CN109577091A - 一种纸质文物加固液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于纸质文物保护的一种纸质文物加固液，可有效解决现有用于纸质文物保护的加固液无法同时增加纸张强度和柔韧性的问题，该加固液是由以下重量百分比计的：纳米二氧化硅基聚氨酯5%‑30%，端羟基环氧环己烷‑环氧氯丙烷基聚氨酯5%‑30%,有机硅基聚氨酯5%‑30%和乙酸乙酯10%‑85%混合均匀制成；本发明组方科学合理，原料丰富，易生产制备，不仅具有普通聚氨酯在纸张强度、耐老化性能等方面的优良性质，又具有较高的透明度，避免了传统树脂加固法在光泽、质感等方面带来的不利影响，具有可逆性，能在无损或微损的条件下除去保护膜，是纸质文物保护加固液上的创新，经济和社会效益巨大。

Description

一种纸质文物加固液
技术领域
本发明涉及化工产品，特别是用于纸质文物保护的一种纸质文物加固液。
背景技术
纸质文物是我国古代艺术的珍贵历史资料和重要文化遗产，这些记录人类文明的珍贵的纸质文物在不断的发生损坏，美国国会图书馆检查书库、法国国立图书馆都发现有大量的存书“自毁”现象，中国拥有五千年文明华夏史，珍贵纸质类历史文物浩如烟海、不胜枚举，但是随着岁月的流逝，受各种因素的影响，出现了发黄霉变、粉化脆断、糟朽破碎、污迹满面等损坏现象，因此，开展纸质文物保护工作及对纸质文物加固保护材料和工艺的研究，是一项十分重要而又紧迫的任务。但由于纸张是既具有弹性，又具有塑性的物质，在印刷时，抗张强度大的纸往往比抗张强度小的纸更容易断裂。这说明抗张强度的大小，并不能准确地表述纸张抵抗张力破坏的能力，纸张抵抗破坏的能力不仅表现为强度，还表现为韧性，即具有一定的应力、应变关系，因此，研制一种使纸张强度和柔韧性同步增强的加固液是必需解决的技术问题。
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一种纸质文物加固液，可有效解决现有用于纸质文物保护的加固液无法同时增加纸张强度和柔韧性的问题。
本发明解决的技术方案是，一种用于纸质文物保护的一种纸质文物加固液，该加固液是由以下重量百分比计的：纳米二氧化硅基聚氨酯5％-30％，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯5％-30％,有机硅基聚氨酯5％-30％和乙酸乙酯10％-85％混合均匀制成；
所述的纳米二氧化硅基聚氨酯，由以下重量计的：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和乙酸乙酯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乙酸乙酯中，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)含量不再变化时，终止反应，减压蒸馏除去乙酸乙酯，即得纳米二氧化硅基聚氨酯；
所述端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯，由以下重量比计的：端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷共聚醚5g、六亚甲基二异氰酸酯三聚体40g、二月桂酸二丁基锡0.1g和乙酸乙酯30g制成，其中，将端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷共聚醚、六亚甲基二异氰酸酯三聚体和二月桂酸二丁基锡加入到乙酸乙酯中，加热到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)重量含量不再变化，终止反应，即得端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯；
所述的有机硅基聚氨酯，由以下重量计的：羟基封端聚二甲基硅氧烷30g、六亚甲基二异氰酸酯三聚体40g、二月桂酸二丁基锡0.2g和乙酸乙酯30g制成，其中，将羟基封端聚二甲基硅氧烷，六亚甲基二异氰酸酯三聚体和二月桂酸二丁基锡加入到乙酸乙酯中，加热到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)含量不再变化时，终止反应，减压蒸馏除去乙酸乙酯，即得有机硅基聚氨酯。
本发明组方科学合理，原料丰富，易生产制备，使用效果好，不仅具有普通聚氨酯在纸张强度、耐老化性能等方面的优良性质，又具有较高的透明度，避免了传统树脂加固法在光泽、质感等方面带来的不利影响，本发明所制备的纸质文物保护材料具有可逆性，能在无损或微损的条件下除去保护膜，是纸质文物保护加固液上的创新，经济和社会效益巨大。
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1：一种纸质文物加固液，由以下重量百分比计的：纳米二氧化硅基聚氨酯10％，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯10％,有机硅基聚氨酯10％和乙酸乙酯70％混合均匀制成；
所述的纳米二氧化硅基聚氨酯，由以下重量计的：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和乙酸乙酯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乙酸乙酯中，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)含量不再变化时，终止反应，减压蒸馏除去乙酸乙酯，即得纳米二氧化硅基聚氨酯；
