專利名稱：黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防止粉筆字跡脫落的加固劑。
背景技術(shù)：
黑板粉筆字跡是一種特殊形式的珍貴字跡檔案。國家博物館現(xiàn)藏有革命戰(zhàn)爭時期 紅軍用粉筆書寫的宣傳標(biāo)語；其他博物館也藏有各個時期的黑板報；幾十年前至近百年間 凡遺留的粉筆字跡均反映了當(dāng)時的社會狀況或重要歷史信息；2008年我國四川汶川發(fā)生 了 8. 0級特大地震，2010年青海玉樹又發(fā)生了 7. 1級強烈地震，黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人深入一線、 親臨災(zāi)區(qū)指揮抗震救災(zāi)工作，在看望災(zāi)區(qū)學(xué)生時，用粉筆書寫了振奮人心的題詞，成為兩次 抗震救災(zāi)偉大斗爭的歷史見證和珍貴檔案。字跡檔案的耐久性與構(gòu)成字跡材料的色素以及色素與載體的結(jié)合牢度緊密相關(guān)。 一般色素與載體的結(jié)合牢度可歸結(jié)為結(jié)膜型、吸收型、粘附型三類。黑板粉筆字跡檔案的字 跡材料主要是由較穩(wěn)定的無機物硫酸鈣組成，但是，粉筆寫在黑板上后，不形成結(jié)膜，也不 被黑板吸收，其固著牢度很差，粉筆字跡的文物不能觸摸、不能包裹、怕風(fēng)等，因此黑板粉筆 字跡檔案的耐久性很差。同時黑板粉筆字跡具有多孔性和粘附性，灰塵極易滲透其中、粘附 其上，久而久之會嚴重污染或改變粉筆字跡的原貌，同時灰塵會吸附空氣中的水分，水解產(chǎn) 生的膠狀氫氧化鋁又會再次吸附灰塵，造成惡性循環(huán)。此外，吸附在粉筆字上的酸性灰塵、 氮氧化物、氯化物等有害氣體會使粉筆變的酥松而脫落。一旦粉筆脫落，它所承載的一切歷 史信息就永遠消失、化為烏有。目前，國內(nèi)外尚沒有粉筆字跡檔案保護領(lǐng)域的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種在不改變黑板粉筆字跡原貌的情況下， 能使粉筆字跡附著力增強、穩(wěn)定性和耐久性提高的黑板粉筆字跡檔案保護加固劑。解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是由下述質(zhì)量百分比的原料制成乙基纖維素2. 0 % 3. 0 %Aerosil R972 氣相二氧化硅0.6% 1.0%正丁醇38.0% 57.0%乙醇39. 4% 59. 4%上述的乙基纖維素由汕頭市新寧化工有限公司提供；Aerosil R972氣相二氧化硅 由上海海逸科貿(mào)有限公司提供；正丁醇、乙醇均為分析純。本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的優(yōu)選質(zhì)量百分比為乙基纖維素2. 3 % 2. 7 %Aerosil R972 氣相二氧化硅0.8% 1.0%正丁醇43. 7% 51. 3%乙醇45. 4% 53. 4%本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的最佳質(zhì)量百分比為
乙基纖維素Aerosil R972 氣相二氧化硅正丁醇乙醇
2. 5% 1. 0% 47. 5% 49. 0%本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的制備方法如下1、配制乙基纖維素正丁醇溶液按上述質(zhì)量百分比將乙基纖維素置于盛有正丁醇的圓底燒瓶中，用電熱套磁力攪 拌器攪拌加熱至120°C，攪拌回流至乙基纖維素完全溶解，配制成乙基纖維素正丁醇溶液。2、配制Aerosil R972氣相二氧化硅乙醇分散液按上述質(zhì)量百分比將干燥的Aerosil R972氣相二氧化硅加入到盛有乙醇的三角 瓶中，用功率為IOOW的超聲波發(fā)生器、頻率為40kHz的超聲波室溫處理至乳白色透明體，配 制成Aerosil R972氣相二氧化硅乙醇分散液。3、制備黑板粉筆字跡檔案保護加固劑將步驟1配制的乙基纖維素正丁醇溶液、步驟2配制的Aerosil R972氣相二氧化 硅乙醇分散液，用功率為IOOW的超聲波發(fā)生器、頻率為40kHz的超聲波室溫處理1小時，使 Aerosil R972氣相二氧化硅均勻分散在乙基纖維素里，制備成黑板粉筆字跡檔案保護加固 劑。采用本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑對黑板粉筆字跡檔案加固保護的施工 方法為用噴槍將本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑均勻噴涂于黑板粉筆字跡的表面， 常溫放置至干。本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑能保持粉筆字跡的古樸原貌，防止黑板粉筆 字跡被污染、字跡脫落等現(xiàn)象的發(fā)生，黑板粉筆字跡耐候性、附著力、耐水性、耐污染性均顯 著提高，可使黑板粉筆字跡長久保存。本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑可廣泛用于粉 筆字跡檔案的保護。


