CN112899697A - 一种铜造像表面除锈的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铜造像表面除锈的方法。该方法采用谷氨酸钠和乙酸作为绿锈和蓝锈的除锈剂，采用硫脲和柠檬酸的组合作为红锈的除锈剂，除锈效果好。本发明针对铜造像不同锈蚀情况，设置不同组分的除锈剂的保护剂，3‑巯基‑三甲氧基硅烷和聚胺基三唑组合使用可在有效去除绿锈和蓝锈锈蚀的同时，保持底板不会腐蚀变色，乙烯基咔唑和甲基丙烯酸乙脂共聚物组合使用在有效去除红锈蚀的同时，保护底板不会腐蚀变色。

Description

一种铜造像表面除锈的方法
技术领域
本发明属于铜造像修复保护技术领域，具体涉及一种铜造像表面除锈的方法。
背景技术
铜造像最早起源于古代印度，多以释迦牟尼、观音等形象铸造，最早在西汉时期传于我国，在两晋南北朝时期趋于形成，在唐宋趋于成熟，明清时期广泛铸造，铜造像的表面修饰方法有镶嵌、鎏金、包金、镀锡等。
铜造像表面锈蚀的清理包括物理清理和化学清洗。物理清理的方法，最简单的如刀刻，微型电磨刀等通过物理摩擦的方法去除锈蚀，优点是适用面广、容易掌握；缺点是费时费力、无法做到高度清洁且容易对器物表面造成划伤。化学清洗法，采用酸、碱、螯合剂、络合剂、表面活性剂等与锈蚀成分发生反应，其优点是可以大面积对文物进行清洗，清洗效率高，但是，化学清洗的时间难以掌握，时间短去除不彻底，时间长了，化学清洗试剂中的酸碱及螯合剂等与铜表面发生反应，使得清洗后的铜造像表面变色。
在清洗剂中加入保护剂是一种解决办法，但是，现有的保护剂常常对酸碱及螯合剂的性能产生较大的影响，使得清洗的效率变低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铜造像表面除锈的方法。
一种铜造像表面除锈的方法，按照如下步骤进行：
(1)判断铜造像表面锈蚀的类型，选择除锈剂，若蓝锈和/或绿锈占锈蚀面积的70％以上，则采用1号除锈剂；若红锈占锈蚀面积的70％以上，则采用2号除锈剂；若锈蚀既有蓝锈和/或绿锈，又有红锈，且锈蚀面积各自占30％以上，则采用3号除锈剂；
(2)将表面锈蚀的铜造像浸没于步骤(1)的除锈剂中，保持1-4h，中间轻轻晃动铜造像1-3次；
(3)用清水洗净铜造像表面附着的土锈，然后在室温下自然干燥；
(4)用丙稀酸树脂溶液对除锈后的铜造像进行封护保护。
所述丙稀酸树脂为Paraloid B-72。
步骤(4)所述封护方法为：使用毛刷蘸取2％丙稀酸树脂溶液，朝一个方向均匀涂刷，涂3-5遍，放置18-30h使其干燥固化。
所述1号除锈剂由如下重量份数的组分构成：3-巯基-三甲氧基硅烷2-5份、聚胺基三唑2-5份、谷氨酸钠2-8份、乙酸2-8份、水100-120份。
所述2号修复剂由如下重量份数的组分构成：乙烯基咔唑2-5份、甲基丙烯酸乙脂共聚物2-5份、硫脲2-8份、柠檬酸2-8份。
所述3号修复剂由如下重量份数的组分构成：3-巯基-三甲氧基硅烷1-3份、聚胺基三唑1-3份、谷氨酸钠1-4份、乙酸1-4份、乙烯基咔唑1-3份、甲基丙烯酸乙脂共聚物1-3份、硫脲1-4份、柠檬酸1-4份、水100-120份。
本发明的有益效果：本发明的采用谷氨酸钠和乙酸作为绿锈和蓝锈的除锈剂，采用硫脲和柠檬酸的组合作为红锈的除锈剂，除锈效果好。本发明针对铜造像不同锈蚀情况，设置不同组分的除锈剂的保护剂，3-巯基-三甲氧基硅烷和聚胺基三唑组合使用可在有效去除绿锈和蓝锈锈蚀的同时，保持底板不会腐蚀变色，乙烯基咔唑和甲基丙烯酸乙脂共聚物组合使用在有效去除红锈蚀的同时，保护底板不会腐蚀变色。
附图说明
图1为不同保护剂条件下1号除锈剂的除锈效率。
图2为不同保护剂条件下2号除锈剂除的锈效率。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
