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中国古建筑油漆、彩画的防光老化

作者:东方晨光  发布时间:2014-08-04 11:22:09

  中国古建筑不仅形式优美、气势雄伟,而且画梁雕栋,色彩鲜艳,非常华丽。由于日晒雨淋、有害气体污染、温湿度变化等因素,古建筑上的油漆、彩画会出现老化现象,如漆皮龟裂、起翘、剥落、失去光泽及褪色、变色等。而促使油漆老化的最有害因素,是光的照射。

  目前,防止油漆老化的最有效办法,是在油漆中添加适量的紫外线吸收剂。紫外线吸收剂是一类能吸收紫外光波,或减少紫外光透射作用的化学物质。它能强烈地吸收高能量的紫外线,并进行能量的转换,以热的形式把能量放出,从而保护高分子材料免受紫外线的破坏。
  (一)、紫外线吸收剂的选择
  紫外线吸收剂的种类很多,按其化学结构大至可分为如下五类:
  1、 多羟基苯酮类:这是一类品种最多的紫外线吸收剂,具有相当强的紫外线吸收的能力,吸收波长范围较宽,还有光、热稳定性较好,与树脂相溶性好等特点。目前国内生产的有:UV-531(2-羟基-4-正辛氧基-二苯甲酮)、UV-9(2-羟基-4-甲氧基-二苯甲酮)、还有UV-24、MA、HCB等。
  2、 水杨酸苯酸酯类
  3、 苯并三唑类
  4、 络合物类
  5、 磷酰类
  虽然紫外线吸收剂种类很多,但它们所吸收的紫外线波长的范围是各不相同的,另外各种油漆对紫外线最敏感的波长也有差异。因此,选择什么样的紫外线吸收剂添加到油漆中最有效,这就要根据具体的油漆种类和性质以及紫外线的种类和性质而定。实践证明,紫外线吸收剂UV-9(2-羟基-4-甲氧基-二苯甲酮),加到所用油漆中时,能提高耐光老化能力,延长其使用寿命。
  加入油漆涂层的紫外线吸收剂应具备下列性能:
(1)首先要求在300-400mu之间波长范围内有强烈吸收紫外线能力;
(2)在紫外线作用下,吸收紫外线物质本身应有良好的光、热稳定性和化学稳定性;
(3)紫外线吸收剂本身尽可能是无色的;
(4)紫外线吸收剂应能溶解于所使用的溶剂内,特别是溶解于稀释剂内;
(5)紫外线吸收剂应与加入油漆成分内的多数配合剂相溶,避免渗出;
(6)紫外线吸收剂应具染色性、挥发性、并且毒性小。
  经筛选和实验,证明紫外线吸收剂UV-9(2-羟基-4-甲氧基-二苯甲酮)加入所用油漆中时,能基本符合上述要求,并提高耐光老化能力,延长使用寿命。
  (二)、紫外线吸收剂加入油漆内的方法
  1、 聚合方法:如果用聚合方法制备粘合剂,可以把紫外线吸收剂加入单体内。例如,在制备聚苯乙烯时,先将紫外线吸收剂加入苯乙烯单体内,这时它们很容易混合,加入的UV-24(2、2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮)不会影响过氧化物催化的聚合反应。
  2、混合法:是最常用、简便的方法,将紫外线吸收剂加入到油漆组份的稀释剂或者增塑剂内,调匀即可。
  (三)、紫外线吸收剂的用量
  紫外线吸收剂用量的多少,与紫外线吸收剂的结构(种类)、聚合物(油漆)的性质以及喷涂的厚度有关。例如,以聚氯乙烯为基的薄膜用量是:每平方米加入UV-24吸收剂为1.1~3.3克。在厚0.025毫米的薄膜中,紫外线吸收剂浓度为3~5%,而在厚0.25毫米的薄膜中则是0.3~0.5%。
  以聚氯乙烯为基体的薄膜,经紫外灯照射试验,发现未含紫外线吸收剂的对比样品,经14小时出现第一个降解斑点,而含有UV-24的样品,出现上述降解斑点的时间则在照射680小时和1800小时之后。
  紫外线吸收剂加入油漆中应用,可以用同样方法对大多数油漆体系进行防护,例如以醇酸树脂为基的配方(重量计%):
     
  醇酸树脂 47.2
     
  乙醇 47.2
     
  UV-9 5.6
     
  先将UV-9溶于乙醇内,然后再加树脂混合均匀,即可应用于油漆、彩画表面,作为封护层,以隔绝有害气体、水分对它的侵蚀。
  对彩画封护材料的要求是:无色、透明、无光泽、耐老化。曾使用过封护材料有:
  1、 桐油:俗称罩油,在旧彩画或新绘制的彩画上涂刷光油一道,旧彩画在刷油前,为防止颜色层年久脱胶应先刷矾水1~2道加固。此种做法,对于碎裂地仗,防止颜色脱落、褪色有明显效果。在有些建筑上试用20多年,彩画仍基本完好。但使用这种材料后,彩画颜色变暗,且有光泽。如用在新绘彩画上,事先在青绿等深色内加适量的白粉,可使颜色变淡,罩油后即为所需颜色的深浅度,但光泽仍不易消除。
  2、 高分子材料:
  用高分子材料喷涂在彩画表面,目前观察效果较好,但需等待时间的考验才能最后得出结论。曾试用过的材料如下:
(1)聚乙烯醇:用2~5%聚乙烯醇水溶液,喷涂2~3遍,干后无色、透明、无光泽。
(2)聚乙烯醇和聚醋酸乙烯乳液混合剂:其配比为:1.5~2.5%聚乙烯醇:1%聚醋酸乙烯乳液=4:1。喷涂2~3遍。
(3)三甲树脂:将三甲树脂溶于(丙酮与二甲苯)混合溶液,配成3%浓度,喷涂2遍。
(4)聚甲基丙烯酸丁酯:将树脂溶于丙酮溶液中,配成3%浓度,喷涂2遍。
(5)B-72(甲基丙烯酸乙酯与丙烯酸酯的共聚物):将树脂溶于二甲苯溶液中,配成3%浓度,喷涂2遍。
(6)聚乙烯醇缩丁醛(PVB):将树脂溶于乙醇溶液中,配成2~3%浓度,喷涂2遍。
  近几年我们对上述配方作了改进,在配方中加进适量的紫外线吸收剂和抗氧剂,提高耐光抗氧化性能,延长使用寿命。该材料经江阴文庙使用,效果令人满意。
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