CN110207002A - 一种临时固型气雾剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种临时固型气雾剂及其制备方法和应用，临时固型气雾剂包括装于喷罐中的临时固型材料和喷射剂。本发明的临时固型气雾剂使用方便快捷，雾化颗粒小、覆盖面积大、渗透深度深、加固效果好，通过喷射剂助溶制备的临时固型材料在喷罐内无残留，相对于传统工艺在野外发掘，大面施工以及需要快速封护情况下表现出充分的优势。

Description

一种临时固型气雾剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于材料灌装领域及考古现场文物保护技术领域，具体涉及一种新型临时固型材料气雾罐及其制备方法以及在临时加固的应用。其优点在于携带方便，使用快捷，固型材料雾化颗粒小、覆盖面积大、渗透深度深、加固效果好、临时固型材料无残余。

背景技术

在考古现场，随着发掘工作的进展，文物遗迹所处的环境因素(温度、湿度、光照、氧分压等)瞬间发生了巨大的变化，使得文物迅速因失水/吸水、收缩、开裂以及变色而产生破坏。薄荷醇、薄荷醇衍生物、环十二烷作为新型临时加固材料可有效规避或减小因环境因素(温度、湿度、光照、氧分压等)突变对文物的损坏，以利于发掘与后续保护运输的需求[ZL201010252551.9]。目前主要是新型临时固型材料(薄荷醇、薄荷醇衍生物，环十二烷)熔融，将所得熔体或溶液涂刷于织物上，凝固后即可将文物安全地整体提取。新型临时固型材料在使用过程需要加热融化，对于在野外发掘条件相对简陋，大面施工或需要快速封护情况下，存在一定实施难度和延迟性。气雾剂喷罐在二次世界大战时其优势被人所熟知，由于携带方便，使用简单，雾化颗粒均匀，喷涂面积大等；成千上万种产品被装进气雾剂罐-包括油漆、发胶、食用油、药物等。如果将新型临时固型材料制备出气雾剂喷罐可解决新型临时固型材料上述弊端。

气雾剂喷罐虽然材质、容量、构型以及样式丰富，但它们的基本工作原理相同，通过一种高压流体膨胀，将另一种流体从喷嘴中挤出来。新型临时固型材料作为沸点高于室温的产品，须选择一种沸点在室温以下的流体作为喷射剂。由于新型临时固型材料常温下为固体，流动性差，无法直接通过空气或氮气这种低沸点流体带出。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种携带方便，使用快捷，固型材料雾化颗粒小、覆盖面积大、渗透深度深、加固效果好、临时固型材料无残余的液态临时固型气雾剂及其制备方法和应用。

第一方面，本发明提供一种液态临时固型气雾剂，其包括装于喷罐中的临时固型材料和喷射剂。

本发明的液态临时固型气雾剂使用方便快捷，雾化颗粒小、覆盖面积大、渗透深度深、加固效果好，通过喷射剂助溶制备的临时固型材料在喷罐内无残留，相对于传统工艺在野外发掘，大面施工以及需要快速封护情况下表现出充分的优势。

优选地，所述临时固型材料选自薄荷醇、薄荷醇衍生物、环十二烷中的至少一种。

优选地，每100mL喷罐容积中装有30～80g(优选35-70g)临时固型材料。

优选地，临时固型材料和喷射剂的质量比为5：1～1：5，优选1：1～5：1。

优选地，所用喷罐的材质选自金属、玻璃中的任意一种，优选地，所述金属选自马口铁、314不锈钢、316不锈钢、铝中的至少一种。

当所述临时固型材料为室温下为固体的材料时，所述喷射剂具有以下性质：(1)溶解临时固型材料，(2)常压沸点低于室温，(3)加压易液化。所述喷射剂优选自丙烷、丁烷、丙丁烷混合物、石油气中的至少一种。

当所述临时固型材料为薄荷醇及薄荷醇衍生物的共熔体时，所述喷射剂应具有：沸点低于室温的流体。所述喷射剂优选自空气、氮气、氩气、丙烷、丁烷、石油气中的至少一种。

通过薄荷醇与其衍生物复配形成低温共熔体和/或喷射剂助溶，可实现临时固型材料室温下的液化，从而达到室温下几乎无流动性新型临时固型材料气雾罐的填充目的。

优选地，所述喷罐内的压力为0.3MPa～0.8MPa。

第二方面，本发明提供上述液态临时固型气雾剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)通过喷罐的装料口将临时固型材料装入喷罐内；

(2)将带汲取管的控制阀系统密封在装料口图1中2口上；

(3)一定压力下将喷射剂通过灌入口灌入罐体，使喷罐内具有一定压力，然后安装喷嘴。

步骤(2)中，当喷罐为金属材质时密封方式可为压装封口，当罐体材质为玻璃时密封方式可为螺纹封口。

第三方面，本发明提供上述液态临时固型气雾剂在文物封护中的应用，其将液态临时固型气雾剂喷射至文物表面。

优选地，所述文物是考古发掘现场的文物。

优选地，所述喷罐距离文物5cm～30cm。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、新型临时固型材料气雾罐携带方便，使用简单。