所述端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯，由以下重量比计的：端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷共聚醚5g、六亚甲基二异氰酸酯三聚体40g、二月桂酸二丁基锡0.1g和乙酸乙酯30g制成，其中，将端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷共聚醚、六亚甲基二异氰酸酯三聚体和二月桂酸二丁基锡加入到乙酸乙酯中，加热到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)重量含量不再变化，终止反应，即得端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯；
所述的有机硅基聚氨酯，由以下重量计的：羟基封端聚二甲基硅氧烷30g、六亚甲基二异氰酸酯三聚体40g、二月桂酸二丁基锡0.2g和乙酸乙酯30g制成，其中，将羟基封端聚二甲基硅氧烷，六亚甲基二异氰酸酯三聚体和二月桂酸二丁基锡加入到乙酸乙酯中，加热到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)含量不再变化时，终止反应，减压蒸馏除去乙酸乙酯，即得有机硅基聚氨酯。
实施例2：一种纸质文物加固液，由以下重量百分比计：纳米二氧化硅基聚氨酯10％，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯15％,有机硅基聚氨酯15％和乙酸乙酯60％混合均匀制成；所述的纳米二氧化硅基聚氨酯、端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯、有机硅基聚氨酯制备方法同实施例1。
实施例3：一种纸质文物加固液，由以下重量百分比计的：纳米二氧化硅基聚氨酯10％，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯20％,有机硅基聚氨酯20％和乙酸乙酯50％混合均匀制成；所述的纳米二氧化硅基聚氨酯、端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯、有机硅基聚氨酯制备方法同实施例1。
实施例4：一种纸质文物加固液，由以下重量百分比计的：纳米二氧化硅基聚氨酯15％，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯10％,有机硅基聚氨酯15％和乙酸乙酯60％混合均匀制成；所述的纳米二氧化硅基聚氨酯、端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯、有机硅基聚氨酯制备方法同实施例1。
实施例5：一种纸质文物加固液，由以下重量百分比计的：纳米二氧化硅基聚氨酯15％，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯15％,有机硅基聚氨酯20％和乙酸乙酯50％混合均匀制成；所述的纳米二氧化硅基聚氨酯、端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯、有机硅基聚氨酯制备方法同实施例1。
实施例6：一种纸质文物加固液，由以下重量百分比计的：纳米二氧化硅基聚氨酯15％，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯20％,有机硅基聚氨酯10％和乙酸乙酯55％混合均匀制成；所述的纳米二氧化硅基聚氨酯、端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯、有机硅基聚氨酯制备方法同实施例1。
实施例7：一种纸质文物加固液，由以下重量百分比计的：纳米二氧化硅基聚氨酯20％，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯10％,有机硅基聚氨酯20％和乙酸乙酯50％混合均匀制成；所述的纳米二氧化硅基聚氨酯、端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯、有机硅基聚氨酯制备方法同实施例1。
本发明具体使用时，将剪裁的纸张(210mm×297mm)置于本发明提供的加固液中浸泡(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、4、5、6、7方法制得的加固液处理过的纸张性能指标结果对比见表1：
表1：
上表中纸张抗张强度测试是按照我国国家标准GB/T12914-2008进行测定；纸张耐折度测定是按照我国国家标准GB/T457-2008进行测定；纸张撕裂度是按照我国国家标准GB/455-2002进行测定；纸张光泽度按照我国国家标准GB/T 8941-2013进行测定；纸张白度是按照我国国家标准GB/T7974-2002进行测定。
老化实验：经本发明加固液处理后纸张与空白纸张老化前后性能指标对比见表2：
表2：
上表中老化实验按照我国国家标准GB/T464-2008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、纳米二氧化硅基聚氨酯对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50％以上。
