[發明專利]納米防護涂料、制備方法、物品表面防護方法及應用

在審

• 申請號: 202010926094.0
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112011245A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 余江寧;李威;張煒;高東亮;王偉浩;張賀偉;李建厚
• 申請（專利權）人: 余江寧;洛陽職業技術學院
• 主分類號: C09D133/24
• 分類號: C09D133/24;C09D179/02;C09D177/04;C09D5/14
• 代理公司: 洛陽啟越專利代理事務所(普通合伙) 41154
• 代理人: 劉新合

本發明的目的在于，提供一種納米防護涂料、制備方法、物品表面防護方法及應用。其中，本發明所述的納米防護涂料，包括：陽離子高分子材料、交聯劑，所述交聯劑與所述陽離子高分子材料進行交聯，使所述陽離子高分子材料形成直徑為190～210nm的球狀納米材料。該納米防護涂料不但可以作為微生物防護的涂料，預防微生物在石質文物表面的附著；還可有效殺傷微生物，可替代傳統化學清洗劑，減少石質文物表面副產物產生，增加了環境安全性，應用前景廣闊。本發明通過利用化學交聯法，以陽離子高分子材料作為底物，在交聯劑催化交聯反應下，形成納米防護涂料。通過其陽離子官能團與微生物的相互作用，可以實現對微生物的高效抑制作用。

技術領域

本發明屬于納米生物學領域，特別涉及一種納米防護涂料、制備方法、物品表面防護方法及應用。

背景技術

文物是古代文明的象征，是人類歷史的見證。中華文明縱橫五千年，在其成長過程中，所產生的文物古跡更是數不勝數，其中的石質文物更是獨具一格，記錄著人類發展史中所經歷的一些階段和所發生的一些事情。石質文物是指在人類歷史發展過程中遺留下來的具有歷史、藝術、科學價值的、以天然石材為原料加工制造的遺物。石質文物主要包括石器時代的石質用具、石刻文字、石質藝術品三大類，以及各類收藏單位所收藏的建筑石構件、摩崖題刻、不可移動的石窟寺等；按照組成的材質可分為大理石、花崗石、石灰石、松石、碧玉石、瑪瑙、青白石等。按照它們的形成機理又可以分為沉積巖、變相巖、火成巖等。

石質文物的常見的病害表現方式包括斷裂殘缺，粉化脫落、表面泛鹽、水銹結殼、溶蝕、裂隙、變色、空鼓等。造成石質文物病害的主要原因主要包括材料本身、化學因素、物理因素、生物因素及人為因素，除了常見的酸雨、凍融、鹽結晶、風沙、干濕循環等因素會破壞野外的石質文物外，生物也是侵蝕石質文物的最重要因素之一。近年來，生物腐蝕石質文物的問題已經越來越受到人們的關注。生物的破壞作用盡管較為緩慢，但累積效果不容小覷，據初步統計約有有20％-30％的石材腐蝕是生物作用的結果。

野外石質文物的生物腐蝕過程可分為生物化學機理和生物物理機理兩類。侵蝕石質文物的生物種類從微生物到高等植物都有可能，生物產生的破壞作用既有因植物的根和微生物的菌絲的穿透作用引起的機械破壞，也有因它們的分泌物(酸)螯合石頭礦物中的金屬離子而引起的化學破壞。侵蝕石質文物的微生物主要包括細菌、真菌、光合類微生物、和地衣等。細菌，腐蝕石質文物的細菌以異養細菌為主，石質文物上的有機污染物、有機防護材料等都能成為它的碳源，例如，能將氨氧化成亞硝酸鹽的亞硝化細菌和將亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽的硝化細菌，在不同類型的古建筑石材樣品中都已發現硝化細菌氧化得到亞硝酸，再得到硝酸的現象；硫桿菌主要靠氧化還原態的硫化物，包括硫化氫、硫代硫酸鹽、元素硫、多硫酸鹽等而最終形成硫酸鹽，當有揮發性含硫化合物例如(H2S)存在時，硫桿菌生長旺盛，由于這類細菌的繁殖會產生硫酸，由此不斷降低周圍的PH值，從而侵蝕寄居的石材；真菌利用石材表面有機物提供碳源侵蝕石材，使其表面顏色變黑變暗在每一處被腐蝕的古舊建筑上幾乎都能發現真菌的存在；光合類微生物，亦稱光合細菌，石質文物表面的光合類微生物主要是藻類和藍細菌。經過一定周期光合類微生物作用，石質文物腐蝕層會自發剝離；地衣分泌地衣酸，是地衣呈現各種顏色的物質基礎，隨空氣濕度加大而是顏色加深。

總體上看，微生物病害具有分布廣，種類多，數量大，代謝旺，繁殖快和適應能力強等特點，大量石質文物尤其是室外文物因此都存在微生物病害而被不同程度腐蝕的現象。雖然這種破壞作用緩慢，但累積效應相當驚人，需要引起足夠重視。