一種紙質(zhì)歷史文物脫酸與加固保護(hù)材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及紙質(zhì)材料處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種紙質(zhì)歷史文物脫酸與加固保護(hù) 材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 紙質(zhì)文物包括：古代書(shū)籍、書(shū)法字畫(huà)、文獻(xiàn)資料、報(bào)刊雜志等。尤其是古籍圖書(shū)，作 為文化遺產(chǎn)和文化多樣性的重要載體之一，在進(jìn)入圖書(shū)館、檔案館、典藏館等以后，怎么樣 將這些珍貴的紙質(zhì)歷史文物完整、長(zhǎng)久地保存下來(lái)，使其免受或延緩自然侵蝕，已成為自然 科學(xué)工作者一項(xiàng)刻不容緩的任務(wù)。
[0003]由于空氣中的水汽、硫化物、氧化物或酸化物以及紫外線(xiàn)等因素，都會(huì)導(dǎo)致紙質(zhì)歷 史文物的破壞和酸化，因此必須對(duì)其進(jìn)行脫酸、加固處理。
[0004]紙質(zhì)歷史文物的脫酸方法主要有：水溶液法、有機(jī)溶液法和氣相法等。
[0005] (1)水溶液法
[0006] 利用水作為溶劑，使堿性物質(zhì)材料溶解其中而得到水溶液。采用涂刷或浸泡等方 式使紙質(zhì)文物與該水溶液充分作用，從而達(dá)到脫酸的效果。這種方法簡(jiǎn)單易用，但也存在著 諸如處理過(guò)的紙張外觀(guān)變化很大、起皺水紋明顯等缺陷；同時(shí)，也會(huì)沖洗掉破壞掉紙張內(nèi)部 原有的纖維素、鈣離子、鎂離子等有益成分。因此，盡管紙質(zhì)文物的酸性降低了，但紙張的壽 命反而縮短了。
[0007] (2)有機(jī)溶液法
[0008] 有機(jī)溶液法包括韋馱法、FMC法、巴特爾法等，在國(guó)外應(yīng)用較為廣泛。這種方法具 有操作簡(jiǎn)便、效果顯著、脫酸后紙張干燥迅速、不容易起皺等優(yōu)點(diǎn)。但由于目前所用的有機(jī) 溶劑大都易燃、有毒，對(duì)人身體有害，且氣味難聞。因此對(duì)于有機(jī)溶劑法，選擇適合的溶劑是 一個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題。
[0009] (3)氣相脫酸法
[0010] 利用能汽化或揮發(fā)的堿性氣體進(jìn)行脫酸，其中包括氨法、碳酸環(huán)己胺法、嗎啉法和 二乙基鋅法等。這種方法能進(jìn)行大批量的整本脫酸，是目前比較經(jīng)濟(jì)的脫酸方法。但氣相 脫酸法的效果不長(zhǎng)久，沒(méi)有緩沖材料留在紙張上面，處理不久后紙張又會(huì)恢復(fù)酸性。
[0011] 紙質(zhì)歷史文物的加固辦法主要有：物理加固法和化學(xué)加固法。而物理加固法主要 包括托裱法、絲網(wǎng)加固法；化學(xué)加固法主要包括派拉綸成膜加固法、伽馬輻射加固法等。
[0012] ⑴托裱法
[0013] 托裱法是指在書(shū)頁(yè)背面裱上一層薄棉紙以加固原紙頁(yè)機(jī)械強(qiáng)度的方法。
[0014] (2)絲網(wǎng)加固法
[0015] 在使用蠶絲織成的網(wǎng)上噴以膠粘材料，在一定的溫度壓力下，使絲網(wǎng)和紙張粘結(jié) 在一起而起到加固的作用。
[0016] 上述兩種物理加固法是比較傳統(tǒng)的方法，其優(yōu)點(diǎn)是加固強(qiáng)度適宜、具有可逆性。但 缺點(diǎn)是無(wú)法取得更高的加固強(qiáng)度，且操作繁瑣，對(duì)經(jīng)驗(yàn)要求高。
[0017] (3)派拉綸成膜加固法
[0018] 使用聚對(duì)亞苯基二甲雙聚體經(jīng)過(guò)特殊處理，在紙張表面結(jié)合形成一層薄膜，從而 將斷開(kāi)的紙纖維結(jié)合起來(lái)。使用這種方法加固以后，紙張的厚度和耐折度均增加數(shù)倍。然 而，使用這種方法處理紙質(zhì)歷史文物，基于其技術(shù)原理和特點(diǎn)，僅材料成本費(fèi)用已高達(dá)大約 0. 5元/頁(yè)。較高的處理成本使得該方法難以得到推廣應(yīng)用。
[0019] (4)伽馬輻射加固法
[0020] 采用高分子樹(shù)脂交聯(lián)固化，可增強(qiáng)紙張的機(jī)械性能、抑制或減緩水的侵蝕，從而起 到加固保護(hù)作用。但目前這種方法的實(shí)際操作性不強(qiáng)，所采用的丙烯酸樹(shù)脂雖然具有優(yōu)異 的穩(wěn)定性和耐候性，但同時(shí)存在著低溫變脆、高溫軟化的缺點(diǎn)。
[0021] 此外，目前現(xiàn)有技術(shù)對(duì)紙質(zhì)歷史文物的脫酸處理和加固處理是分別進(jìn)行的，不僅 操作繁瑣，而且也給處理效果和處理效率帶來(lái)很大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種將脫酸與加固處理相結(jié)合，具 有安全、簡(jiǎn)便、持久、不成膜等綜合保護(hù)性能的紙質(zhì)歷史文物脫酸與加固保護(hù)材料，使紙質(zhì) 歷史文物一次性得到脫酸與加固處理，減化操作的同時(shí)，能夠獲得顯著且持久的修復(fù)效果。 本發(fā)明的另一目的在于提供上述紙質(zhì)歷史文物脫酸與加固保護(hù)材料的制備方法。