2、环氧环己烷-环氧氯丙烷共聚醚基聚氨酯合成制备的聚氨酯，分子量小，渗透性好，外观为无色透明，将其运用在纸质文物加固保护，既可以提高纸张机械性能，又保持良好的光泽度，机械性能提高40％以上；
3、有机硅基聚氨酯，有机硅上含有高键能(422.2kJ/m o l)的Si-O键,而且有机硅氧烷的单分子体积大,内聚能密度低,这样将有机硅氧烷引入聚氨酯分子的主链或侧链上,可以提高产品的耐受性能。本发明把聚硅氧烷和聚氨酯的优点结合起来,得到性能优异的纸张加固材料，尤其是显著提高了纸张的耐折度，耐折次数可提高2倍以上。
4、本发明组方科学合理，原料丰富，易生产制备，使用效果好。既增强了纸张的抗张强度，又保持了纸张的柔韧性，具有较高的透明度，避免了传统加固材料只能增强纸张单一性能的不足，增加纸质文物保存寿命3倍以上，抗老化性能强，提高其观赏和研究价值。本发明所制备的纸质文物保护材料具有可逆性，能在无损或微损的条件下除去保护膜，是纸质文物保护上的创新，经济和社会效益巨大。

Claims (8)

1.一种纸质文物加固液，其特征是：该加固液是由以下重量百分比计的：纳米二氧化硅基聚氨酯5%-30%，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯5%-30%,有机硅基聚氨酯5%-30%和乙酸乙酯10%-85%混合均匀制成；
所述的纳米二氧化硅基聚氨酯，由以下重量计的：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和乙酸乙酯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乙酸乙酯中，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）含量不再变化时，终止反应，减压蒸馏除去乙酸乙酯，即得纳米二氧化硅基聚氨酯；
所述端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯，由以下重量比计的：端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷共聚醚 5g、六亚甲基二异氰酸酯三聚体40g、二月桂酸二丁基锡0.1g和乙酸乙酯30g制成，其中，将端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷共聚醚、六亚甲基二异氰酸酯三聚体和二月桂酸二丁基锡加入到乙酸乙酯中，加热到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）重量含量不再变化，终止反应，即得端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯；
所述的有机硅基聚氨酯，由以下重量计的：羟基封端聚二甲基硅氧烷30g、六亚甲基二异氰酸酯三聚体40g、二月桂酸二丁基锡0.2g和乙酸乙酯30g制成，其中，将羟基封端聚二甲基硅氧烷，六亚甲基二异氰酸酯三聚体和二月桂酸二丁基锡加入到乙酸乙酯中，加热到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）含量不再变化时，终止反应，减压蒸馏除去乙酸乙酯，即得有机硅基聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的纸质文物加固液，其特征是：由以下重量百分比计的：纳米二氧化硅基聚氨酯10%，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯10%,有机硅基聚氨酯10%和乙酸乙酯70%混合均匀制成。
3.根据权利要求1所述的纸质文物加固液，其特征是：由以下重量百分比计：纳米二氧化硅基聚氨酯10%，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯15%,有机硅基聚氨酯15%和乙酸乙酯60%混合均匀制成。
4.根据权利要求1所述的纸质文物加固液，其特征是：由以下重量百分比计的：纳米二氧化硅基聚氨酯10%，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯20%,有机硅基聚氨酯20%和乙酸乙酯50%混合均匀制成。
5.根据权利要求1所述的纸质文物加固液，其特征是：由以下重量百分比计的：纳米二氧化硅基聚氨酯15%，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯10%,有机硅基聚氨酯15%和乙酸乙酯60%混合均匀制成。
6.根据权利要求1所述的纸质文物加固液，其特征是：由以下重量百分比计的：纳米二氧化硅基聚氨酯15%，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯15%,有机硅基聚氨酯20%和乙酸乙酯50%混合均匀制成。
7.根据权利要求1所述的纸质文物加固液，其特征是：由以下重量百分比计的：纳米二氧化硅基聚氨酯15%，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯20%,有机硅基聚氨酯10%和乙酸乙酯55%混合均匀制成；
8.根据权利要求1所述的纸质文物加固液，其特征是：由以下重量百分比计的：纳米二氧化硅基聚氨酯20%，端羟基环氧环己烷-环氧氯丙烷基聚氨酯10%,有机硅基聚氨酯20%和乙酸乙酯50%混合均匀制成。
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