圖1是黑板粉筆字跡加固前后噴砂效果、高壓氣吹效果、擦除效果圖。圖2是黑板粉筆字跡加固前后黑板的漫反射率曲線圖。圖3是黑板粉筆字跡吸附灰塵兩個月后對照效果圖。圖4是黑板粉筆字跡在鹽酸氣氛中放置1天對照效果圖。圖5是黑板粉筆字跡在硝酸氣氛中放置7天對照效果圖。圖6是黑板粉筆字跡在冷水中浸泡1小時對照效果圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。實施例1以制備本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑IOOg為例，所用原料及其質(zhì)量配比 如下乙基纖維素2. 5g
Aerosil R972 氣相二氧化硅1.0g 正丁醇47. 5g乙醇49. Og其制備方法如下1、配制乙基纖維素正丁醇溶液將乙基纖維素2. 5g置于盛有47. 5g正丁醇的圓底燒瓶中，用電熱套磁力攪拌器攪 拌加熱至120°C，攪拌回流至乙基纖維素完全溶解，配制成乙基纖維素正丁醇溶液。2、配制Aerosil R972氣相二氧化硅乙醇分散液將1. Og干燥的Aerosil R972氣相二氧化硅加入到盛有49. Og乙醇的三角瓶中， 用功率為IOOW超聲波發(fā)生器、頻率為40kHz的超聲波室溫處理至分散液呈乳白色透明體， 配制成Aerosil R972氣相二氧化硅乙醇分散液。3、制備黑板粉筆字跡檔案保護加固劑將步驟1配制的乙基纖維素正丁醇溶液、步驟2配制的Aerosil R972氣相二氧化 硅乙醇分散液混合，用功率為IOOW超聲波發(fā)生器、頻率為40kHz的超聲波室溫處理1小時， 使Aerosil R972氣相二氧化硅均勻分散在乙基纖維素里，制備成黑板粉筆字跡檔案保護加 固劑。采用本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑對黑板粉筆字跡檔案加固保護的施工 方法如下將上述制備的黑板粉筆字跡檔案保護加固劑用噴槍均勻噴涂于黑板粉筆字跡表 面，常溫放置至干。觀測加固前后粉筆字跡噴砂效果、高壓氣吹效果和擦除效果，觀測結(jié)果 見圖1，在圖1中，圖Ia第一行是噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑前噴砂效果圖，圖Ia下 部分是噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑后噴砂效果圖，圖Ib第一行是噴涂黑板粉筆字 跡檔案保護加固劑前高壓氣吹效果圖，圖Ib下部分是噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑 后高壓氣吹效果圖，圖Ic第一行是噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑前擦除效果圖，圖Ic 下部分是噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑加固后擦出效果圖。由圖1可見，用黑板粉筆 字跡檔案保護加固劑加固后的粉筆字跡附著力均顯著提高，且從直觀效果上保持了書寫擦 除多次黑板的原貌。實施例2以制備本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑IOOg為例，所用原料及其質(zhì)量配比 如下乙基纖維素2. OgAerosil R972 氣相二氧化硅0. 6g正丁醇38. Og乙醇59. 4g其制備方法及施工方法與實施例1相同。實施例3以制備本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑IOOg為例，所用原料及其質(zhì)量配比 如下乙基纖維素3. Og
Aerosil R972 氣相二氧化硅0. 6g正丁醇57. Og乙醇39. 4g其制備方法及施工方法與實施例1相同。實施例4以制備本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑IOOg為例，所用原料及其質(zhì)量配比
