CN116478637A - 用于砖石文物粘结的支链淀粉/无机物/高分子复合的糯米灰浆胶粘剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于砖石文物粘结的支链淀粉/无机物/天然高分子复合的糯米灰浆胶粘剂，其是由熟石灰、糯米浆、羟丙基甲基纤维素、粘土、水按一定质量比制成，其中糯米浆的质量浓度为3％～9％。该糯米灰浆胶粘剂不仅最大限度地保留了古代糯米砂浆的材质和优良的粘结性能，而且羟丙基甲基纤维素的添加极大的改善了胶粘剂的流动性和粘弹性，从而提高了其粘附性能和抗拉强度。此类胶粘剂不仅可以应用于城墙砖石的修复，也可以应用于土陶文物断裂界面的粘结修复。
Description
技术领域
本发明属于天然有机/无机/高分子复合材料技术领域，具体涉及一种用于粘结砖石文物的糯米灰浆胶粘剂仿古配方。
背景技术
随着中石器时代复合工具的出现和进步，与其匹配的连接技术也出现了，粘接是其中使用最早也是最广泛的方法之一。就其材质的来源看，古代胶粘剂大体可分为动物胶、植物胶和矿物胶。其中，以植物胶-糯米砂浆为代表的中国传统砂浆在南北朝时期已成为相对成熟的技术。古代中国的建筑工人通过将糯米汤与标准砂浆混合，发明了超强度的“糯米砂浆”。科学家们在中国长城(明长城)的城墙黏合物中发现了糯米的成分，糯米砂浆被认为是长城的主要黏合材料，而这种强度很大的黏合材料也被认为是万里长城千年不倒的原因。但是，古老胶粘剂配方工艺失传已久，熬制方法亦难以完全还原，其中蕴含的科学机理在分子水平上尚未完全被揭示。而近些年来，在文物修复中经常使用新型化学粘接材料，但是新型化学粘结剂容易损伤文物，例如环氧类化学胶，固化后硬度很高，胶体渗入基材内部或缝隙，难以清除，会对基材产生较大的损坏，并且不可逆。另外一些丙烯酸类化学胶，溶剂则会导致文物本体或粘接基材褪色，污染粘接体的情况。基于以上情况，文物修复领域的专家们呼吁文物修复应遵循“最少干预原则；可逆性或不影响今后再修复的原则；添加的材料应与原有材料相似或匹配，保持历史真实性与展示美感相结合原则；可识别性原则；安全耐久性原则；对于不可移动文物还应遵守就地保存修复的原则”。
发明内容
本发明的目的是针对现有文物修复尤其是城墙胶凝使用粘结剂的不足，提供一种不仅可以应用于城墙砖石的修复，也可以应用于土陶文物断裂界面的粘结修复的具有较高流动性和粘弹性的支链淀粉基/无机物/天然高分子三者复合的糯米灰浆胶粘剂。
针对上述目的，本发明采用的糯米灰浆胶粘剂由熟石灰、糯米浆、羟丙基甲基纤维素、粘土、水按质量比为100:65～150:1～4:50～200:50～200制成，其中糯米浆的质量浓度为3％～9％。
进一步优选，上述糯米灰浆胶粘剂由熟石灰、糯米浆、羟丙基甲基纤维素、粘土、水按质量比为100:80～85:2～3:100～150:50～100制成，其中糯米浆的质量浓度为7％～9％。
上述糯米浆是将糯米粉和水混合，在100℃水浴锅中边搅拌边煮40～60分钟的制备方式所得。所述糯米粉是将米粒细长、黏性强的籼糯米于去离子水中浸泡10～15小时，再经过真空干燥并于研磨机中研制为粉末所得。
上述粘土由秦始皇兵马俑附近坑所得。
本发明糯米灰浆胶粘剂的制备方法是：按照质量比将熟石灰与糯米浆、粘土以及羟丙基甲基纤维素混合的同时不断加入水，使其混合均匀，随后将混合物置于磁力搅拌器上搅拌40～90分钟，即得到糯米灰浆胶粘剂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明模拟糯米灰浆古代配制工艺，研发了一种支链淀粉基/无机物/天然高分子三者复合的新型“糯米灰浆”胶粘剂。该糯米灰浆胶粘剂于传统糯米灰浆而言，去除了沙子，添加了羟丙基甲基纤维素，不仅最大限度地保留了古代糯米砂浆的材质和优良的粘结性能，而且羟丙基甲基纤维素的添加极大地改善了胶粘剂的流动性和粘弹性，从而提高了其粘附性能和抗拉强度。
