一種室外鐵質文物氟碳複合封護的方法

2023-08-12 20:39:56

專利名稱：一種室外鐵質文物氟碳複合封護的方法
技術領域：
本發明涉及一種鐵質文物的保護方法，具體地說涉及一種室外鐵質文物氟碳複合 封護的方法。
背景技術：
氟碳樹脂是一種新型的工業材料，在歐美等國家把以氟烯烴聚合物或氟烯烴和其 他單體的共聚物等作為成膜物質的塗料稱為「氟碳塗料」(fluorocarbon coating)，在我國 則習慣上稱之為氟樹脂塗料、有機氟樹脂塗料或含氟塗料。含氟塗料具有極其優異的耐化 學品性能、耐熱性能和耐候性能等，工業中廣泛應用於重防腐領域，如跨海大橋，大型金屬 結構構件和一些需要重點防腐的領域。我國的杭州灣跨海大橋、國家體育場「鳥巢」鋼結構 以及青藏高速公路橋等均採用了氟碳塗料作為防腐裝飾塗料。正是由於含氟塗料優異的性能，其越來越受到文物保護領域的關注。眾所周知，我 國擁有數量眾多的珍貴文物，金屬質地的文物是其中極其重要的一部分，但是對於大量保 存於室外無法移動的金屬文物，由於對其外部環境無法有效的進行控制，它們的腐蝕情況 尤為嚴重。目前通用的保護手段是對其進行封護操作，在文物的表面形成隔絕環境的保護 膜來降低環境對其的腐蝕。含氟塗層有良好的耐候抗腐蝕性能，作為文物封護劑在我國已 經得到了一些應用。目前使用氟碳塗料對金屬文物進行封護主要有兩種方法1)使用現成的常溫固化型工業氟碳塗料清漆；2)使用氟樹脂溶解液直接塗刷。上述兩種方法均有如下缺陷由於文物的封護操作有「最小幹預」、「可逆封護」、不能改變文物本來的表面特徵 等特殊的要求，使用封護劑並不能按照工業塗覆的標準流程進行，即採用底漆、中漆和面漆 的三層防腐蝕塗層，文物的表面也不可能達到工業塗覆的最低標準。在這種情況下，常溫固 化型氟碳塗料由於粘度較大，分子鏈較長，固化膜不緻密，不能有效的封閉文物表面的孔洞 與細微的裂縫，處在室外環境下，微量的水汽和酸性氣體可以侵入氟碳塗層下造成鏽蝕，且 固化後的塗層也不具備可逆去除的要求。單獨使用氟樹脂溶解液形成的塗層雖然可以可逆 去除，但是由於塗層沒有固化交聯，附著力與耐久性較差，也不適合室外多變環境下金屬文 物的封護。

發明內容
本發明是基於國家科技支撐計劃項目，文化遺產保護關鍵技術研究課題鐵質文 物綜合保護技術研究(課題編號2006BAK20B03)而提出的專利申請。本發明的目的在於提供一種雙層複合型封護塗層，其底層為水性防鏽液，面層為 納米二氧化矽改性含氟液(使用親油性納米二氧化矽粉末，平均粒徑30士 10納米，比表面 積150-300m2/g，pH值為4到7，將其加入含氟液高速分散)。
底層水性防鏽液為水性丙烯酸類防鏽液，PH值為9-9. 7，優選美國CORTEC公司氣 相防鏽液VCI383，其與鑄鐵等金屬有較好的附著力，且成膜表面可與含氟液較好的複合，成 膜可用乙醇、丙酮等有機溶劑去除。 面層含氟液為聚三氟乙烯和乙烯基丙醚的共聚物，氟含量不低於14% (氟原子重 量比)。納米二氧化矽添加量為面層總重的1_3%，用於消光和提高塗層熱穩定性，提供塗 層與基體物理錨固點和增強抗紫外能力的作用，使塗層與金屬表面結合的更為緊密。其成 膜後可使用乙酸丁酯，丙酮等有機溶劑去除。本發明的雙層複合型封護塗層的特點是水性防鏽液粘度很小與水接近，可以作為封孔劑，塗刷後能很好的填充文物表面 的孔洞和細微的裂縫，阻止腐蝕的發生。納米二氧化矽改性含氟液作為表層，可以提供防水 與抗紫外線作用，室外封護效果較好。本發明的雙層複合型封護塗層可以使用常用的有機 溶劑去除。