如下乙基纖維素2. 3gAerosil R972 氣相二氧化硅1. Og正丁醇51. 3g乙醇45. 4g其制備方法及施工方法與實施例1相同。為了確定本發(fā)明的最佳工藝條件，發(fā)明人進行了大量的實驗室研究試驗，各種試 驗情況如下實驗儀器JCK-9060E恒溫式專用噴砂機，由山東青島吉川噴砂設(shè)備有限公司生 產(chǎn)；DC-P3型全自動測色色差計，由北京市興光測色儀器公司生產(chǎn)；LR016A干熱老化試驗 箱，由重慶銀河實驗儀器有限公司生產(chǎn)；XMTA-7000P型濕熱老化試驗箱，由余姚溫度儀表 廠生產(chǎn)，德國Binder人工氣候箱KBF系列，由香港路易企業(yè)有限公司生產(chǎn)。黑板粉筆字跡附著力測試方法擦除法，按照GB/T14826 “色漆涂層粉化程度的測 定方法及評定”測試，測定方法及評定見表1 ；噴砂法，調(diào)節(jié)JCK-9060E恒溫式專用噴砂機溫 度至60°C，噴砂壓力為0. IMPa，樣板與噴嘴距離為7cm，噴6秒，觀測留下來的字跡多少判斷 粉筆字跡的穩(wěn)定性；高壓氣吹法，使用直徑為0. 2mm的高壓噴槍，調(diào)節(jié)壓力為0. 8MPa，樣板 與噴嘴距離為1.5cm，噴6秒，觀測留下來的字跡多少判斷粉筆字跡的穩(wěn)定性。黑板粉筆字跡用本發(fā)明加固劑加固前后顏色變化——色差測試采用1976年CIE LW色坐標(biāo)體系來監(jiān)測黑板、粉筆的顏色變化。色差值按下式計算AE= [(AL*)2+(Aa*)2+(Ab*)2]1/2式中Δ L*為加固前后亮度變化值、Δ a*為紅綠色品差、Ab*為黃藍色品差、ΔΕ為 導(dǎo)出值色差、ΔΕ為表征顏色變化狀況值，ΔΕ值越大說明顏色改變越大，反之則說明顏色 改變越小，本實驗根據(jù)GB/T11186. 2標(biāo)準(zhǔn)判斷顏色改變的程度。實驗結(jié)果見表2。表1 GB/T14826色漆涂層粉化程度的測定方法及評定
等級粉化狀態(tài)0無粉化1很輕微，儀器加壓重或手指用力擦拭樣板，拭布或手指沾上剛可觀察到微量顏料粒子2輕微，儀器加壓重或手指用力擦拭樣板，拭布或手指沾有少量顏料粒子 表2變色等級 1、確定加固劑原料配比按照表3中乙基纖維素、Aerosil R972氣相二氧化硅、正丁醇、乙醇的質(zhì)量百分 比，分別制備成IOOg黑板粉筆字跡檔案保護加固劑。用噴槍將黑板粉筆字跡檔案保護加固 劑分別噴涂在模擬樣品上，常溫放置至干，觀察加固前后黑板粉筆字跡的直觀效果，并用擦 除法、噴砂法、高壓氣吹法測試黑板粉筆字跡的附著力，用色差計測試黑板粉筆字跡噴涂黑 板粉筆字跡檔案保護加固劑后的色差變化。實驗結(jié)果見表3。表3不同配比的加固劑加固前后的實驗結(jié)果 注表中的空白樣品指未噴涂本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的模擬樣品， 擦除法測試附著力的級數(shù)與表1相同。由表3可見，由質(zhì)量百分比為2.0% 3.0%的乙基纖維素、0.6% 1.0%的 Aerosil R972氣相二氧化硅、38. 0% 57. 0%的正丁醇、39. 4% 59. 4%的乙醇制備成的 黑板粉筆字跡檔案保護加固劑，適于黑板粉筆字跡檔案的加固保護。采用上述不同質(zhì)量百分比的黑板粉筆字跡檔案保護加固劑加固模擬樣品后，分別 用高溫高濕、干熱、紫外光照射三種方法進行老化，各種試驗情況如下(1)濕熱老化將空白樣品和噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的模擬樣品置于溫度為80°C、相 對濕度為60%的濕熱老化箱中老化7天。(2)干熱老化將空白樣品和噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的模擬樣品置于溫度為105°C的 干熱老化箱中老化7天。(3)紫外老化將空白樣品和噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的模擬樣品置于功率為25W、高 度為20cm的紫外燈下老化7天。將上述三種方法老化后的樣品在常溫下存放2天，然后用擦除法、噴砂法、高壓氣 吹法對黑板粉筆字進行穩(wěn)定性測試，實驗及測試結(jié)果見表4 6。表4濕熱老化后字跡穩(wěn)定性
8