2.本发明糯米灰浆胶粘剂的组分为原料成本低、环保易得的物质，制备方法简单，具有粘结强度大、剪切强度大、流动性好等性能，不仅可以应用于城墙砖石的修复，也可以应用于土陶文物断裂界面的粘结修复。
附图说明
图1是实施例1制备的糯米灰浆胶粘剂与对比例1制备的传统糯米灰浆分别粘结模拟样后的抗拉强度对比图。
图2是实施例1制备的糯米灰浆胶粘剂与对比例1制备的传统糯米灰浆的粘度对比图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
实施例1
首先将籼糯米于去离子水中浸泡12小时，再经过80℃真空干燥并于研磨机中研制为粉末，随后将糯米粉和水混合，于100℃水浴锅中边搅拌边煮50分钟后冷却至室温，获得质量浓度为9％的糯米浆。然后称取10g熟石灰、8.4g质量浓度为9％的糯米浆、0.2g羟丙基甲基纤维素、15g粘土以及5水，将熟石灰与糯米浆、粘土以及羟丙基甲基纤维素混合的同时不断加入水，使其混合均匀，随后将混合物置于磁力搅拌器上以900转/分钟匀速搅拌1小时，得到糯米灰浆胶粘剂。其中，所述粘土由秦始皇兵马俑附近坑所得。
实施例2
首先将籼糯米于去离子水中浸泡12小时，再经过80℃真空干燥并于研磨机中研制为粉末，随后将糯米粉和水混合，于100℃水浴锅中边搅拌边煮50分钟后冷却至室温，获得质量浓度为3％的糯米浆。然后称取10g熟石灰、6.8g质量浓度为3％的糯米浆、0.1g羟丙基甲基纤维素、5g粘土以及8g水，将熟石灰与糯米浆、粘土以及羟丙基甲基纤维素混合的同时不断加入水，使其混合均匀，随后将混合物置于磁力搅拌器上以900转/分钟匀速搅拌1小时，得到糯米灰浆胶粘剂。其中，所述粘土由秦始皇兵马俑附近坑所得。
实施例3
首先将籼糯米于去离子水中浸泡12小时，再经过80℃真空干燥并于研磨机中研制为粉末，随后将糯米粉和水混合，于100℃水浴锅中边搅拌边煮50分钟后冷却至室温，获得质量浓度为9％的糯米浆。然后称取10g熟石灰、6.8g质量浓度为9％的糯米浆、0.4g羟丙基甲基纤维素、20g粘土以及20g水，将熟石灰与糯米浆、粘土以及羟丙基甲基纤维素混合的同时不断加入水，使其混合均匀，随后将混合物置于磁力搅拌器上以900转/分钟匀速搅拌1小时，得到糯米灰浆胶粘剂。其中，所述粘土由秦始皇兵马俑附近坑所得。
实施例4
首先将籼糯米于去离子水中浸泡12小时，再经过80℃真空干燥并于研磨机中研制为粉末，随后将糯米粉和水混合，于100℃水浴锅中边搅拌边煮50分钟后冷却至室温，获得质量浓度为7％的糯米浆。然后称取10g熟石灰、10g质量浓度为7％的糯米浆、0.4g羟丙基甲基纤维素、5g粘土以及5g水，将熟石灰与糯米浆、粘土以及羟丙基甲基纤维素混合的同时不断加入水，使其混合均匀，随后将混合物置于磁力搅拌器上以900转/分钟匀速搅拌1小时，得到糯米灰浆胶粘剂。其中，所述粘土由秦始皇兵马俑附近坑所得。
实施例5
首先将籼糯米于去离子水中浸泡12小时，再经过80℃真空干燥并于研磨机中研制为粉末，随后将糯米粉和水混合，于100℃水浴锅中边搅拌边煮50分钟后冷却至室温，获得质量浓度为9％的糯米浆。然后称取10g熟石灰、11.6g质量浓度为9％的糯米浆、0.3g羟丙基甲基纤维素、5g粘土以及10g水，将熟石灰与糯米浆、粘土以及羟丙基甲基纤维素混合的同时不断加入水，使其混合均匀，随后将混合物置于磁力搅拌器上以900转/分钟匀速搅拌1小时，得到糯米灰浆胶粘剂。其中，所述粘土由秦始皇兵马俑附近坑所得。
实施例6