2、新型临时固型材料随喷射剂可完全喷出，喷罐内无残留。

3、由于气雾罐压力填充，喷射出的临时固型材料流速高、雾化颗粒小、覆盖面积大。

4、临时固型材料可形成低温共熔体，渗透深度深，加固强度高。

附图说明

图1：新型临时固型材料气雾剂喷罐示意图及效果图。

图2：新型临时固型材料气雾剂喷罐部件及实物图。

图3：实施例1中新型临时固型材料气雾罐提土效果。

图4：A、薄荷醇熔融涂刷临时加固材料加固效果；B、实施例1中制备喷罐临时加固效果图。

图5：实施例2中新型临时固型材料在考古现场的应用。

图6：实施例3中新型临时固型材料气雾在化石快速提取加固效果。

具体实施方式

以下通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。

本发明一实施方式的液态临时固型气雾剂包括装于喷罐(或称气雾罐)中的临时固型材料和喷射剂。

临时固型材料可选自薄荷醇、薄荷醇衍生物、环十二烷中的至少一种。

由于临时固型材料的化学惰性，所用喷罐材质没有特别限定，例如可为金属、玻璃、塑料等。所用金属例如为马口铁、314不锈钢、316不锈钢、铝等。所述塑料例如为高聚合度PP罐等。

喷罐中临时固型材料的装填量可为：每100mL喷罐容积中装有30～80g、优选35～70g临时固型材料。在该装填量时，可以实现临时固性材料化颗粒小、覆盖面积大、渗透深度深、加固效果好、临时固型材料无残余。

临时固型材料和喷射剂的质量比为5：1～1：5。采用该质量比，可以罐体压力适中，喷涂均匀，施工高效。

喷罐中还可装有光珠，从而可以实现临时固性材料在喷射剂内较好溶解。

一些实施方式中，临时固型材料为室温下为固体的材料，例如可选自薄荷醇、薄荷醇衍生物、环十二烷中的任意一种或几种的混合物。这样的临时固型材料室温下为固体，此时喷射剂优选为能够溶解所述临时固型材料且常压下能够汽化的流体，由此，溶解在喷射剂中的临时固型材料随喷射剂带出喷罐，喷射剂在常压下快速汽化，溶解在喷射剂中的临时固型材料在样品表面渗透结晶进而对样品进行加固。这样的喷射剂例如可选自丙烷、丁烷、丙丁烷混合物、石油气等中的至少一种。此类喷射剂不仅可以在室温下沸腾、对临时固型材料显示惰性、而且对临时固型材料具有较好的溶解性。

一些实施方式中，临时固型材料为薄荷醇与薄荷醇衍生物复配形成的低温共熔体。通过薄荷醇与其衍生物复配形成低温共熔体，可以在室温下实现临时固型材料的液化，临时固型材料在喷射到待加固物体表面，由于低温共熔体两相饱和蒸气压的差异，导致挥发性质的差别，挥发速度差异致使共熔体成分偏离最低共熔体组成，固化温度升高，从而实现室温下固化。在该情况下，喷射剂可为沸点在室温以下的流体，例如可选自空气、氮气、氩气、丙烷、丁烷、石油气等中的一种。

喷罐内可具有压力，例如为0.3MPa～0.8MPa，在该压力范围时可以喷涂均匀，施工高效，雾化颗粒小。

以下，说明喷罐的结构以及液态临时固型气雾剂的制备方法。

如图1所示，喷罐具备罐体3，罐体3具备装料口2。装料口2可安装带汲取管4的控制阀系统5密封。控制阀系统5可采用喷罐领域常用的控制阀系统。口1是喷射剂灌装口。图2示出了液态临时固型气雾剂喷罐部件及实物。

制备液态临时固型气雾剂时，可以先在罐体3内放入光珠，光珠的装入量可为0-1颗。然后根据喷罐的容积将适量临时固型材料通过装料口2装入喷罐内。

然后，将带汲取管4的控制阀系统5密封在装料口2上。当罐体3的材质为金属例如马口铁、铝罐或者不锈钢时，密封方式可为压装封口。当罐体3的材质为玻璃这种非延展材料时封口方式可为螺纹封口。

然后，一定压力下将喷射剂通过灌装口1灌入喷罐，使气雾罐内具有一定压力，之后安装喷嘴。由此得到液态临时固型气雾剂。喷射剂的作用是一种高压流体膨胀剂，将临时固型材料从喷嘴中挤出来。