[0023] 本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0024] 本發(fā)明提供的一種紙質(zhì)歷史文物脫酸與加固保護(hù)材料，由溶劑和活性成分組成； 所述活性成分為金屬離子與淀粉或含羥基纖維素螯合而成的化合物，其反應(yīng)原料如下：
[0025] 金屬化合物；
[0026] 淀粉，結(jié)構(gòu)式為（C6HltlO5)n,n的取值為30~150 ;或，
[0027] 含羥基纖維素，結(jié)構(gòu)式為[C6H7O2 (OH)x (OR)y (OHR'）丄，式中X為1~3、y為1~5、 z為1~3、n為20~150,R為碳原子數(shù)小于4的飽和長(zhǎng)鏈烷基，R'為碳原子數(shù)小于4的 飽和長(zhǎng)鏈烷基（其中R的碳原子數(shù)與R'的碳原子數(shù)可以相同、也可以不同）；
[0028] 所述反應(yīng)原料按重量比金屬化合物：淀粉或含羥基纖維素=3~15 : 0. 1~ 1. 5〇
[0029] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述溶劑為有機(jī)溶劑和去離子水。按重量比所述金屬化合物： 淀粉或含羥基纖維素：有機(jī)溶劑：去離子水=3~15 : 0. 1~1. 5 : 300 : 50~150。
[0030] 本發(fā)明保護(hù)材料為堿性溶液，溶液中的Or會(huì)與紙質(zhì)文物中的H+發(fā)生中和反應(yīng)： H++0F=H2〇,從而達(dá)到除去紙張中的酸性，并起到保護(hù)紙張纖維素分子結(jié)構(gòu)氧橋（一 〇一） 的作用。同時(shí)，由金屬離子與淀粉或含羥基纖維素螯合而成的化合物會(huì)滲入紙張內(nèi)部，該螯 合物能夠很好地與紙張?jiān)欣w維相溶，起到填充和包覆原有纖維的作用，使紙張纖維斷裂 及薄弱處得到加固，從而使紙張重新連結(jié)成一個(gè)整體，紙張內(nèi)部既有化學(xué)加固也有物理加 固。此外，螯合化合物中的金屬離子還會(huì)與空氣中的水汽發(fā)生反應(yīng)，緩慢釋放出OF，從而能 夠長(zhǎng)期抑制酸性產(chǎn)生，獲得長(zhǎng)效脫酸的效果。
[0031] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述金屬化合物為氫氧化鈣、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸氫 鈣、碳酸氫鎂、乙醇鎂、乙醇鈣中的一種或其組合。所述有機(jī)溶劑為乙醇、丙醇、乙二醇、丙三 醇、甲醚、乙醚、甲乙醚、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、正丁酸乙酯的一種或其組 合。
[0032] 本發(fā)明的另一目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0033] 本發(fā)明提供的上述紙質(zhì)歷史文物脫酸與加固材料的制備方法，包括以下步驟：
[0034] (1)在60~80°C恒溫水浴下，按重量份數(shù)，在100份有機(jī)溶劑中，加入3~15份金 屬化合物和〇. 1~1. 5份淀粉或含羥基纖維素，以500~1000r/min速度攪拌10~20min， 然后降低速度至300~500r/min，邊攪拌邊加入50~150份去離子水，攪拌10~20min， 而得到混合溶液；
[0035] (2)所述混合溶液經(jīng)超聲波振蕩處理20~40min后，再加入200份所述有機(jī)溶劑， 并超聲處理10~20min，冷卻至室溫，即得到完全均勻、呈半透明的紙質(zhì)歷史文物脫酸與加 固保護(hù)材料。
[0036] 使用本發(fā)明保護(hù)材料，可根據(jù)實(shí)際需要選擇浸泡、涂刷或噴灑的方法處理紙質(zhì)歷 史文物，處理后10~20min即可干燥完畢。
[0037] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0038] (1)本發(fā)明保護(hù)材料具有不成膜、無(wú)色、耐久、干燥快等優(yōu)異的綜合保護(hù)性能，能夠 使紙質(zhì)歷史文物一次性得到脫酸與加固處理。經(jīng)本發(fā)明保護(hù)材料處理以后，紙質(zhì)歷史文物 其強(qiáng)度、彈性、酸性等性能均明顯改善，并且?guī)缀醪桓淖冊(cè)械馁|(zhì)感、厚度、色澤，能夠很好 地滿(mǎn)足文物保護(hù)必須遵循的"修舊與舊"、保持原貌"的原則，
[0039] (2)本發(fā)明安全、簡(jiǎn)便，簡(jiǎn)化操作的同時(shí)，修復(fù)效果顯著且持久。而且制備方法簡(jiǎn) 單，成本低，有利于推廣和應(yīng)用。
[0040] 下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 實(shí)施例一：
[0042] 本實(shí)施例一種紙質(zhì)歷史文物脫酸與加固保護(hù)材料的制備方法，其步驟如下：
[0043] (1)在60°