本发明属于文物保护技术领域，基于涉及一种建筑彩画颜料层加固剂。
背景技术：
古代传统建筑彩画颜料层主要采用矿物颜料和骨胶混合作画的方式，因长期受到环境的影响，许多颜料层因骨胶的老化发生脱落现象，近些年来，国内外都采用环氧树脂、丙烯酸树脂b72、聚醋酸乙烯乳液等加固剂对建筑彩画表面进行加固，效果并不理想，部分地区的建筑彩画采用现代加固材料都因为与本体不兼容发生后期严重的脱落现象，目前传统材料又成为建筑彩画表面加固剂的热门选择，古代建筑彩画大多采用骨胶、明胶用作颜料层的胶黏剂，因此可采用骨胶作为加固剂对建筑彩画表面进行加固，但是骨胶也有自身的缺陷，如：骨胶渗透性差，色差变化较大，成膜后柔韧性较差，且受紫外光影响较大，常温下发生凝胶现象，不易实施应用。
技术实现要素：
本发明的目的是对传统骨胶进行改性，以提供一种具有良好的渗透性，柔韧性和附着力，且易实施应用常温下不发生凝胶现象的颜料层加固剂。
针对上述目的，本发明所采用的加固剂由溶液a和溶液b组成，其中所述的溶液a是含80～160g/l骨胶和1～3g/ml水溶性紫外吸收剂的水溶液，所述的溶液b是浓度为30～70g/l的氢氧化钡甲醇溶液，使用时将溶液a和溶液b按体积比为1:1混合即可。
上述加固剂中，优选溶液a是含100～130g/l骨胶和2～2.5g/ml水溶性紫外吸收剂的水溶液。
上述加固剂中，优选溶液b是浓度为45～60g/l的氢氧化钡甲醇溶液。
上述的水溶性紫外吸收剂为2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、2-羟基-4--甲氧基二苯甲酮-5-磺酸、间苯二酚单苯甲酸酯中一种或多种。
本发明加固剂的制备方法为：将骨胶加入蒸馏水中，室温浸泡2小时后在50～60℃水浴加热2小时，使骨胶完全溶解，然后加入水溶性紫外吸收剂，得到溶液a；将氢氧化钡加入甲醇中，加热回流使氢氧化钡完全溶解，得到溶液b。
本发明的有益效果如下：
本发明加固剂中的骨胶在强碱氢氧化钡作用下可以发生水解，将骨胶大分子分解成小分子氨基酸，这样既可以避免骨胶的内聚产生的凝胶现象，而且这些小分子氨基酸上较为活跃的羧基能与甲醇中的醇羟基发生酯化反应，经过这种改性后，解决的最大问题是：不发生凝胶现象，便于应用储存，且色差改变较小，具有良好的柔韧性和附着力，加固性能也有所提高。加固剂中的水溶性紫外吸收剂对耐紫外性也起到了重要作用，有效的防止了骨胶因紫外光发生老化现象。目前文物保护材料要求传统工艺、传统材料，本发明加固剂具有良好的性能且能保持与原有材料的兼容性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
实施例1
将11g骨胶加入100ml蒸馏水中，室温浸泡2小时后，在60℃水浴中加热2小时，使骨胶完全溶解，然后加入0.2g2-苯基苯并咪唑-5-磺酸，得到溶液a；将5g氢氧化钡加入100ml甲醇中，加热回流使氢氧化钡完全溶解，得到溶液b。使用时，将溶液a与溶液b按体积比为1:1混合，得到加固剂。
实施例2
将13g骨胶加入100ml蒸馏水中，室温浸泡2小时后，在60℃水浴中加热2小时，使骨胶完全溶解，然后加入0.3g2-苯基苯并咪唑-5-磺酸，得到溶液a；将6g氢氧化钡加入100ml甲醇中，加热回流使氢氧化钡完全溶解，得到溶液b。使用时，将溶液a与溶液b按体积比为1:1混合，得到加固剂。
实施例3
将10g骨胶加入100ml蒸馏水中，室温浸泡2小时后，在60℃水浴中加热2小时，使骨胶完全溶解，然后加入0.1g2-苯基苯并咪唑-5-磺酸，得到溶液a；将4.5g氢氧化钡加入100ml甲醇中，加热回流使氢氧化钡完全溶解，得到溶液b。使用时，将溶液a与溶液b按体积比为1:1混合，得到加固剂。
实施例4
