一种酥粉壁画加固保护剂及其制备和加固方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及文物保护技术领域，具体涉及一种酥粉壁画加固保护剂及其制备和加 固方法。
【背景技术】
[0002] 墓室壁画作为中国传统壁画的重要一翼，它一般绘于墓室的四壁、顶部以及甬道 两侧。墓室壁画的内容多是反映死者生前的活动情况，也有神灵百物、神话传说、历史故事、 日月星辰以及图案装饰。考虑到文化遗产的真实性与完整性原则，且由于部分墓室壁画特 殊绘制工艺而不易揭取等原因，因此，许多重要的墓室壁画采用原址保护。
[0003] 墓室壁画受到环境如温湿度变化、空气中的有害气体、光照强度等，墓室壁画被发 掘出土后，往往会随着时间的推移产生各种病害，若不加强治理，最终会失去它原有的艺术 价值、历史价值和科学价值。在壁画各种病害中，酥碱病害对壁画的破坏最为强烈，其后果 也最为严重。酥粉病害是壁画常见病害之一，它出现的症状如同现在用石灰膏抹在砖石墙 面上由于温度和湿度的原因发生返潮起碱现象一样，酥粉部位的颗粒之间比较疏松，在壁 画表面凸起如同蚂蚁的洞口，这种病害一旦形成，就会有向周围扩张的趋势，导致的后果会 更严重。
[0004] 墓室壁画酥碱病害是指在水分参与下，壁画地仗层及墓室壁面的土壤中的盐分发 生表聚作用，造成壁画地仗层酥软、粉化的现象。由于酥碱病害的产生改变了壁画与地仗层 的结构，可使抵账膨胀鼓起而脱落，或者使地仗层逐渐散落。若不及时治理，最终结果会使 壁画珍贵的颜料层剥离画面而脱落，致使壁画面貌皆非。因此，墓室酥粉壁画加固材料的研 制及加固工艺成为现今墓室壁画保护工作中的一个重要方面。
[0005] 墓室壁画化学加固材料的研究，国内外报道较多，主要分为有机保护试剂和无机 保护试剂，其中无机材料包括氢氧化钙溶液、氢氧化钡溶液和水玻璃等;有机保护试剂包括 聚氨酯、AC33、Paraloid B72、环氧树脂等。但经过时效考验，有机保护试剂经过环境的考 验，出现了材料老化等现象，对壁画本体造成一定的保护性破坏。无机试剂耐老化性能较 好，但部分加固试剂渗透性差、未形成浓度梯度和强度梯度，容易在壁画表面加固层形成硬 壳，造成壁画表面加固层脱落，有些加固试剂亦容易引起表面泛白，对壁画表面颜料层造成 一定的污损。
[0006] 壁画保护修复材料有以下原则:①渗透性:对于颜料层和地仗层等必须有良好的 渗透性，使之经过渗透而重新成为一体。②黏结性:相对于地仗层开裂的颜料层必须有良好 的黏结性。③透气性:要保证修复后整体可以正常交换水汽，以避免产生不应有的作用力。 ④颜料不能产生变色影响:对于颜料层应该相对惰性，而不能因此发生颜料层的变色。⑤耐 久稳定性:尽可能采用耐久性能优越的产品，延长修复材料的寿命。因此，对于酥粉壁画的 保护修复剂的选择应符合以上的原则。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种安全、环保、高效的酥粉壁画加固保护剂及其制备和 加固方法。
[0008] 为达到上述目的本发明采用的技术方案是：
[0009] 一种酥粉壁画保护加固剂，包括TB-1加固剂、TB-2加固剂、TB-3加固剂和TB-4加固 剂;TB-1加固剂是在每1000毫升乙醇中溶解150ml-250ml正硅酸乙酯的无色澄清溶液，TB-2 加固剂是在每1000毫升乙醇中溶解2-5克的草酸和2-5毫升磷酸的无色澄清溶液，TB-3加固 剂是在每1000毫升甲醇中溶解5-10克氢氧化钡和2-3克聚乙二醇的无色澄清溶液，TB-4加 固剂是在100毫升水中溶解3-5克的八硼酸钠的无色澄清溶液;TB-1加固剂:TB-2加固剂： TB-3加固剂:TB-4加固剂体积比为(2~5): (7~10): (7~10): (0· 5~1 · 5)。
[0010] 进一步，所述的TB-3加固剂是在每1000毫升甲醇中溶解经球磨机研制的100-200 纳米级别的5-10克氢氧化钡和2-3克聚乙二醇的无色澄清溶液。
[0011]进一步，所述的TB-ι加固剂、TB-2加固剂、TB-3加固剂和TB-4加固剂所用化学原料 均为工业纯。
[0012] -种制备酥粉壁画保护加固剂的方法，包括如下步骤：
[0013] 第一步，TB-1加固剂的制备:溶解150-250ml的正硅酸乙酯于1000ml的乙醇中进行 搅拌，使其完全溶解，形成无色澄清溶液作为TB-1加固剂；
[0014] 第二步，TB-2加固剂的制备:取2-5克草酸和2-5毫升磷酸溶解于1000毫升的乙醇 中进行搅拌，使其完全溶解，形成无色澄清溶液作为TB-2加固剂；
[0015] 第三步，TB-3加固剂的制备:取经球磨机研制的100-200纳米的5-25克氢氧化钡和 2-3克聚乙二醇溶解于1000ml甲醇溶液中，加热至80 °C恒温回流待溶液为澄清色全部溶解 后，室温冷却制得无色澄清溶液作为TB-3加固剂；
