75%、纳米二氧化硅0.5%~4%、二月硅酸二丁基锡0.1%~0.3%和N，N-二甲基甲酰胺（DMF）20.7%~68.9%制成，其中，将纳米二氧化硅置于真空干燥箱中，干燥10-24h，除去水分，得干燥的纳米二氧化硅；将六亚甲基二异氰酸酯三聚体加入到N，N-二甲基甲酰胺（DMF）中，加热至50℃溶解，保温5~10min，得混合液；将干燥的纳米二氧化硅加入混合液中，并加入二月硅酸二丁基锡，升温至70℃，进行反应，每隔一小时测定异氰酸酯基（—NCO）含量，当异氰酸酯基（—NCO）重量含量达15%—50%时，终止反应，减压蒸馏除去N，N-二甲基甲酰胺（DMF），即得本发明加固液。
所述纳米二氧化硅为亲水性气相纳米二氧化硅，粒径范围为7~50nm，比表面为110~380 m2/g。
本发明组方科学合理，原料丰富，易生产制备，使用效果好，既保留了树脂加固法在纸张强度、耐老化性能等方面的优良性质，又避免了由于树脂分子量过大，在渗透性、光泽、质感等方面带来的不利影响，既可以增强纸张机械性能又可以提高文物抗紫外线性能，是纸质文物保护加固液上的创新，经济和社会效益巨大。
附图说明
图1为本发明纳米二氧化硅与六亚甲基二异氰酸酯三聚体的反应过程图；
图2为本发明六亚甲基二异氰酸酯三聚体与纸张反应机理图。
具体实施方式
以下结合具体使用情况和实施例对本发明的具体实施方式做详细说明。
实施例1：一种用于纸质文物保护的加固液，是由重量百分比计的以下原料：六亚甲基二异氰酸酯三聚体40g、纳米二氧化硅0.5g、二月硅酸二丁基锡0.1g和N，N-二甲基甲酰胺（DMF）30g制成，其中，将纳米二氧化硅置于真空干燥箱中，干燥10-24h，除去水分，得干燥的纳米二氧化硅；将六亚甲基二异氰酸酯三聚体加入到N，N-二甲基甲酰胺（DMF）中，加热至50℃溶解，保温5~10min，得混合液；将干燥的纳米二氧化硅加入混合液中，并加入二月硅酸二丁基锡，升温至70℃，进行反应，每隔一小时测定异氰酸酯基（—NCO）含量，当异氰酸酯基（—NCO）重量含量达19%时，终止反应，减压蒸馏除去N，N-二甲基甲酰胺（DMF），即得本发明加固液。
实施例2：一种用于纸质文物保护的加固液，是由重量百分比计的以下原料：六亚甲基二异氰酸酯三聚体30g、纳米二氧化硅1.0g、二月硅酸二丁基锡0.1g和N，N-二甲基甲酰胺（DMF）30g制成，其中，将纳米二氧化硅置于真空干燥箱中，干燥10-24h，除去水分，得干燥的纳米二氧化硅；将六亚甲基二异氰酸酯三聚体加入到N，N-二甲基甲酰胺（DMF）中，加热至50℃溶解，保温5~10min，得混合液；将干燥的纳米二氧化硅加入混合液中，并加入二月硅酸二丁基锡，升温至70℃，进行反应，每隔一小时测定异氰酸酯基（—NCO）含量，当异氰酸酯基（—NCO）重量含量达16%时，终止反应，减压蒸馏除去N，N-二甲基甲酰胺（DMF），即得本发明加固液。
实施例3：一种用于纸质文物保护的加固液，是由重量百分比计的以下原料：六亚甲基二异氰酸酯三聚体50g、纳米二氧化硅1.5g、二月硅酸二丁基锡0.1g和N，N-二甲基甲酰胺（DMF）30g制成，其中，将纳米二氧化硅置于真空干燥箱中，干燥10-24h，除去水分，得干燥的纳米二氧化硅；将六亚甲基二异氰酸酯三聚体加入到N，N-二甲基甲酰胺（DMF）中，加热至50℃溶解，保温5~10min，得混合液；将干燥的纳米二氧化硅加入混合液中，并加入二月硅酸二丁基锡，升温至70℃，进行反应，每隔一小时测定异氰酸酯基（—NCO）含量，当异氰酸酯基（—NCO）重量含量达27%时，终止反应，减压蒸馏除去N，N-二甲基甲酰胺（DMF），即得本发明加固液。
本发明具体使用时，将本发明加固液稀释至体积的10%—20%，将按标准剪裁的纸张在稀释后的加固液中浸泡（或将本发明加固液喷涂于纸张）2 -15min中，取出自然干燥即可。
本发明实施例1、2、3方法制得的加固液处理过的纸张结果对比见下表：
上表中纸张抗张强度测试按照我国国家标准GB/T12914-2008进行测定。纸张耐折度测定按照我国国家标准GB/T457-2008进行测定。纸张撕裂度按照我国国家标准GB/455-2002进行测定。
本发明与现有技术相比具有以下有益技术效果：
1、六亚甲基二异氰酸酯三聚体中的异氰酸酯基与纳米二氧化硅表面羟基反应，既维持了纳米粒子的特异功能，又保留了低聚物的优异性能，加强了加固液与纸样纤维的结合力。