将8g骨胶加入100ml蒸馏水中，室温浸泡2小时后，在60℃水浴中加热2小时，使骨胶完全溶解，然后加入0.2g2-苯基苯并咪唑-5-磺酸，得到溶液a；将3g氢氧化钡加入100ml甲醇中，加热回流使氢氧化钡完全溶解，得到溶液b。使用时，将溶液a与溶液b按体积比为1:1混合，得到加固剂。
实施例5
将16g骨胶加入100ml蒸馏水中，室温浸泡2小时后，在60℃水浴中加热2小时，使骨胶完全溶解，然后加入0.2g2-苯基苯并咪唑-5-磺酸，得到溶液a；将7g氢氧化钡加入100ml甲醇中，加热回流使氢氧化钡完全溶解，得到溶液b。使用时，将溶液a与溶液b按体积比为1:1混合，得到加固剂。
上述实施例1～5中的水溶性紫外吸收剂也可用等质量的2-羟基-4--甲氧基二苯甲酮-5-磺酸或间苯二酚单苯甲酸酯替换，不影响其加固效果。
为了证明本发明的有益效果，发明人对实施例1得到的加固剂进行了各种性能测试，并以质量浓度为3％的b72(丙烯酸树脂b72，常用加固材料)丙酮溶液、质量浓度为3％的rfc(常用文物保护材料，主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯)丙酮溶液和质量浓度为3％的骨胶(传统骨胶，洛高品牌)水溶液做对比，具体试验情况如下：
1、接触角测试
利用oca20型视频光学接触角测试仪(生产厂家：dataphysics)测试四种加固材料的接触角，以表征亲疏水性，结果见表1。
表1四种加固材料的接触角
根据上表数据可以看出，b72的接触角最大，为77.37°；实施例1加固剂的接触角最小，为37.52°。一般接触角的大小反应文物保护材料的疏水和亲水性，文物保护材料接触角90°为界限，当材料接触角大于90°时定义为疏水材料，接触角越大疏水性越好；材料接触角小于90°时为亲水材料，接触角越小亲水性越好，根据这一特性得出材料的亲水性：实施例1加固剂＞rfc＞骨胶＞b72，说明本发明加固剂的润湿性较好，易于渗透。
2、透光率
将四种加固材料分别涂刷在载玻片上，每个载玻片上滴加3ml加固材料，共12个载玻片，静置24小时后，分成3组，第一组为未老化，第二组进行紫外老化试验，第三组进行干湿循环老化试验。紫外老化的方法为：将样品放入试验箱中，开启紫外灯管，光照功率为500w，样品与灯管保持10cm距离，放置72小时后，关闭仪器，打开试验箱静置24小时。干湿循环老化的方法为：将样品放入干湿循环老化箱中，先设定120℃不开湿度模式，放置72小时后，将老化箱打开静置24小时，关闭老化箱，开启湿热模式，温度调至70℃湿度调为85％，再放置72小时后，关闭老化箱，静置24小时。待老化后，采用uv-3600型紫外可见近红外光谱仪(生产厂家：日本岛津)对样品进行透光率测试，测试结果如表2所示。
表2四种加固材料的透光率
从表2中显示的四种加固剂的透光率可以看出，在400～800nm的可见光区域，未老化的四种保护材料rfc和实施例1加固剂，平均透过率高达90％以上，具有非常好的透光性和透明性，其次是b72可见光透过率为83.3％，较差的骨胶可见光透光率为65.3％。紫外和干湿老化后对可见光平均透光率影响并不大，除了干湿老化后骨胶的可见光透光率有所增大，这是因为干湿循环后骨胶的膜发生干裂脱落现象，光源直接通过载玻片。在200～400nm的紫外光区，实施例1加固剂的透过率都保持在30％以下，说明添加的水溶性防紫外剂起到了关键作用。综上所述，本发明加固剂的可见光透光率和紫外光透过性能表现最好。
3、色差性能测试
将四种加固材料均匀的涂刷在带有颜料层的样品表面，每个样品涂刷8ml。本次采用三种颜料的颜色(红色(朱砂)、蓝色(群青)、绿色(石绿))，静置24小时后，采用x-ritevs-450型色差仪(生产厂家：美国爱色丽仪器有限公司)进行了测试，采用色度标准为ciel*、a*、b*的色差评估系统来评价材料涂刷后颜色变化。
式中de*为色差值、*l为明亮度差、*a为红绿色度差、*b为黄蓝色度差，de*值大则显示颜色变化比较大，反之则显示颜色变化比较小。每次测量先用标记位置颜色作为标准，经老化后保持同一位置进行比较测试。测试结果见表3～5。
