[发明专利]防止不可移动文物表面憎水性化学保护层起壳剥落的方法

说明书

技术领域

本发明属于文物保护技术领域。具体说，本发明涉及一种防止不可移动文物表面憎水性化学保护层起壳剥落的方法。

背景技术

根据最小干预和不影响文物原貌的原则，最好的保护方式是改善文物的存放环境。显然，对于多数由土、石、砖等材质构成的不可移动文物而言，很难在较短的时期内完成环境的变更。为了挽救濒危的不可移动文物，最简便的作法是在文物本体表面使用化学防护或化学加固材料进行化学保护。目前，常用的保护材料是憎水性有机聚合物，其中有机硅和有机氟等化合物由于防水性和耐候性等方面的优越性得到了广泛的应用，它们能够在基本不改变文物外貌的前提下渗入文物本体一定深度，起到明显的表层防水和加固作用。例如，中国专利中申请号为87105255.5、200410060831.4和200610007879.8等都使用了有机硅类化合物；申请号为200410041244.0、200610060382.2和200610060383.7等都使用了有机氟类化合物。

但是，已经发现憎水性化学保护也存在不少问题，特别是在多雨潮湿地区。野外不可移动文物往往个体较大，且与大地相连。化学材料很难将文物本体完全渗透，由此形成了表面化学保护层。当憎水性化学材料从表面渗透进入亲水性的土、石、砖等材质后，在化学材料渗透到的部分和未达到的部分之间就形成亲水-憎水界面。当环境干湿循环频繁，地下水通过水毛细作用向上迁移，特别是文物本体或地下可溶性盐含量较高的情况下，憎水性化学保护层很容易从文物本体上起壳剥落，造成文物的加速破坏。分析原因主要是：(1)土、石、砖等亲水性材料具有吸湿膨胀的性质，而渗透了憎水性化学保护材料的部分不容易润湿，因此当环境干湿循环变化时，在干湿交界面上就会产生拉应力。例如，已经测得润湿的砂岩的长度会增加约0.1％，凝灰岩会增加0.08％，白云岩会增加0.18％等，由此在亲水-憎水界面处产生了应力破坏。(2)土、石、砖等都属于多孔性介质，各种可溶性盐类会随着水的迁移不断运移，随着水的汽化不断聚集和结晶。在对野外不可移动文物进行化学保护时，若化学保护层不能透过水汽，带有可溶性盐的水分会在保护层下随着干湿和冷热的变化产生水力压力，直到顶破保护层；若化学保护层可以透过水汽，可溶性盐会在保护层下水汽挥发处结晶、积累，强大的结晶压力可以强行顶破保护层，造成剥离。

尽管如此，化学防护和化学加固仍然是重要的挽救不可移动濒危文物的抢救性措施。由于目前还未见到有关预防憎水性化学保护层起壳剥落措施的报道，为了解决这一问题进行了一系列实验研究，发现可以通过恰当地选用化学材料和运用一些技术措施防止或降低这种因憎水性化学保护产生的起壳剥落的现象。

发明内容

本发明的目的是防止不可移动文物因表面憎水性化学保护引起的起壳剥落的破坏。

为了达到上述目的本发明采取下列措施：

本发明的基本思想是构筑从亲水到憎水的逐级梯度变化的化学保护层。基本措施是运用多层保护，即根据化学材料的亲水-憎水性、渗透能力、加固和防护的能力、耐老化性和可逆性等材料性质，结合被保护文物本体材料由土、石、砖等多孔性材质构成的情况，运用渗透性较强、憎水性较弱的化学材料作为基础保护层(基础层)；用憎水性较强、耐老化性较好的化学材料作为表面保护层(表面层)。施工时，先渗透基础层材料，再渗透表面层材料，由此形成的多层保护可以大大降低和缓解只做一层憎水性化学保护产生的界面应力破坏和可溶盐结晶破坏。

本发明提供防止不可移动文物表面憎水性化学保护层起壳剥落的方法，根据化学材料相关的化学和物理的性质，包括亲水-憎水性、渗透能力、加固和防护的能力、耐老化性、可逆性，结合被保护文物本体材料材质构成的情况，使用从亲水到憎水的逐级梯度变化的多层化学材料保护，运用渗透性较强、有一定亲水性的化学材料作为基础保护层；运用憎水性较强、耐老化性较好的化学材料作为表面保护层。为了进一步衔接基础保护层和表面保护层，必要时中间还可使用过渡层。