本发明的液态临时固型气雾剂可用于文物应急保护。一些实施方式中，将液态临时固型气雾剂置于距离待保护文物合适距离(例如5cm-30cm)处，按压喷嘴进行喷射，得到临时加固体。在喷射之前，待保护文物可进行预处理，例如可以先进行清理，在需要覆盖纤维织物时覆盖纤维织物。

本发明成功地解决了新型临时固型材料的气雾罐填充的问题，通过低温共熔体和/或喷射剂助溶，解决了临时固型材料常温不具有流动性问题。新型临时固型材料气雾罐使得新型临时固型材料使用方便快捷，雾化颗粒小、覆盖面积大、渗透深度深、加固效果好，通过喷射剂助溶制备的临时固型材料在喷罐内无残留，相对于传统工艺在野外发掘，大面施工以及需要快速封护情况下表现出充分的优势。

下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。

实施例1

经喷罐口2将140g薄荷醇装入含有光珠的250mL马口铁气雾罐中、经压封将带汲取管的控制阀系统密封在罐体上，60g石油气经喷罐口1高压充入喷罐作为喷射剂，喷罐内压力为0.7MPa，安装喷嘴及顶盖做成气雾罐。

100目秦俑土105℃真空干燥4h，土壤水量在2.7％，在土样表面进行纤维织物覆盖，使用上步制备的薄荷醇喷罐在距离土样10cm处进行喷射，待临时固型材料固化进行提土，效果如图3，结果显示喷罐喷射的临时固型材料具有较强的渗透能力，临时固型材料雾化颗粒细均匀，覆盖面积广，具有较好的提土效果。将同样质量的临时固型材料通过熔融涂刷与喷灌对比如图4所示，气雾罐喷射临时固型材料雾化颗粒小，喷涂面积大，渗透深度强。

实施例2

经喷罐口2将133g薄荷醇和7g乳酸薄荷酯装入含有光珠的250mL马口铁气雾罐中、经压封将带汲取管的控制阀系统密封在罐体上，60g石油气经喷罐口1高压充入喷罐作为喷射剂，喷罐内压力为0.7MPa，安装喷嘴及顶盖做成气雾罐。

考古工地现场进行上述制备喷灌应用，确认需要临时固型的文物位置，在文物表面进行纤维织物的覆盖，在距离纤维织物8cm使用喷灌进行临时加固，施工现场如图5所示。待临时固型材料固化进行文物提取，提取结果显示临时固型材料气雾罐，具有使用简单，雾化颗粒均匀，喷涂面积大，加固强度高等优点。

实施例3

经喷罐口2将126g薄荷醇和14g乳酸薄荷酯装入含有光珠的250mL马口铁气雾罐中、经压封将带汲取管的控制阀系统密封在罐体上，60g石油气经喷罐口1高压充入喷罐作为喷射剂，喷罐内压力为0.7MPa，安装喷嘴及顶盖做成气雾罐。

化石发掘工地现场进行上述制备喷灌应用，确认需要临时固型的化石位置，由于化石附近围岩具有一定强度，无需行纤维织物的覆盖，在距离化石表面6cm使用喷灌进行临时加固，施工现场如图6所示。待临时固型材料固化进行文物提取，提取结果显示临时固型材料气雾罐，具有携带方便，使用简单，雾化颗粒均匀，喷涂面积大，加固强度高等优点。

实施例4

经喷罐口2将126g薄荷醇和14g乳酸薄荷酯装入含有光珠的250mL马口铁气雾罐中、经压封将带汲取管的控制阀系统密封在罐体上，60g石油气经喷罐口1高压充入喷罐作为喷射剂，喷罐内压力为0.7MPa，安装喷嘴及顶盖做成气雾罐。

100目秦俑土105℃真空干燥4h，土壤水量在2.7％，在土样表面进行纤维织物覆盖，使用上步制备的薄荷醇喷罐在距离土样10cm处进行喷射，待临时固型材料固化进行提土，结果显示喷罐喷射的临时固型材料具有较强的渗透能力，临时固型材料雾化颗粒细小均匀，覆盖面积广，具有较好的提土效果。

实施例5

经喷罐口2将140g环十二烷装入含有光珠的250mL马口铁气雾罐中、经压封将带汲取管的控制阀系统密封在罐体上，60g石油气经喷罐口1高压充入喷罐作为喷射剂，喷罐内压力为0.7MPa，安装喷嘴及顶盖做成气雾罐。

100目秦俑土105℃真空干燥4h，土壤水量在2.7％，在土样表面进行纤维织物覆盖，使用上步制备的薄荷醇喷罐在距离土样10cm处进行喷射，待临时固型材料固化进行提土，效果与图3类似，结果显示喷罐喷射的临时固型材料具有较强的渗透能力，临时固型材料雾化颗粒细小均匀，覆盖面积广，具有较好的提土效果。将同样质量的临时固型材料通过熔融涂刷与喷灌对比(与图4类似)，气雾罐喷射临时固型材料雾化颗粒小，喷涂面积大，渗透深度强。

