一种清洁修复绢本画文物的凝胶清洗剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种清洁修复绢本画文物的凝胶清洗剂及其制备方法和应用。凝胶清洗剂由凝胶预聚液和清洁剂共同组成，结合了凝胶能缓慢释放溶液特性和清洁剂的高效去污能力。本发明专利技术产品采用清洁剂溶液的配制、凝胶预聚液的配制、模具的组装、凝胶清洗剂的制备、凝胶清洗剂对绢本画的清洁和修复五个步骤制得，具有清洁方法简单、清洁效率高、无残留污染等优势。本发明专利技术的凝胶清洗剂，能够同时清除绢本画文物上多种污垢，包括大气污染物、灰尘、油脂的混合型污垢；对绢本画强度无影响；经过处理后的绢本画文物色泽明显改善，清洗剂的残留大大降低。本发明专利技术可用于文物清洁修复、纺织服饰清洁、仪器清洁、家具清洁，以及古建筑清洁修复和保护领域。域。

【技术实现步骤摘要】
一种清洁修复绢本画文物的凝胶清洗剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种文物的清洁修复方法，更具体是涉及一种清洁修复绢本画文物的凝胶清洗剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]绢本画是指画是画在绢上的画，是我国传统国画的一种。绢本画文物是人类社会活动中遗留下来的具有科学、艺术和历史价值的珍贵遗物，是研究古代绘画原料构成、加工织造工艺以及印染技术，以及各个时期社会经济和文化形态的重要实证，是人类宝贵的文化财富。
[0003]绢本画文物质地脆弱，由于污染，绢本画文物的画面色泽稳定性已受到严重影响，部分的纤维也出现炭化或分解等各种老化现象，其艺术价值很难完整保存。因此，及时清理清洗对于这类文物信息提取和长期保存具有重要意义。如何在不影响原有色泽和纤维强度下实施对严重污染的绢本画文物的清洗具有极大难度和风险，受到业内关注。
[0004]目前国内外有针对绢本画文物清洁修复方法包括物理清洁和化学清洁两种。黄瑛等(绢本书画文物的修复与保护[J].文物鉴定与鉴赏，2022，(12)：32
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35.)指出可在洗画时将画心正面朝上平铺于洗画池中，用排笔蘸取50℃左右的温水小心淋于画面，淋洗二至三遍后，待黄褐色的污水尽数流出，水色变清后，再使用毛巾将水分吸干。再先将毛巾卷起，在画上轻力推滚，使大部分积水撤去，画幅背面与池面间的气泡排出，最后摊开毛巾，从右至左依次吸干画心。然而，这种清洁方法虽然简单，但步骤繁琐，且对修复人员技术要求高，清洁效率不高。除此之外，频繁的外力干扰也会使本就脆弱的文物雪上加霜。而王博等(书画装裱与修复琐谈[J].文物鉴定与鉴赏，2021，(21)：85
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87.)则采用使用高锰酸钾去除霉斑和使用双氧水处理返铅等方法，去除书画作品中仅用清水很难去除的污渍，如红霉、黑霉、返铅、油污等。然而高锰酸钾和过氧化氢均为强氧化剂，在与污渍发生反应的同时，也会与纸绢纤维等反应，加速纸绢的降解和老化，且该反应是不可逆的，对其造成的损伤是永久的。
[0005]二十世纪八十年代，Wolbers等首次报道软湿凝胶可成为化学清洁的首选清洁剂载体(Wolbers R.Cleaning painted surfaces：aqueous methods[J].Stud Conserv，2001，46(3)：221
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224.)，这是由于软湿凝胶易于控制与织物接触界面干湿从而阻止液体流淌。凝胶拥有较好的溶胀性能可以大量留存液态物质，是优异的清洗剂载体，通过选择单体和引入不同链长聚合物以削弱聚合物官能团间静电斥力，可使凝胶在满足使用强度要求下得到合适的清洗剂释放速度，克服了湿法清洗因无法控制清洗组分渗透扩散引起大片水迹的问题。将凝胶敷于需要清洗的区域，可以使有效成分充分作用于表面，而不会出现一般清洗剂出现的晕染开的状况。当凝胶内的清洗成分释放出来后，干燥的凝胶会吸附污染物，也提高了凝胶的清洗效果。二十年来，软湿凝胶材料逐渐被用于文物修复的领域(牛贺强，武发思，王丽琴，樊再轩.凝胶材料在文物表面污渍去除中的研究进展[J].应用化学，2021，38(11)：1441
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1453.)。中国专利CN110305740A公开了一种丝织品文物用水基清洗剂及其制备
和清洗方法。具体为：通过以聚乙烯吡咯烷酮/甲基丙烯酸
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羟乙酯水凝胶或聚乙烯基吡咯烷酮/聚丙烯酸钠水凝胶作为载体，搭载由槐糖脂、N，N
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二羧甲基丙氨酸三钠、果酸等组成的清洁剂，可以实现清洁丝织品文物上多种污垢，包括动植物蛋白降解腐朽残留、微生物、矿物质的混合型污垢。Yang等(YangY.Lian X，Yang Z，Zhou Y，Zhang X，WangY.Self
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Shaping Microemulsion Gels for Cultural Relic Cleaning[J].Langmuir，2021，37(39)，11474
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11483.)利用聚丙烯酰胺/琼脂糖/细菌纤维素凝胶搭载73.3％蒸馏水，3.7％十二烷基硫酸钠(SDS)，7％正戊醇，8％聚碳酸脂(PC)，8％乙酸乙酯(EA)构成的EAPC微乳液，对石雕、瓷器不规则粗糙表面上的甲基丙烯酸乙酯(70％)/丙烯酸甲酯(30％)(PB72)进行清洁。结果发现未凝固的聚合物具有较大的粘度，能在可控的时间内凝固，并且贴合文物的粗糙表面，搭载的EAPC微乳液能够有效去除PB72。特别是，凝胶具有较高弹性模量，能够轻易地从粗糙表面剥落无残留。Mastrangelo等(Mastrangelo R，Chelazzi D，Poggi G，Fratini E，Pensabene Buemi L，Petruzzellis M.L，Baglioni P.Twin
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chain polymer hydrogels based on poly(vinyl alcohol)as new advanced tool for the cleaning ofmodem and contemporary art[J].Proc Natl Acad Sci U S A，2020，117(13)，7011
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7020.)通过对部分水解和完全水解的聚乙烯醇的侧链进行修饰，制备高质量聚乙烯醇(H
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PVA)和低质量聚乙烯醇(L
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PVA)，再通过增加PVA冻融的次数，制备出相比纯PVA冻融制备的凝胶，具有更加致密网络的PVA/PVA凝胶。PVA/PVA凝胶含水量更高且放水速度更加缓慢可控，对于油画中突出部分的颜料，PVA/PVA凝胶能够贴合表面进行清洁。该凝胶成功清洁了Pollock的两幅油画作品，傅里叶红外光谱显示无残留。
[0006]虽然现阶段凝胶已被用于文物清洁，但是大多数是针对西方艺术品，比如油画、雕塑等设计的清洁凝胶，相关研究课题组主要集中于弗洛伦萨大学胶体与表面化学研究中心。而针对我国传统国画——绢本画文物的清洁凝胶至今未见相关报道。事实上，绢本画与油画、雕塑等不同，不具备一般光油层，而且绘画技术，使用材料等都与西方文物有所区别。年代久远、保存条件差的绢画画面上会形成含有水渍、油渍、灰尘等成分复杂的污垢，而且作为画布的纤维较为脆弱，在修复的时候容易被外力破坏。
[0007]为解决上述问题，本专利技术开发了一种清洁修复绢本画文物的凝胶清洗剂及其制备方法和应用。即：将双网络凝胶和清洁剂相互交叉融合，首先使用交联剂制备化学交联的凝胶第一网络，然后再制备利用氢键物理交联的凝胶第二网络，凝胶的双网络结构可以大大提高其机械性能，降低凝胶在绢本画文物表面的残留。其次，在双网络凝胶制备的同时加入清洁剂，这种清洁剂作为由表面活性剂、短链醇和主要溶剂等构成的微结构流体，可以在不改变自身和凝胶结构的同时极大提高清洁的效果。此外，清洁剂中溶剂的成分与传统化学清洁方法相比大大降低，从而使溶剂的残留也大大降低。