表3四种加固材料对红色颜料的色度影响
根据表3的色差测试结果可以看出，实施例1加固剂和rfc对红色颜料的影响最小，紫外和干湿循环老化对骨胶有一定影响，b72从未老化到老化后颜色都有明显变化。从未老化的试样可以看出，除了3％b72丙酮溶液颜色变化较大，其余都符合文物保护原则，但是经紫外老化和干湿循环老化后，原3％骨胶水溶液变化较大，紫外老化后de*从1.08变化2.06，干湿循环老化de*从1.08变为2.35，实施例1加固剂经老化后颜色变化不大，说明老化后对其颜色影响改变较小。
表4四种加固材料对绿色颜料的色度影响
从上述表4中看出，色差de*在2以下变化的为实施例1加固剂和rfc，其中经过老化后颜色变化最小的为实施例1加固剂，未改性的骨胶色差为未老化1.48、紫外老化2.13、干湿循环2.49，骨胶改性后的实施例1加固剂色差为0.58、紫外老化为1.11、干湿循环老化为1.22，均小于原骨胶。b72受干湿循环老化影响较大，颜色明显加深。
表5四种加固材料对蓝色颜料的色度影响
从上述表5中看出，色差de*在2以下变化的为实施例1加固剂和rfc，其中经过老化后颜色变化最小的为实施例1加固剂，骨胶未改性经干湿循环后颜色变化较大从1.38变化2.77，骨胶改性后的实施例1加固剂颜色变化较小。
4、颜料层加固效率
质量变化测试(sktt)是一种表征颜料层加固效率的方法，将透明胶带剪成跟样品(5cm×10cm)同样长宽的矩形，贴在模拟样品表面，之后用镊子用恒定速度将透明胶带撕下，每个样品以相同的速度重复3次，求平均值。通过减重公式计算：
其中m1为胶带的质量，m2为撕下后的胶带的重量，a为胶带的长，b为胶带的宽。
表6四种加固材料老化前后的失重量
从sktt胶带实验可以检验颜料层加固的强度，从数据上看，未经老化的四种加固材料的失重量都很小，一旦经过老化后，尤其是干湿循环老化后，材料的强度明显有所变化。从未改性的骨胶测试数据看，干湿后失重量较为明显，为2.13mg/cm2，骨胶改性后的实施例1加固剂失重量有所改善，说明干湿循环老化对骨胶影响较大，但经改性后耐干湿性有所增加。紫外老化对未改性骨胶也有影响，对骨胶改性后的实施例1加固剂没有明显变化，这是水溶性紫外吸收剂起到了部分作用，使加固剂耐紫外老化性有所增强。
5、柔韧性和附着力测试
在特质的长方形钢板上，规格为30mm×70mm×1.25mm，参照国际标准iso1520-1973色漆和清漆压痕实验，用qbj型涂层杯突试验仪(生产厂家：天津永利达实验室设备有限公司)测试涂膜的柔韧性。本次附着力测定参考gb/t1720-1989《漆膜附着力测定法》进行附着力测试。将四种加固材料分别涂抹在钢板上，钢板规格参照isor1514，用手持划格子，平均压力，平稳的划过薄膜，再旋转90°，重复操作，用美国3m公司生产的600-1pk测试专用胶带，贴于表面然后扯下胶带，看脱落面积来判断附着力，实验结果分5个级，0级做好，5级为最差。结果件表6。
表6四种加固材料紫外老化前后柔韧性和附着力测试结果
从表6可见，四种加固材料经过紫外老化前后样品试板的柔韧性、附着力均比空白样品效果显著，但是经过紫外老化后骨胶和b72材料其柔韧性、附着力都有所下降，骨胶老化后附着力由78变为52，附着力2级变为3级，而骨胶改性后的实施例1加固剂柔韧性和附着力都有所增加。
表7四种加固材料干湿老化前后柔韧性和附着力测试结果
从表7的干湿老化结果可见，四种加固材料未老化前，实施例1加固剂的柔韧性最好，但是经过干湿老化后变化很大，骨胶老化后从75降到了49，b72从76降到了48，根据文献所查，骨胶耐水性能较差，所以经干湿循环后它的柔韧性有所下降，而实施例1加固剂经干湿循环后变化较小，故骨醇改性后的实施例1加固剂的柔韧性和附着力等得以提高。