实施例6

经喷罐口2将140g薄荷醇装入含有光珠的250mL钢化玻璃气雾罐中、经螺纹密封带汲取管的控制阀系统安装在罐体上，60g石油气经喷罐口1高压充入喷罐作为喷射剂，喷罐内压力为0.7MPa，安装喷嘴及顶盖做成气雾罐。

100目秦俑土105℃真空干燥4h，土壤水量在2.7％，在土样表面进行纤维织物覆盖，使用上步制备的薄荷醇喷罐在距离土样10cm处进行喷射，待临时固型材料固化进行提土，结果显示喷罐喷射的临时固型材料具有较强的渗透能力，临时固型材料雾化颗粒细小均匀，覆盖面积广，具有较好的提土效果。

实施例7

按照与实施例1相同的方法获得新型临时固型材料气雾罐，不同的是薄荷醇的质量100g。在100目秦俑土临时固型材料固化进行提土，结果显示喷罐喷射的临时固型材料具有较强的渗透能力，临时固型材料雾化颗粒细小均匀，覆盖面积广，具有较好的提土效果。但由于临时固型材料相比实施例1少。整个气雾剂喷灌喷涂面积相当量也比实施例1少。

实施例8

按照与实施例3相同的方法获得新型临时固型材料气雾罐，不同的是喷射剂为压缩空气。在100目秦俑土临时固型材料固化进行提土，结果显示喷罐喷射的临时固型材料刚喷出时为液体，经过一定时间的挥发差异，共熔体组分发生变化，固化温度升高，所以临时固型材料固化时间相比实施例3较长，同时实施例8喷罐具有更强的渗透能力，临时固型材料雾化颗粒细小均匀，覆盖面积广，具有较好的提土效果。

实施例9

按照与实施例1相同的方法获得新型临时固型材料气雾罐，喷射剂为丙烷气，由于丙烷气分子量低于石油气，在同样充入60g作为喷射剂时，管内压力高于实施例1。在100目秦俑土临时固型材料固化进行提土，结果显示喷罐喷射的临时固型材料具有较强的渗透能力，临时固型材料雾化颗粒细小均匀，覆盖面积广，具有较好的提土效果。

实施例10

按照与实施例2相同的方法获得新型临时固型材料气雾罐，不同的是喷罐体积为500mL，经喷罐口2将266g薄荷醇和14g乳酸薄荷酯。在100目秦俑土临时固型材料固化进行提土，结果显示喷罐喷射的临时固型材料具有较强的渗透能力，临时固型材料雾化颗粒细小均匀，覆盖面积广，具有较好的提土效果。

Claims (10)

1.一种临时固型气雾剂，其特征在于，包括装于喷罐中的临时固型材料和喷射剂。

2.根据权利要求1所述的液态临时固型气雾剂，其特征在于，所述临时固型材料选自薄荷醇、薄荷醇衍生物、环十二烷中的至少一种，优选地，每100mL喷罐容积中装有30～80g临时固型材料。

3.根据权利要求1或2所述的液态临时固型气雾剂，其特征在于，临时固型材料和喷射剂的质量比为5：1～1：5，优选1：1～5：1。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的液态临时固型气雾剂，其特征在于，所用喷罐的材质选自金属、玻璃、塑料中的任意一种，优选地，所述金属选自马口铁、314不锈钢、316不锈钢、铝中的至少一种。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的液态临时固型气雾剂，其特征在于，

当所述临时固型材料为室温下为固体的材料时，所述喷射剂为能够溶解所述临时固型材料且常压下能够汽化的流体，优选自丙烷、丁烷、丙丁烷混合物、石油气中的至少一种；

当所述临时固型材料为薄荷醇及薄荷醇衍生物的共熔体时，所述喷射剂为沸点低于室温的流体，优选自空气、氮气、氩气、丙烷、丁烷、石油气中的至少一种。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的液态临时固型气雾剂，其特征在于，所述喷罐内的压力为0.3MPa～0.8MPa。

7.一种权利要求1至6中任一项所述的液态临时固型气雾剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）通过喷罐的装料口将临时固型材料装入喷罐内；

（2）将带汲取管的控制阀系统密封在装料口上；

（3）一定压力下将喷射剂通过灌装口灌入罐体，使喷罐内具有一定压力，然后安装喷嘴。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，当喷罐为金属材质时密封方式为压装封口，当罐体材质为玻璃时密封方式为螺纹封口。

9.一种权利要求1至6中任一项所述的液态临时固型气雾剂在文物封护中的应用，其特征在于，将液态临时固型气雾剂喷射至文物表面。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述喷罐距离文物5cm～30cm。