实施例1 1号除锈剂组分优化
谷氨酸钠和乙酸均可以去除绿锈，但对于青铜底板均有不同程度的腐蚀，使得青铜颜色变色发红紫，本实施例采用2X 2X0.2Cm2的青铜铜片(含锡量8％)模拟古代铜造像，采用浸没方法筛选合适的防止青铜表面变色的保护剂，除锈时间一般为3小时左右，因此浸泡时间设定为为3小时，实验选取异丙醇胺、3-巯基-三甲氧基硅烷、1，2-二乙氧硅酯基乙烷、γ-氨丙基硅烷、聚乙烯醇、丙烯酸树脂、亚硝酸二环己胺、聚胺基三唑、2-巯基苯并咪唑、二硫代二丙酸二月桂酯、N,N'-二(2-萘基)对苯二胺、苯乙烯-马来酸酐共聚物作为预选的保护剂，实验配方为：保护剂6份、谷氨酸钠5份、乙酸5份、水110份。采用上述配方分别浸没试验铜片3小时，观察其是否变色，变色标准为由砖红色变为紫红色，试验结果显示，3-巯基-三甲氧基硅烷、聚胺基三唑和二硫代二丙酸二月桂酯实验组铜片未变色，其他组均有不同程度的变色。
铜造像绿色锈蚀成分的本质为Cu2(OH)2CO3，孔雀石主要成分为上述物质，本发明采用孔雀石作为实验材料，验证除锈剂的除锈效果，将孔雀石切削为3X3X0.5Cm2的小块，取除锈剂50mL，将孔雀石浸没于50mL除锈剂中，静置3h，孔雀石慢慢溶解，小心取出剩余的孔雀石并称重，计算除锈剂的除锈效率。除锈剂实验配方为：保护剂6份、谷氨酸钠5份、乙酸5份、水110份；保护剂分别为3-巯基-三甲氧基硅烷、聚胺基三唑和二硫代二丙酸二月桂酯，对照为不加保护剂。
除锈效率＝(溶解前的孔雀石重量-溶解后的孔雀石重量)/溶解前的孔雀石重量X100％
测试结果见图1，加入3-巯基-三甲氧基硅烷、聚胺基三唑与对照相比，未明显影响除锈效率，还略有增加除锈效率，采用二硫代二丙酸二月桂酯显著降低了除锈效率。最终选定3-巯基-三甲氧基硅烷和/或聚胺基三唑作为除锈剂组分的保护剂。
实施例2 3-巯基-三甲氧基硅烷和聚胺基三唑的复合效果
采用孔雀石作为实验材料，验证复合除锈剂的除锈效果，将孔雀石切削为3X3X0.5Cm2的小块，取除锈剂50mL，将孔雀石浸没于50mL除锈剂中，孔雀石慢慢溶解，静置3h，小心取出剩余的孔雀石并称重，计算除锈剂的除锈效率。除锈剂实验配方为：组1：3-巯基-三甲氧基硅烷6份、谷氨酸钠5份、乙酸5份、水110份；组2：聚胺基三唑6份、谷氨酸钠5份、乙酸5份、水110份；组3：3-巯基-三甲氧基硅烷3份、聚胺基三唑3份、谷氨酸钠5份、乙酸5份、水110份。
除锈效率＝(溶解前的孔雀石重量-溶解后的孔雀石重量)/溶解前的孔雀石重量X100％
实验结果见表1：
表1
Figure BDA0002901142710000051
注：*代表与组3相比，p<0.05。
由表1可以看出，3-巯基-三甲氧基硅烷和聚胺基三唑复合与单剂使用相比，具有显著的协同增效的效果。
实施例3 2号除锈剂组分优化
硫脲和柠檬酸均可以去除红锈，但对于青铜底板均有不同程度的腐蚀，使得青铜颜色变色发红紫，本实施例采用2X 2X0.2Cm2的青铜铜片(含锡量8％)模拟古代铜造像，采用浸没方法筛选合适的防止青铜表面变色的保护剂，除锈时间一般为3小时左右，因此浸泡时间设定为为3小时，实验选取双[丙基三乙氧基硅烷]二硫化物、乙烯基咔唑、二甲硅烷基二苯并呋喃、二甲硅烷基二苯并噻吩、甲基丙烯酸乙脂共聚物、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、聚异戊二烯、间苯二甲酸酯、1，4-环己烷二甲醇、对苯二甲酸乙二醇酯，作为预选的保护剂，实验配方为：保护剂6份、硫脲4份、柠檬酸4份、水110份。采用上述配方分别浸没试验铜片3小时，观察其是否变色，变色标准为由砖红色变为紫红色，试验结果显示，乙烯基咔唑、甲基丙烯酸乙脂共聚物和聚异戊二烯实验组铜片未变色，其他组均有不同程度的变色。
