申请/专利权人：郑州大学;新乡市文物考古研究所

申请日：2023-12-29

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN117757350A

主分类号：C09D175/14

分类号：C09D175/14;C09D5/08;C08G18/28;C08G18/34;C08G18/36;C08G18/44;C08G18/66

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.12#实质审查的生效;2024.03.26#公开

摘要：本发明涉及高分子材料，特别是一种用于铁质文物保护的双层复合封护材料，包括底层封护层和面层复合封护层；所述底层封护层为含缓蚀剂的硅烷溶液，所述面层复合封护层为改性六方氮化硼硅氧烷封端改性的水性聚氨酯h‑BNWPU‑Si；本发明科学合理，原料丰富，绿色环保，易生产制备，该双层封护可应用于铁质文物的保护领域，起到隔绝外部有害物质的作用，使铁质文物有优异的耐水性、防腐性能，同时又不会影响铁质文物的外貌，为铁质文物的表面封护提供了新思路。

主权项：1.一种用于铁质文物保护的双层复合封护材料，包括底层封护层和面层复合封护层；其特征是：所述底层封护层为含缓蚀剂的硅烷溶液，所述面层复合封护层为改性六方氮化硼硅氧烷封端改性的水性聚氨酯h-BNWPU-Si；其中，含缓蚀剂的硅烷溶液由以下方法制备：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷KH550:乙醇:去离子水以体积比为5:20:75在25℃下搅拌水解8h，然后将2wt％植酸溶于上述溶液中，即得含缓蚀剂的硅烷溶液；改性六方氮化硼硅氧烷封端改性的水性聚氨酯h-BNWPU-Si由以下方法制备：1、羟基化硅氧烷KP的制备：在氮气保护，磁力搅拌下，分别向烧瓶内加入等摩尔比的γ-氨丙基三乙氧基硅烷KH550、碳酸丙烯酯PC，调节温度升高至40-100℃，反应4-12h，采用水杨醛-甲醇钠法测定反应物γ-氨丙基三乙氧基硅烷分子结构中伯氨基的含量以监测反应物KH550的反应情况，每隔一小时使用红外监测反应物碳酸丙烯酯1800cm-1处C＝O特征吸收峰，C＝O特征吸收峰消失，终止反应，得到产物，记为KP；2、硅氧烷封端改性水性聚氨酯乳液WPU-Si的制备：首先，将聚碳酸酯二醇PCDL-1000和蓖麻油CO在110-130℃下真空除水2～3h，二羟甲基丙酸DMPA在80～100℃下干燥2h，丙酮在4A分子筛中除水一周备用，在装有回流冷凝装置和机械搅拌器的三口烧瓶中加入异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、聚碳酸酯二醇PCDL-1000和蓖麻油CO以及1-2滴催化剂二月桂酸二丁基锡DBTDL，在油浴70～90℃下反应2～3h，接着，加入亲水扩链剂二羟甲基丙酸DMPA，并将温度降至60～90℃反应1.5～3h，随后加入1，4-丁二醇BDO，使最终NCO：OH的摩尔比为1.1～1.5，反应1-2h，将温度降至50～60℃，加入KP，逐滴加入丙酮，体系温度降为30～40℃时，称量与DMPA等摩尔的中和剂三乙胺TEA直接加入烧瓶中，搅拌30～50min，中和反应体系中的羧基，然后在常温下向反应体系中加入去离子水进行高速乳化，使反应物总质量占乳液总质量的30％，最后经过减压抽真空去除体系中丙酮后，得到硅氧烷含量为0-5％的固含量为30wt％的WPU-Si乳液，记为WPU-Si；所述异佛尔酮二异氰酸酯IPDI中的异氰酸酯基NCO与聚碳酸酯二醇PCDL-1000和蓖麻油CO中的羟基OH摩尔比为2～4其中PCDL-1000与CO中羟基摩尔比为7：3；所述亲水扩链剂二羟甲基丙酸DMPA的加入量为使其质量分数为4.5～6.5wt％，其质量分数为亲水扩链剂二羟甲基丙酸DMPA的质量比总反应物的质量；所述KP的加入量为使其质量分数为0～5wt％，其质量分数为KP的质量比总反应物的质量；3、改性六方氮化硼h-BN的制备称取h-BN粉溶于异丙醇中，加入单颈圆底烧瓶中，60℃恒温搅拌24h，用低功率超声清洗机超声处理20h后置于常温下48h，然后3000rmin离心15min，分散性良好的h-BN纳米粒子在离心管的上层形成悬浮液，用滴管取出上层悬浮液体积的23，得到h-BN悬浮液；再将h-BN悬浮液高速离心，倒掉上清液，在60℃下干燥12h后，得层数较少的h-BN纳米片，将得到的h-BN纳米片溶于5molL的NaOH溶液中，在120℃下加热搅拌24h，羟基化h-BN混合物，过滤，去离子水冲洗至中性，在80℃的烘箱中烘干，得羟基化h-BN纳米片，然后，在烧杯中混合羟基化h-BN纳米片、去离子水、KH550和乙醇，超声处理60min后，在60℃下搅拌8h，再将溶液离心10min，用乙醇和去离子水冲洗去除多余的KH550，冷冻干燥24h，得到改性六方氮化硼h-BN纳米片；所述h-BN粉、异丙醇、羟基化h-BN纳米片、去离子水、KH550、乙醇的重量体积比为2～3:100：0.5:4:10～20:30～50，所述重量体积比是指重量以g计，体积以ml计。4、六方氮化硼硅氧烷封端改性的水性聚氨酯h-BNWPU-Si复合材料将改性h-BN加入WPU-Si，超声分散30min，使得改性h-BN的质量分数为0～1wt％，得h-BNWPU-Si复合材料。

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权利要求：

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