圖1為對比例，其中的A和Al是沒有採用任何封護措施的鑄鐵在室外暴曬100天 前後變化的對比照片；B是是採用本發明的雙層複合型封護塗層前的照片，Bl是採用本發 明的雙層複合型封護塗層的鑄鐵在室外暴曬100天後的照片。圖2為對實物的比較例，其中的C是採用本發明的雙層複合型封護塗層前的照片， Cl是採用本發明的雙層複合型封護塗層後的照片；其中的D是採用本發明的雙層複合型封 護塗層前的照片，Dl是採用本發明的雙層複合型封護塗層後的照片。
具體實施例方式由於本發明所針對的是室外文物，因此先用置於室外的鐵鐘為例進行描述。實施例1採用與室外鐵鐘同樣材料的鑄鐵兩塊，其中一塊不作任何處理，另一塊先按照每 CM2塗0. 004毫升塗刷水性防鏽液兩遍，間隔1小時，乾燥24小時後，按照每CM2塗0. 008毫 升計算噴塗納米二氧化矽改性含氟液兩遍，間隔24小時。噴塗壓力3公斤每平方釐米，噴 塗距離為垂直文物表面15釐米左右。將上述兩塊鑄鐵同時置於室外暴曬100天，其效果可參閱圖1和圖2所示。圖1 中的A為沒有作任何處理的鑄鐵，於室外暴曬100天後其表面發生的變化，其表面生成了很 厚的鏽斑(如圖1中的Al所示)。圖2中的B為採用本發明的雙層複合型封護塗層前的表 面徵狀，圖2中的Bl為表面塗覆了本發明的雙層複合型封護塗層於室外暴曬100天後的表 面徵狀，從圖2的Bl可以看出，該鑄鐵的表面沒有產生鏽斑。實施例2以北京市延慶順嚴寺鐵鐘(圖2中的C所示)和延慶興福寺鐵鐘(圖2中的D所 示)為實驗對象，經過如實施例1的處理後，其表面片狀分別如圖2中的Cl和Dl所示，將 圖2中的C和Cl相比較，以及將圖2中的D和Dl相比較都可以看出，本發明沒有改變文物 本來的外貌特徵，表面處理符合文物保護的要求。
權利要求
一種雙層複合型封護塗層，其底層為水性防鏽液，pH值為9-9.7，面層為納米二氧化矽改性含氟液，pH值為4到7，其中納米二氧化矽添加量為面層總重量的1-3％。
2.如權利要求1所述的雙層複合型封護塗層，其中，水性防鏽液為水性丙烯酸類防鏽液。
3.如權利要求1所述的雙層複合型封護塗層，其中，納米二氧化矽為親油性納米二氧 化矽粉末，平均粒徑30士 10納米，比表面積150-300m2/g。
4.如權利要求1所述的雙層複合型封護塗層，其中，納米二氧化矽改性含氟液是將親 油性納米二氧化矽粉末加入含氟液中分散得到。
5.如權利要求1或4所述的雙層複合型封護塗層，其中，含氟液為聚三氟乙烯和乙烯基 丙醚的共聚物，氟含量按氟原子重量比計不低於14%。
全文摘要
一種雙層複合型封護塗層，其底層為水性防鏽液，pH值為9-9.7，面層為納米二氧化矽改性含氟液，pH值為4到7，其中納米二氧化矽添加量為面層總重量的1-3％。本發明的雙層複合型封護塗層中，水性防鏽液粘度很小與水接近，可以作為封孔劑，塗刷後能很好的填充文物表面的孔洞和細微的裂縫，阻止腐蝕的發生。納米二氧化矽改性含氟液作為表層，可以提供防水與抗紫外線作用，室外封護效果較好。本發明的雙層複合型封護塗層可以使用常用的有機溶劑去除。
文檔編號C23C22/62GK101864566SQ20091013080
公開日2010年10月20日 申請日期2009年4月15日 優先權日2009年4月15日
發明者王永生, 馬立治 申請人:中國國家博物館