铜造像红色锈蚀成分的本质为氧化亚铜，本发明采用氧化亚铜粉末作为实验材料，验证除锈剂的除锈效果，将氧化亚铜粉混合10％玉米淀粉粘胶剂压为3X 3X0.5Cm2的小块，取除锈剂50mL，将氧化亚铜块浸没于50mL除锈剂中，氧化亚铜块慢慢溶解，静置3h，小心取出剩余的氧化亚铜块并称重，计算除锈剂的除锈效率。除锈剂实验配方为：保护剂6份、谷氨酸钠5份、乙酸5份、水110份；保护剂分别为乙烯基咔唑、甲基丙烯酸乙脂共聚物、聚异戊二烯，对照为不加保护剂。
除锈效率＝(溶解前的氧化亚铜块重量-溶解后的氧化亚铜块重量)/溶解前的氧化亚铜块重量X 100％
测试结果见图2，加入乙烯基咔唑、甲基丙烯酸乙脂共聚物与对照相比，未明显影响除锈效率，采用聚异戊二烯显著降低了除锈效率。最终选定乙烯基咔唑和/或甲基丙烯酸乙脂共聚物作为除锈剂组分的保护剂。
实施例4混合锈的去除(3号除锈剂)
根据实施例1-3的结果启示，混合锈剂配方设置如下：3-巯基-三甲氧基硅烷2份、聚胺基三唑2份、谷氨酸钠2份、乙酸2份、乙烯基咔唑2份、甲基丙烯酸乙脂共聚物2份、硫脲2份、柠檬酸2份、水120份。
将孔雀石磨成粉末，将氧化亚铜粉和孔雀石粉末混合10％玉米淀粉粘胶剂压为3X3X0.5Cm2的小块，取除锈剂50mL，将混合粉末块浸没于50mL除锈剂中，混合粉末块慢慢溶解，静置3h，小心取出剩余的混合粉末块并称重，计算除锈剂的除锈效率。
除锈效率＝(溶解前的混合粉末块重量-溶解后的混合粉末块重量)/锈蚀前的混合粉末块重量X 100％
实验计算除锈效率为39.2％，具有良好的去除混合锈的效果。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种铜造像表面除锈的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
(1)判断铜造像表面锈蚀的类型，选择除锈剂，若蓝锈和/或绿锈占锈蚀面积的70％以上，则采用1号除锈剂；若红锈占锈蚀面积的70％以上，则采用2号除锈剂；若锈蚀既有蓝锈和/或绿锈，又有红锈，且锈蚀面积各自占30％以上，则采用3号除锈剂；
(2)将表面锈蚀的铜造像浸没于步骤(1)的除锈剂中，保持1-4h，中间轻轻晃动铜造像1-3次；
(3)用清水洗净铜造像表面附着的土锈，然后在室温下自然干燥；
(4)用丙稀酸树脂溶液对除锈后的铜造像进行封护保护。
2.根据权利要求1所述鎏金铜造像表面修复方法，其特征在于，所述丙稀酸树脂为Paraloid B-72。
3.根据权利要求1所述铜造像表面除锈的方法，其特征在于，步骤(4)所述封护方法为：使用毛刷蘸取2％丙稀酸树脂溶液，朝一个方向均匀涂刷，涂3-5遍，放置18-30h使其干燥固化。
4.根据权利要求1所述铜造像表面除锈的方法，其特征在于，所述1号除锈剂由如下重量份数的组分构成：3-巯基-三甲氧基硅烷2-5份、聚胺基三唑2-5份、谷氨酸钠2-8份、乙酸2-8份、水100-120份。
5.根据权利要求1所述铜造像表面除锈的方法，其特征在于，所述2号修复剂由如下重量份数的组分构成：乙烯基咔唑2-5份、甲基丙烯酸乙脂共聚物2-5份、硫脲2-8份、柠檬酸2-8份。
6.根据权利要求1所述铜造像表面除锈的方法，其特征在于，所述3号修复剂由如下重量份数的组分构成：3-巯基-三甲氧基硅烷1-3份、聚胺基三唑1-3份、谷氨酸钠1-4份、乙酸1-4份、乙烯基咔唑1-3份、甲基丙烯酸乙脂共聚物1-3份、硫脲1-4份、柠檬酸1-4份、水100-120份。
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Pledgor: Hubei juechen Technology Co.,Ltd.

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