[0016] 第四步，TB-4加固剂的制备:取3-5克的八硼酸钠溶解于100毫升水中溶解，制得无 色澄清溶液作为TB-4加固剂。
[0017] 进一步，第三步中取5-10克氢氧化钡和2-3克聚乙二醇溶解于1000ml甲醇溶液中， 置于三颈瓶中加热至80°C恒温回流6小时后，室温冷却，制得无色澄清溶液作为TB-3加固 剂。
[0018] -种使用酥粉壁画保护加固剂加固酥粉壁画的方法，包括如下步骤：
[0019] 第一步，用TB-1加固剂逐渐滴渗酥粉壁画表面，每100cm2酥粉壁画滴渗20-40毫 升，渗透深度达5-15厘米，干燥2-5天；
[0020] 第二步，用TB-2加固剂逐渐滴渗酥粉壁画表面，每100cm2酥粉壁画滴渗40-60毫 升，渗透深度达5-15厘米，干燥2-5天；
[0021] 第三步，用TB-3加固剂逐渐滴渗酥粉壁画表面，，每100cm2酥粉壁画滴渗40-60毫 升，渗透深度达5-15厘米，干燥2-5天；
[0022]第四步，进行第二步操作，然后进行第三步操作，重复4-6遍；
[0023] 第五步，用TB-4加固剂逐渐滴渗酥粉壁画表面，每100cm2酥粉壁画滴渗5-15毫升。
[0024]进一步，第一步到第五步中，逐渐滴渗加固剂后用保鲜膜覆盖酥粉壁画表面，然后 进行干燥。
[0025]本发明提出的用于酥粉壁画的加固剂及其制备和加固方法，是依据TE0S (正硅酸 乙酯)对土样的加固作用源于TE0S水解产物硅醇与壁画支撑体中的土壤团粒硅铝酸盐化学 交联形成的Si-0-Si键。经TEOS-乙醇-水预反应介质加固的土样，耐水性、抗板结性、透水 性、水分挥发性显著提升，持水性和吸湿性显著下降。渗透入酥粉壁画内部的TE0S在TB2号 酸性环境作用下，进一步充分水解，继而水解形成更多的Si-0-Si键。TB-2和TB-3加固剂的 选择是依据土壤对草酸根、柠檬酸根、磷酸根、碳酸根等微量阴离子的吸附加固强弱顺序， 并结合草酸与纳米级氢氧化钡形成草酸钡沉淀和过量纳米级氢氧化钡在空气中形成碳酸 钡沉淀的原理，碳酸钡沉淀在土体中能够起到胶黏剂的作用;土壤对P〇4 3'C2〇A等一些阴 离子具有吸附作用，磷酸能够参与并促进土壤矿物的交联作用。据此，利用一种微量沉淀与 吸附双重加固法，对酥粉壁画可起到加固和抗风化的作用，经TB-1和TB-4加固剂的加固后， 壁画表面盐分总量明显降低，盐害的抑制作用效果明显。其中四种试剂TB1、TB2、TB3、TB4按 体积比（2~5): (7~10): (7~10): (0.5~1.5)进行适配，保证壁画保护中壁画表面色差变 化最小，不易造成壁画表面出现泛白现象，不产生表面炫光，符合文物保护的修旧如旧、最 小介入等原则。保护试剂渗透性较好，渗透深度较深，具有较好的透气性，加固强度适中，耐 久性较好，且保护试剂兼具抑制盐害的作用，可以进一步遏制盐害的产生酥粉现象。
【附图说明】
[0026]图1未加固样品SEM图
[0027]图2本发明的加固保护剂加固土样SEM图
[0028]图3原始土壤试样的XRD谱图
[0029] 图4本发明的加固保护剂加固后试样的XRD图
【具体实施方式】 [0030] s
[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基 于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032] 实施例一
[0033] -种酥粉壁画保护加固剂，所述的酥粉壁画加固材料包括有TB-1、TB-2、TB_3和 TB-4加固剂，其中，TB-1加固剂是在每1000毫升乙醇中溶解150ml正硅酸乙酯的无色澄清溶 液，TB-2加固剂是在每1000毫升乙醇中溶解2克的草酸和2毫升磷酸的无色澄清溶液，TB-3 加固剂是在每1000毫升甲醇中溶解的经球磨机研制的100-200纳米级别的5克氢氧化钡的 无色澄清溶液，TB-4加固剂是在100毫升水中溶解3克的八硼酸钠的无色澄清溶液;所述化 学原料均为工业纯。其中四种试剂TB1、TB2、TB3、TB4的适宜体积比为:2:7:10:0.5。
[0034] 本发明还提出了一种制备酥粉壁画保护加固剂的方法，该方法包括如下步骤： [0035] 第一步，TB-1加固剂的制备：溶解150ml的正硅酸乙酯于1000ml的乙醇中进行搅 拌，使其完全溶解，形成无色澄清溶液作为TB-1加固剂；
[0036]第二步，TB-2加固剂的制备:取2克草酸和2毫升磷酸溶解于1000毫升的乙醇中进 行搅拌，使其完全溶解，形成无色澄清溶液作为TB-2加固剂。
[0037]第三步，TB-3加固剂的制备：取经球磨机研制的100-200纳米级别的5克氢氧化钡 和2克聚乙二醇（200分子量)溶解于1000ml甲