CN112940649B - 一种修复古壁画的水凝性聚丙烯酸树脂复合材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种修复古壁画的水凝性聚丙烯酸树脂及制备方法，通过在聚丙烯酸树脂中引入聚乙二醇二丙烯酸酯和多巴胺盐酸盐从而使其具备遇水粘结的能力。聚丙烯酸树脂中引入上述物质后遇水其内部会收缩从而排除周围水分，而暴露于其表面的氢键即可实现其对物质的粘接。该材料制备方法简单，只需将聚丙烯酸树脂、聚乙二醇二丙烯酸酯和多巴胺盐酸盐溶解在乙酸乙酯溶液中40‑60摄氏度加热10‑12h即可。实验发现该材料遇水后10‑20min即凝固且粘附力大于聚丙烯酸树脂。渗透性实验表明该材料在壁画中具有良好渗透性，可以实现高湿度下壁画的高效加固。该材料具有良好生产前景，可以推广应用于壁画原址加固和墓室壁画揭取。

Description

一种修复古壁画的水凝性聚丙烯酸树脂复合材料及制备方法

技术领域

本发明属于古代壁画保护材料技术领域，涉及一种修复古壁画的水凝性聚丙烯酸树脂复合材料及制备方法。

背景技术

聚丙烯酸树脂是一种世界上使用最为广泛的壁画加固保护材料之一。其主要组成成分是甲基和乙基丙烯酸酯。它粘合力强、施工简易、耐老化、起作用快、对壁画影响很小(杨璐.常用有机高分子文物保护材料的光老化改性研究[D].西北大学,2006)。实践表明改材料在我国敦煌壁画、唐墓壁画及印度、意大利、波兰等国壁画加固修复中显示了良好效果(Appl.Phys.A2015,121,857-868)，无论壁画起甲、颜色脱落还是开裂、粉化等诸多病害，丙烯酸树脂都显示了满意的修复效果。

然而，该材料在高湿度环境(>75％)中使用效果不佳，而往往墓室环境潮湿(相对湿度>80％)，因此在揭取前对壁画进行加固难以达到加固效果且渗透性不好，在加固前也通常需要用木炭烤炙以逼出壁画中水分，从而增加渗透性，但该方法费时、费力。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种修复古壁画的水凝性聚丙烯酸树脂复合材料及制备方法。

技术方案

一种修复古壁画的水凝性聚丙烯酸树脂复合材料，其特征在于组份的质量分数为：90-92％的聚丙烯酸树脂、1-3％的聚乙二醇二丙烯酸酯和5％-10％多巴胺盐酸盐。

一种制备所述修复古壁画的水凝性聚丙烯酸树脂复合材料的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1、聚丙烯酸树脂溶液的制备：将聚丙烯酸树脂溶于乙酸乙酯中得到聚丙烯酸树脂溶液，聚丙烯酸树脂的质量分数为20-30％；

步骤2、水凝性聚丙烯酸树脂的制备：再加入聚乙二醇二丙烯酸酯，搅拌至完全溶解，再加入多巴胺盐酸盐并加热至40～60摄氏度，保温10～12h得到水凝性聚丙烯酸树脂溶液；

步骤3：在40～60摄氏度下干燥12～24h得到水凝性聚丙烯酸树脂；在水凝性聚丙烯酸树脂中，聚丙烯酸树脂、聚乙二醇二丙烯酸酯和多巴胺盐酸盐的质量分数为90-92％，1-3％和5％-10％。

有益效果

本发明提出的一种修复古壁画的水凝性聚丙烯酸树脂复合材料及制备方法，通过在聚丙烯酸树脂中引入聚乙二醇二丙烯酸酯和多巴胺盐酸盐从而使其具备遇水粘结的能力。聚丙烯酸树脂中引入上述物质后遇水其内部会收缩从而排除周围水分，而暴露于其表面的氢键即可实现其对物质的粘接。该材料制备方法简单，只需将聚丙烯酸树脂、聚乙二醇二丙烯酸酯和多巴胺盐酸盐溶解在乙酸乙酯溶液中40-60摄氏度加热10-12h即可。实验发现该材料遇水后10-20min即凝固且粘附力大于聚丙烯酸树脂。渗透性实验表明该材料在壁画中具有良好渗透性，可以实现高湿度下壁画的高效加固。该材料具有良好生产前景，可以推广应用于壁画原址加固和墓室壁画揭取。

与现有技术相比，本发明提供的水凝性聚丙烯酸树脂复合材料制备方法简便。更为重要的是，该材料可以一方面利用其遇水收缩的功能排除其内部水分，另一方面利用其表面的氢键实现其对物质的粘附。该材料可在10-20min内实现对物质在水下粘接且其粘结力大于聚丙烯酸树脂，可以实现高湿度下壁画的高效加固。另外，该材料在壁画中具有良好的渗透性，该材料生产前景良好，未来可以推广到高湿度环境壁画的加固和揭取中。

具体实施方式

现结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：

将聚丙烯酸树脂溶于乙酸乙酯溶液中得到聚丙烯酸树脂溶液，质量分数为20％。

向质量分数为20％的聚丙烯酸树脂溶液中聚乙二醇二丙烯酸酯并搅拌直至完全溶解。向上述混合液中加入多巴胺盐酸盐并加热至40摄氏度，保温10h后得到水凝性聚丙烯酸树脂溶液。40摄氏度下干燥12h即得到水凝性聚丙烯酸树脂。在最终的水凝性聚丙烯酸树脂中，聚丙烯酸树脂、聚乙二醇二丙烯酸酯和多巴胺盐酸盐的质量分数为90％，1和9％。

