一種紙質(zhì)歷史文物脫酸與加固保護材料及其制備方法
【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 材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 紙質(zhì)文物包括：古代書籍、書法字畫、文獻資料、報刊雜志等。尤其是古籍圖書，作 為文化遺產(chǎn)和文化多樣性的重要載體之一，在進入圖書館、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、長久地保存下來，使其免受或延緩自然侵蝕，已成為自然 科學(xué)工作者一項刻不容緩的任務(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等因素，都會導(dǎo)致紙質(zhì)歷 史文物的破壞和酸化，因此必須對其進行脫酸、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，從而達到脫酸的效果。這種方法簡單易用，但也存在著 諸如處理過的紙張外觀變化很大、起皺水紋明顯等缺陷；同時，也會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)有機溶液法
[0008] 有機溶液法包括韋馱法、FMC法、巴特爾法等，在國外應(yīng)用較為廣泛。這種方法具 有操作簡便、效果顯著、脫酸后紙張干燥迅速、不容易起皺等優(yōu)點。但由于目前所用的有機 溶劑大都易燃、有毒，對人身體有害，且氣味難聞。因此對于有機溶劑法，選擇適合的溶劑是 一個很關(guān)鍵的問題。
[0009] (3)氣相脫酸法
[0010] 利用能汽化或揮發(fā)的堿性氣體進行脫酸，其中包括氨法、碳酸環(huán)己胺法、嗎啉法和 二乙基鋅法等。這種方法能進行大批量的整本脫酸，是目前比較經(jīng)濟的脫酸方法。但氣相 脫酸法的效果不長久，沒有緩沖材料留在紙張上面，處理不久后紙張又會恢復(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] 托裱法是指在書頁背面裱上一層薄棉紙以加固原紙頁機械強度的方法。
[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)點是加固強度適宜、具有可逆性。但 缺點是無法取得更高的加固強度，且操作繁瑣，對經(jīng)驗要求高。
[0017] (3)派拉綸成膜加固法
[0018] 使用聚對亞苯基二甲雙聚體經(jīng)過特殊處理，在紙張表面結(jié)合形成一層薄膜，從而 將斷開的紙纖維結(jié)合起來。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，僅材料成本費用已高達大約 0. 5元/頁。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] 采用高分子樹脂交聯(lián)固化，可增強紙張的機械性能、抑制或減緩水的侵蝕，從而起 到加固保護作用。但目前這種方法的實際操作性不強，所采用的丙烯酸樹脂雖然具有優(yōu)異 的穩(wěn)定性和耐候性，但同時存在著低溫變脆、高溫軟化的缺點。
[0021] 此外，目前現(xiàn)有技術(shù)對紙質(zhì)歷史文物的脫酸處理和加固處理是分別進行的，不僅 操作繁瑣，而且也給處理效果和處理效率帶來很大的影響。

【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、簡便、持久、不成膜等綜合保護性能的紙質(zhì)歷史文物脫酸與加固保護材料，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，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材料的制備方法。
[0023] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(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的飽和長鏈烷基，R'為碳原子數(shù)小于4的 飽和長鏈烷基（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] 進一步地，本發(fā)明所述溶劑為有機溶劑和去離子水。按重量比所述金屬化合物： 淀粉或含羥基纖維素：有機溶劑：去離子水=3~15 : 0. 1~1. 5 : 300 : 50~150。
[0030] 本發(fā)明保護材料為堿性溶液，溶液中的Or會與紙質(zhì)文物中的H+發(fā)生中和反應(yīng)： H++0F=H2〇,從而達到除去紙張中的酸性，并起到保護紙張纖維素分子結(jié)構(gòu)氧橋（一 〇一） 的作用。同時，由金屬離子與淀粉或含羥基纖維素螯合而成的化合物會滲入紙張內(nèi)部，該螯 合物能夠很好地與紙張原有纖維相溶，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與空氣中的水汽發(fā)生反應(yīng)，緩慢釋放出OF，從而能 夠長期抑制酸性產(chǎn)生，獲得長效脫酸的效果。
[0031] 進一步地，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)明的另一目的通過以下技術(shù)方案予以實現(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 固保護材料。
[0036] 使用本發(fā)明保護材料，可根據(jù)實際需要選擇浸泡、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)明保護材料具有不成膜、無色、耐久、干燥快等優(yōu)異的綜合保護性能，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)明保護材料處理以后，紙質(zhì)歷史文物 其強度、彈性、酸性等性能均明顯改善，并且?guī)缀醪桓淖冊械馁|(zhì)感、厚度、色澤，能夠很好 地滿足文物保護必須遵循的"修舊與舊"、保持原貌"的原則，
[0039] (2)本發(fā)明安全、簡便，簡化操作的同時，修復(fù)效果顯著且持久。而且制備方法簡 單，成本低，有利于推廣和應(yīng)用。
[0040] 下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
【具體實施方式】
[0041] 實施例一：
[0042] 本實施例一種紙質(zhì)歷史文物脫酸與加固保護材料的制備方法，其步驟如下：
[0043] (1)在60°