2 、六亚甲基二异氰酸酯三聚体中的异氰酸酯基反应活性高，加固液中未反应的异氰酸酯基，室温下还可与纸纤维中的羟基继续发生交联反应，氨基甲酸酯基结构取代了纤维之间的氢键，使纸样聚氨酯化，生成轻度交联、均一的三维结构，进一步提高了纸质文物的机械性能。
3 、六亚甲基二异氰酸酯三聚体为分子量小，与树脂加固法相比，更易于渗入纸张纤维内部，对纤维充分润湿，既保留了树脂加固法在纸张强度、耐老化性能等方面的优良性质，又避免了由于树脂分子量过大，在渗透性、光泽、质感等方面带来的不利影响,更好地体现了文物保护“修旧如旧”的原则。
4 、纳米二氧化硅对200~400nm的紫外线具有吸收和屏蔽作用，并同时具有增强增韧的效果，因此将其加入加固液中既可以增强机械性能又可以提高文物抗紫外线性能。
本发明组方科学合理，原料丰富，易生产制备，使用效果好，既保留了树脂加固法在纸张强度、耐老化性能等方面的优良性质，又避免了由于树脂分子量过大，在渗透性、光泽、质感等方面带来的不利影响，既可以增强纸张机械性能又可以提高文物抗紫外线性能，增加纸质文物保存寿命，提高其观赏和研究价值，是纸质文物保护加固液上的创新，经济和社会效益巨大。
Claims (5)
1.一种用于纸质文物保护的加固液，其特征是：由重量百分比计的以下原料：六亚甲基二异氰酸酯三聚体30%~75%、纳米二氧化硅0.5%~4%、二月桂酸二丁基锡0.1%~0.3%和N，N-二甲基甲酰胺（DMF）20.7%~68.9%制成，其中，将纳米二氧化硅置于真空干燥箱中，干燥10-24h，除去水分，得干燥的纳米二氧化硅；将六亚甲基二异氰酸酯三聚体加入到N，N-二甲基甲酰胺（DMF）中，加热至50℃溶解，保温5~10min，得混合液；将干燥的纳米二氧化硅加入混合液中，并加入二月桂酸二丁基锡，升温至70℃，进行反应，每隔一小时测定异氰酸酯基（—NCO）含量，当异氰酸酯基（—NCO）重量含量达15%—50%时，终止反应，减压蒸馏除去N，N-二甲基甲酰胺（DMF），即得加固液。
2.根据权利要求1所述的用于纸质文物保护的加固液，其特征是：所述纳米二氧化硅为亲水性气相纳米二氧化硅，粒径范围为7~50nm，比表面积为110~380 m2/g。
3.根据权利要求1所述的用于纸质文物保护的加固液，其特征是：由重量计的以下原料：六亚甲基二异氰酸酯三聚体40g、纳米二氧化硅0.5g、二月桂酸二丁基锡0.1g和N，N-二甲基甲酰胺（DMF）30g制成，其中，将纳米二氧化硅置于真空干燥箱中，干燥10-24h，除去水分，得干燥的纳米二氧化硅；将六亚甲基二异氰酸酯三聚体加入到N，N-二甲基甲酰胺（DMF）中，加热至50℃溶解，保温5~10min，得混合液；将干燥的纳米二氧化硅加入混合液中，并加入二月桂酸二丁基锡，升温至70℃，进行反应，每隔一小时测定异氰酸酯基（—NCO）含量，当异氰酸酯基（—NCO）重量含量达19%时，终止反应，减压蒸馏除去N，N-二甲基甲酰胺（DMF），即得加固液。
4.根据权利要求1所述的用于纸质文物保护的加固液，其特征是：由重量计的以下原料：六亚甲基二异氰酸酯三聚体30g、纳米二氧化硅1.0g、二月桂酸二丁基锡0.1g和N，N-二甲基甲酰胺（DMF）30g制成，其中，将纳米二氧化硅置于真空干燥箱中，干燥10-24h，除去水分，得干燥的纳米二氧化硅；将六亚甲基二异氰酸酯三聚体加入到N，N-二甲基甲酰胺（DMF）中，加热至50℃溶解，保温5~10min，得混合液；将干燥的纳米二氧化硅加入混合液中，并加入二月桂酸二丁基锡，升温至70℃，进行反应，每隔一小时测定异氰酸酯基（—NCO）含量，当异氰酸酯基（—NCO）重量含量达16%时，终止反应，减压蒸馏除去N，N-二甲基甲酰胺（DMF），即得加固液。
5.根据权利要求1所述的用于纸质文物保护的加固液，其特征是：由重量计的以下原料：六亚甲基二异氰酸酯三聚体50g、纳米二氧化硅1.5g、二月桂酸二丁基锡0.1g和N，N-二甲基甲酰胺（DMF）30g制成，其中，将纳米二氧化硅置于真空干燥箱中，干燥10-24h，除去水分，得干燥的纳米二氧化硅；将六亚甲基二异氰酸酯三聚体加入到N，N-二甲基甲酰胺（DMF）中，加热至50℃溶解，保温5~10min，得混合液；将干燥的纳米二氧化硅加入混合液中，并加入二月桂酸二丁基锡，升温至70℃，进行反应，每隔一小时测定异氰酸酯基（—NCO）含量，当异氰酸酯基（—NCO）重量含量达27%时，终止反应，减压蒸馏除去N，N-二甲基甲酰胺（DMF），即得加固液。
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