测试结果：

将制备的水凝性聚丙烯酸树脂溶于乙酸乙酯中配置成3％的溶液。测试发现该溶液在水中10min中凝固且具有比聚丙烯酸更高的粘结强度。在95％的高湿度环境中仍对壁画有高强度加固作用且渗透深度可达5mm。

实施例二：

将聚丙烯酸树脂溶于乙酸乙酯溶液中得到聚丙烯酸树脂溶液，质量分数为25％。

向质量分数为25％的聚丙烯酸树脂溶液中聚乙二醇二丙烯酸酯并搅拌直至完全溶解。向上述混合液中加入多巴胺盐酸盐并加热至45摄氏度，保温11h后得到水凝性聚丙烯酸树脂溶液。45摄氏度下干燥12h即得到水凝性聚丙烯酸树脂。在最终的水凝性聚丙烯酸树脂中，聚丙烯酸树脂、聚乙二醇二丙烯酸酯和多巴胺盐酸盐的质量分数为91％，2％和8％。

测试结果：

将制备的水凝性聚丙烯酸树脂溶于乙酸乙酯中配置成3％的溶液。测试发现该溶液在水中12min中凝固且具有比聚丙烯酸更高的粘结强度。在95％的高湿度环境中仍对壁画有高强度加固作用且渗透深度可达6mm。

实施例三：

将聚丙烯酸树脂溶于乙酸乙酯溶液中得到聚丙烯酸树脂溶液，质量分数为27％。

向质量分数为27％的聚丙烯酸树脂溶液中聚乙二醇二丙烯酸酯并搅拌直至完全溶解。向上述混合液中加入多巴胺盐酸盐并加热至50摄氏度，保温12h后得到水凝性聚丙烯酸树脂溶液。50摄氏度下干燥12h即得到水凝性聚丙烯酸树脂。在最终的水凝性聚丙烯酸树脂中，聚丙烯酸树脂、聚乙二醇二丙烯酸酯和多巴胺盐酸盐的质量分数为92％，3％和5％。

测试结果：

将制备的水凝性聚丙烯酸树脂溶于乙酸乙酯中配置成3％的溶液。测试发现该溶液在水中15min中凝固且具有比聚丙烯酸更高的粘结强度。在95％的高湿度环境中仍对壁画有高强度加固作用且渗透深度可达6mm。

实施例四：

将聚丙烯酸树脂溶于乙酸乙酯溶液中得到聚丙烯酸树脂溶液，质量分数为30％。

向质量分数为30％的聚丙烯酸树脂溶液中聚乙二醇二丙烯酸酯并搅拌直至完全溶解。向上述混合液中加入多巴胺盐酸盐并加热至60摄氏度，保温10h后得到水凝性聚丙烯酸树脂溶液。60摄氏度下干燥12h即得到水凝性聚丙烯酸树脂。在最终的水凝性聚丙烯酸树脂中，聚丙烯酸树脂、聚乙二醇二丙烯酸酯和多巴胺盐酸盐的质量分数为90％，2％和8％。

测试结果：

将制备的水凝性聚丙烯酸树脂溶于乙酸乙酯中配置成3％的溶液。测试发现该溶液在水中20min中凝固且具有比聚丙烯酸更高的粘结强度。在95％的高湿度环境中仍对壁画有高强度加固作用且渗透深度可达7mm。

Claims (2)

1.一种修复古壁画的水凝性聚丙烯酸树脂复合材料，其特征在于组份的质量分数为：90-92％的聚丙烯酸树脂、1-3％的聚乙二醇二丙烯酸酯和5％-10％多巴胺盐酸盐；

所述水凝性聚丙烯酸树脂复合材料的制备方法如下：

步骤1、聚丙烯酸树脂溶液的制备：将聚丙烯酸树脂溶于乙酸乙酯中得到聚丙烯酸树脂溶液，聚丙烯酸树脂的质量分数为20-30％；

步骤2、水凝性聚丙烯酸树脂的制备：再加入聚乙二醇二丙烯酸酯，搅拌至完全溶解，再加入多巴胺盐酸盐并加热至40～60摄氏度，保温10～12h得到水凝性聚丙烯酸树脂溶液；

步骤3：在40～60摄氏度下干燥12～24h得到水凝性聚丙烯酸树脂；在水凝性聚丙烯酸树脂中，聚丙烯酸树脂、聚乙二醇二丙烯酸酯和多巴胺盐酸盐的质量分数为90-92％，1-3％和5％-10％。

2.一种制备权利要求1所述修复古壁画的水凝性聚丙烯酸树脂复合材料的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1、聚丙烯酸树脂溶液的制备：将聚丙烯酸树脂溶于乙酸乙酯中得到聚丙烯酸树脂溶液，聚丙烯酸树脂的质量分数为20-30％；

步骤2、水凝性聚丙烯酸树脂的制备：再加入聚乙二醇二丙烯酸酯，搅拌至完全溶解，再加入多巴胺盐酸盐并加热至40～60摄氏度，保温10～12h得到水凝性聚丙烯酸树脂溶液；

步骤3：在40～60摄氏度下干燥12～24h得到水凝性聚丙烯酸树脂；在水凝性聚丙烯酸树脂中，聚丙烯酸树脂、聚乙二醇二丙烯酸酯和多巴胺盐酸盐的质量分数为90-92％，1-3％和5％-10％。