[發(fā)明專利]一種具有清潔功能的可剝離水凝膠材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110388168.4
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN115197615B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅宏杰;劉志遠(yuǎn);余海東;黃曉;熊璨;徐慶蒙
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué);重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局208水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊（重慶市地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘查設(shè)計院）
• 主分類號: C09D129/04
• 分類號: C09D129/04;C09D171/02;C09D5/20;C09D7/61;C08J3/075;B08B7/00
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優(yōu)麗

本發(fā)明涉及一種具有清潔功能的可剝離水凝膠材料及其制備方法和應(yīng)用，所述可剝離水凝膠材料的原料組成包括：聚乙烯醇5wt%～15wt%、聚乙二醇1wt%～5wt%、交聯(lián)劑1wt%～10wt%、助溶劑5wt%～20wt%、余量為水。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有清潔功能的可剝離水凝膠材料的制備方法以及在石質(zhì)文物或化石表面清潔方面的應(yīng)用，屬于考古現(xiàn)場石質(zhì)文物或化石表面清潔保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂等有機(jī)樹脂常用于脆弱性石質(zhì)文物或化石的加固。這些有機(jī)樹脂加固材料施加于石質(zhì)文物或化石后，會嚴(yán)重阻礙石質(zhì)文物或化石中水汽流通，導(dǎo)致石質(zhì)文物或化石更易崩解。同時自然老化的樹脂也會影響石質(zhì)文物或化石的外觀。

石質(zhì)文物或化石常用表面清潔方法有物理法、化學(xué)法。物理法主要包括機(jī)械打磨法、激光清洗法以及粒子噴射清洗法等。這些清洗方法不僅需要特殊工具，而且無法清理石質(zhì)文物或化石上的滲入性污染物。化學(xué)法就是使用各種液態(tài)的化學(xué)清洗試劑對石質(zhì)文物或化石表面進(jìn)行清理。相比于物理方法，化學(xué)法操作簡單，并可以清除掉深層的污染物。但是化學(xué)清洗試劑會由于毛細(xì)作用在文物內(nèi)部大面積擴(kuò)散，是污染物面積擴(kuò)大。一些化學(xué)清洗劑本身不易揮發(fā)去除，造成新的污染。因此，我們需要探索一種能高效去除石質(zhì)文物或化石表面失效加固涂料且不會產(chǎn)生殘留的方法。

凝膠清洗法就是這樣一種方法。凝膠自身具有粘附性，可以清除一些粘附性不強(qiáng)的污染物。凝膠法將化學(xué)清洗劑和凝膠載體結(jié)合，阻止化學(xué)清洗劑向石質(zhì)文物或化石內(nèi)部擴(kuò)散，化學(xué)清洗劑只能在目標(biāo)區(qū)域發(fā)生作用，大大提高對石質(zhì)文物或化石表面的清潔效率。清洗完成后可以直接揭去水凝膠，不會產(chǎn)生化學(xué)殘留。目前已開發(fā)的清潔凝膠的強(qiáng)度較低、易流動，對垂直、表面不平整的文物的清潔效果不明顯，難以適用于立面石質(zhì)文物或化石的清潔，因此需要開發(fā)一種能夠適用清潔石質(zhì)文物或化石表面的清潔凝膠。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明的目的是提供一種具有清潔功能的可剝離水凝膠材料及其制備方法和應(yīng)用，以解決石質(zhì)文物或化石表面有機(jī)加固涂料影響外觀和后續(xù)加固保護(hù)的問題。

第一方面，本發(fā)明提供了一種具有清潔功能的可剝離水凝膠材料，所述可剝離水凝膠材料的原料組成包括：聚乙烯醇5wt％～15wt％、聚乙二醇1wt％～5wt％、交聯(lián)劑1wt％～5wt％、助溶劑5wt％～20wt％、余量為水。

本發(fā)明中，所使用凝膠清潔材料能夠防止清潔溶劑在文物內(nèi)部擴(kuò)散造成二次污染，且使用的凝膠體系為水體系，對文物的危害較小。同時，由于聚乙烯醇與硼酸根離子間的交聯(lián)鍵存在，所使用的水凝膠的內(nèi)聚力遠(yuǎn)大于其附著力，在清潔完成后，可以整體揭取，不影響后續(xù)的研究與保護(hù)。

較佳的，所述交聯(lián)劑選自硼砂。

較佳的，所述助溶劑選自丙酮、乙醇、甲醇、四氫呋喃、二甲基亞砜、甘油、吐溫80、烷基多苷水溶液、十二烷基苯磺酸鈉水溶液中的至少一種；優(yōu)選地，所述烷基多苷水溶液的濃度為1～3wt％，所述十二烷基苯磺酸鈉水溶液的濃度為0.5～2wt％。

第二方面，本發(fā)明提供了一種具有清潔功能的可剝離水凝膠材料的制備方法，包括：

(1)將聚乙烯醇、聚乙二醇溶于去離子水中，得到溶液1；

(2)將硼砂溶于去離子水中，得到溶液2；

(3)將溶液1和溶液2在90～95℃下攪拌并保溫3～4h，得到充分反應(yīng)的聚乙烯醇-硼砂水凝膠；

(4)將所得聚乙烯醇-硼砂水凝膠和助溶劑混合，得到具有清潔功能的可剝離水凝膠材料。

第三方面，本發(fā)明提供了一種具有清潔功能的可剝離水凝膠材料在清潔石質(zhì)文物或化石表面中的應(yīng)用，將具有清潔功能的可剝離水凝膠材料直接涂抹在待清潔文物表面形成水凝膠膜，再經(jīng)1～2h，揭去水凝膠膜，完成清潔。