注表中的空白樣品指未噴涂本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑模擬樣品，擦 除法級數(shù)的評定與表1相同。表5干熱老化后字跡穩(wěn)定性 注表中的空白樣品指未噴涂本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑模擬樣品，擦 除法級數(shù)的評定與表1相同。表6紫外老化后字跡穩(wěn)定性 注表中的空白樣品指未噴涂本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑模擬樣品，擦 除法級數(shù)的評定與表1相同。由表4 6可見，由質(zhì)量百分比為2. 0% 3. 0%的乙基纖維素、0. 6% 1. 0%的 Aerosil R972氣相二氧化硅、38. 0% 57. 0%的正丁醇、39. 4% 59. 4%的乙醇制備的黑 板粉筆字跡檔案保護加固劑加固后的黑板粉筆字跡經(jīng)濕熱、干熱、紫外光照射老化7天后 字跡穩(wěn)定性可保持在1級以上，說明本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑耐候性較好。同 時結(jié)合表3可見，由質(zhì)量百分比為2. 5%的乙基纖維素、1. 0%的Aerosil R972氣相二氧化 硅、47. 5%的正丁醇、49.0%的乙醇制備成的黑板粉筆字跡檔案保護加固劑加固后的黑板 粉筆字跡經(jīng)濕熱、干熱、紫外光照射老化7天后，黑板、粉筆色差最小，且附著力、耐久性都 較好。綜合上述試驗，本發(fā)明選擇由質(zhì)量百分比為2.0% 3.0%的乙基纖維素、 0. 6% 1. 0% 的 Aerosil R972氣相二氧化硅、38. 0% 57. 0% 的正丁醇、39. 4% 59. 4% 的乙醇制備成的黑板粉筆字跡檔案保護加固劑，最佳選擇由質(zhì)量百分比為2. 5%的乙基纖 維素、1. 0%的Aerosil R972氣相二氧化硅、47. 5%的正丁醇、49. 0%的乙醇制備成的黑板 粉筆字跡檔案保護加固劑。為了驗證本發(fā)明的有益效果，發(fā)明人采用本發(fā)明實施例1制備的黑板粉筆字跡檔 案保護加固劑對模擬樣品進行了加固保護，各種試驗情況如下實驗儀器=Lambd 950型紫外可見近紅外光譜儀，由美國Perkin-Elmer公司生產(chǎn)。1、噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑前后黑板的原貌表征——漫反射率測試發(fā)明人采用Lambd 950型紫外可見近紅外光譜儀測試了噴涂黑板粉筆字跡檔案 保護加固劑前模擬樣品表面和本發(fā)明實施例1制備的黑板粉筆字跡檔案保護加固劑加固 保護后的模擬樣品表面在可見區(qū)的漫反射率曲線，實驗結(jié)果見圖2，其中曲線a是噴涂黑板 粉筆字跡檔案保護加固劑前黑板表面的漫反射率曲線，曲線b是噴涂黑板粉筆字跡檔案保 護加固劑加固后黑板表面的漫反射率曲線。由圖2可見，用本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護 加固劑加固前后黑板表面的漫反射率曲線趨勢相近，說明本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加 固劑加固后能保持黑板的原貌。2、耐久性能測試
(1)灰塵對粉筆字跡的影響將未噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的空白樣品和實施例1制備的黑板粉筆 字跡檔案保護加固劑加固后的模擬樣品放置于室外窗臺上，放置兩個月后(2010年1月18 日至2010年3月18日)觀察粉筆字跡清楚情況，觀察結(jié)果見圖3，在圖3中，圖3a是將未 噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的粉筆字跡放置于室外窗臺兩個月后的粉筆字跡效果 圖，圖3b上半部分是噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑加固后將其放置于室外窗臺兩個 月，然后用水清洗后的粉筆字跡效果圖，圖3b下半部分是黑板粉筆字跡檔案保護加固劑加 固后將其放置于室外窗臺兩個月后的粉筆字跡效果圖。由圖3可見，未噴涂黑板粉筆字跡 檔案保護加固劑的粉筆字跡放置于室外吸附灰塵后已模糊不清，而噴涂黑板粉筆字跡檔案 保護加固劑加固后的粉筆字跡用水清洗后粉筆字跡清晰可見，不影響其原貌。(2)有害氣體對粉筆字跡的影響將未噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的空白樣品和實施例1制備的黑板粉筆 字跡檔案保護加固劑加固后的模擬樣品同時放置于盛有物質(zhì)的量濃度為5mol/L的鹽酸器 皿中(字跡在液面上方)，一天后取出，觀察粉筆字跡清楚情況，觀察結(jié)果見圖4，在圖4中， 圖4a是未噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的粉筆字跡效果圖，圖4b是噴涂黑板粉筆字 跡檔案保護加固劑加固后的粉筆字跡效果圖。由圖4可見，未噴涂黑板粉筆字跡檔案保護 加固劑的空白樣品粉筆字跡脫落看不清楚，而噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑加固后的 粉筆字跡仍然清晰可見。