首先将籼糯米于去离子水中浸泡12小时，再经过80℃真空干燥并于研磨机中研制为粉末，随后将糯米粉和水混合，于100℃水浴锅中边搅拌边煮50分钟后冷却至室温，获得质量浓度为3％的糯米浆。然后称取10g熟石灰、13.2g质量浓度为3％的糯米浆、0.3g羟丙基甲基纤维素、10g粘土以及5g水，将熟石灰与糯米浆、粘土以及羟丙基甲基纤维素混合的同时不断加入水，使其混合均匀，随后将混合物置于磁力搅拌器上以900转/分钟匀速搅拌1小时，得到糯米灰浆胶粘剂。其中，所述粘土由秦始皇兵马俑附近坑所得。
实施例7
首先将籼糯米于去离子水中浸泡12小时，再经过80℃真空干燥并于研磨机中研制为粉末，随后将糯米粉和水混合，于100℃水浴锅中边搅拌边煮50分钟后冷却至室温，获得质量浓度为5％的糯米浆。然后称取10g熟石灰、13.2g质量浓度为5％的糯米浆、0.4g羟丙基甲基纤维素、15g粘土以及8g水，将熟石灰与糯米浆、粘土以及羟丙基甲基纤维素混合的同时不断加入水，使其混合均匀，随后将混合物置于磁力搅拌器上以900转/分钟匀速搅拌1小时，得到糯米灰浆胶粘剂。其中，所述粘土由秦始皇兵马俑附近坑所得。
对比例1
将1g石灰、2g沙子、2g红土以及1g质量浓度为3％的糯米浆混合均匀后置于磁力搅拌器上以900r/min匀速搅拌1h，得到传统糯米灰浆。
采用尺寸为50mm×15mm×5mm的两个模拟样品，采用实施例1～7制备的糯米灰浆胶粘剂以及对比例1制备的传统糯米灰浆分别粘接模拟样，待胶粘剂固化后，用万能材料试验机测试其断裂时所用的力得到抗拉强度，并于流变仪中对其粘度进行测试，测试结果见表1和图1～2。
表1糯米灰浆胶粘剂各组分配比和性能测试结果
注：表中填料为羟丙基甲基纤维素。
通过表1可知，本发明制备的胶粘剂的抗拉强度和粘附性能效果均较优。由图1和图2可知，实施例1制备的糯米灰浆胶粘剂与对比例1制备的传统糯米灰浆相比，其具有较高的粘结强度以及较优的粘附性能。
Claims (6)
1.一种用于砖石文物粘结的支链淀粉/无机物/高分子复合的糯米灰浆胶粘剂，其特征在于：所述糯米灰浆胶粘剂由熟石灰、糯米浆、羟丙基甲基纤维素、粘土、水按质量比为100:65～150:1～4:50～200:50～200制成，其中糯米浆的质量浓度为3％～9％。
2.根据权利要求1所述的用于砖石文物粘结的支链淀粉/无机物/高分子复合的糯米灰浆胶粘剂，其特征在于：所述糯米灰浆胶粘剂由熟石灰、糯米浆、羟丙基甲基纤维素、粘土、水按质量比为100:80～85:2～3:100～150:50～100制成，其中糯米浆的质量浓度为7％～9％。
3.根据权利要求1或2所述的用于砖石文物粘结的支链淀粉/无机物/高分子复合的糯米灰浆胶粘剂，其特征在于：所述糯米浆是将糯米粉和水混合，在100℃水浴锅中边搅拌边煮40～60分钟的制备方式所得。
4.根据权利要求3所述的用于砖石文物粘结的支链淀粉/无机物/高分子复合的糯米灰浆胶粘剂，其特征在于：所述糯米粉是将籼糯米于去离子水中浸泡10～15小时，再经过真空干燥并于研磨机中研制为粉末所得。
5.根据权利要求1所述的用于砖石文物粘结的支链淀粉/无机物/高分子复合的糯米灰浆胶粘剂，其特征在于：所述粘土由秦始皇兵马俑附近坑所得。
6.根据权利要求1所述的用于砖石文物粘结的支链淀粉/无机物/高分子复合的糯米灰浆胶粘剂，其特征在于：将熟石灰与糯米浆、粘土以及羟丙基甲基纤维素混合的同时不断加入水，使其混合均匀，随后将混合物搅拌40～90分钟，即得到所述糯米灰浆胶粘剂。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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