技术实现思路

[0008本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种清洁修复绢本画文物的凝胶清洗剂由凝胶预聚液和清洁剂组成，质量百分比分别为10％
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30％和70％
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90％；其中，清洁剂由表面活性剂、短链醇、溶剂、盐和水组成，五种组分的质量百分比分别为：3％
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5％、3％
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7％、12％
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37％、4％
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6％和45％
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78％；这里表面活性剂为月桂酰肌氨酸钠、月桂酰谷氨酸钠、椰油酰谷氨酸钠中的任意一种或其混合物，短链醇为正丙醇、正丁醇、正戊醇中的任意一种或其混合物，溶剂为乙酸乙酯、甲苯、苯、丁酮、甘油、乙醇中任意两种或三种，盐为乙二胺四乙酸盐、柠檬酸铵中的任意一种或两种；而凝胶预聚液由单体、生物高分子、引发剂和水溶液组成，质量百分比分别为：5％
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15％、1％
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3％、0.16％
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0.48％、0.0125％
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3％和79％
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93％；其中，单体为丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸钠中的一种或两种或衍生物，生物高分子为琼脂糖、琼脂、聚乙烯醇、海藻酸钠、丝胶蛋白、羧甲基纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮中的任意一种或两种或衍生物，引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾中的任意一种，交联剂为N，N
’‑
亚甲基双丙烯酰胺、硼砂中的任意一种。2.一种清洁修复绢本画文物的凝胶清洗剂，其特征在于：将凝胶预聚液注入到组装好的模具中，通过引发剂引发单体聚合形成凝胶网络和降温等基于氢键作用和分子链的缠结的方式形成具备物理和化学交联网络的多网络凝胶。3.一种清洁修复绢本画文物的凝胶清洗剂的制备方法，包括下列步骤：(1)清洁剂溶液的配制：首先将表面活性剂溶于水中，搅拌溶解10
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30min后得到澄清溶液，随后加入盐，并依次滴入短链醇和溶剂，最后得到澄清的清洁剂溶液；(2)凝胶预聚液的配制：首先将单体与生物高分子分别溶解于去离子水中，在50
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98℃搅拌3h，再降低至20
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50℃，加入交联剂和引发剂水溶液，得到凝胶预聚液；(3)模具的组装：将实心方形硅胶片沿轴向裁剪为3
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5个等宽的长条，采用三明治结构，按照透明玻璃板
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硅胶片
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透明玻璃板的顺序进行组装，然后用长尾夹夹紧固定，作为反应模具；(4)凝胶清洗剂的制备：向步骤(2)中的凝胶预聚液滴加步骤(1)中的10％...

【专利技术属性】
技术研发人员：张青松，黄至纯，李玉莹，原鑫鑫，周晓琳，袁新，石小瑞，苗贵兰，陈浩，田晓靖，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：