將未噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的空白樣品和實施例1制備的黑板粉筆 字跡檔案保護加固劑加固后的模擬樣品同時放置于盛有物質(zhì)的量濃度為5mol/L的硝酸器 皿中(字跡在液面上方)，7天后取出，觀察粉筆字跡清楚情況，觀察結(jié)果見圖5，在圖5中， 圖5a是未噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的粉筆字跡效果圖，圖5b是噴涂黑板粉筆字 跡檔案保護加固劑加固后的粉筆字跡效果圖。由圖5可見，未噴涂黑板粉筆字跡檔案保護 加固劑的空白樣品粉筆字跡模糊，而噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑加固后的粉筆字跡 仍然清晰可見。本試驗說明本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑可以阻止氮氧化物、氯化氫等有 害氣體對粉筆字跡的破壞。(3)水對粉筆字跡的影響——冷水浸泡實驗根據(jù)GB/T1733-93 “漆膜耐水性測定法”，測試加固前后粉筆字跡的耐水性能。將 未噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的空白樣品和實施例1制備的黑板粉筆字跡檔案保 護加固劑加固后的模擬樣品的1/2同時浸泡在水(常溫)中，1小時后觀察粉筆字跡清楚 情況，觀察結(jié)果見圖6，在圖6中，圖6a上半部分是未噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的 粉筆字跡效果圖，圖6a下半部分是未噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的粉筆字跡在水 中浸泡1小時后的效果圖，圖6b上半部分是噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑加固后的粉 筆字跡效果圖，圖6b下半部分是噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑加固后的粉筆字跡在 水中浸泡1小時后的效果圖。由圖6可見，未噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑的模擬樣 品浸泡在水中后字跡消失，而噴涂黑板粉筆字跡檔案保護加固劑加固后的模擬樣品字跡沒 有任何變化，說明本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑加固后的粉筆字跡耐水性能顯著提 尚ο
結(jié)論本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑能保持粉筆字跡的原貌，使黑板粉筆字跡的 耐候性、附著力、耐水性、耐污染性均顯著提高，使黑板粉筆字跡能夠長久保存。
權(quán)利要求
一種黑板粉筆字跡檔案保護加固劑，其特征在于它由下述質(zhì)量百分比的原料制成乙基纖維素 2.0％～3.0％Aerosil R972氣相二氧化硅0.6％～1.0％正丁醇 38.0％～57.0％乙醇39.4％～59.4％。
2.按照權(quán)利要求1所述的黑板粉筆字跡檔案保護加固劑，其特征在于它由下述質(zhì)量百 分比的原料制成乙基纖維素2. 3% 2. 7%Aerosil R972 氣相二氧化硅0.8% 1.0%正丁醇43. 7% 51. 3%乙醇45. 4% 53.4%。
3.按照權(quán)利要求1所述的黑板粉筆字跡檔案保護加固劑，其特征在于它由下述質(zhì)量百 分比的原料制成乙基纖維素2.5%Aerosil R972 氣相二氧化硅1.0%正丁醇47.5%乙醇49.0%。
全文摘要
一種黑板粉筆字跡檔案保護加固劑，由乙基纖維素2.0％～3.0％、Aerosil R972氣相二氧化硅0.6％～1.0％、正丁醇38.0％～57.0％、乙醇39.4％～59.4％的質(zhì)量百分比制成。本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑能保持粉筆字跡的原貌，防止黑板粉筆字跡被污染、字跡脫落等現(xiàn)象的發(fā)生，黑板粉筆字跡耐候性、附著力、耐水性、耐污染性均顯著提高，可使黑板粉筆字跡長久保存。本發(fā)明黑板粉筆字跡檔案保護加固劑可廣泛用于粉筆字跡檔案的保護。
文檔編號C09D7/12GK101921514SQ20101024336
公開日2010年12月22日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者李玉虎, 王文軍, 秦曉麗 申請人:陜西師范大學(xué)