中國古建筑不僅形式優(yōu)美、氣勢雄偉,而且畫梁雕棟,色彩鮮艷,非常華麗。由于日曬雨淋、有害氣體污染、溫濕度變化等因素,古建筑上的油漆、彩畫會出現(xiàn)老化現(xiàn)象,如漆皮龜裂、起翹、剝落、失去光澤及褪色、變色等。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辦法,是在油漆中添加適量的紫外線吸收劑。紫外線吸收劑是一類能吸收紫外光波,或減少紫外光透射作用的化學(xué)物質(zhì)。它能強(qiáng)烈地吸收高能量的紫外線,并進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換,以熱的形式把能量放出,從而保護(hù)高分子材料免受紫外線的破壞。
(一)、紫外線吸收劑的選擇
紫外線吸收劑的種類很多,按其化學(xué)結(jié)構(gòu)大至可分為如下五類:
1、 多羥基苯酮類:這是一類品種最多的紫外線吸收劑,具有相當(dāng)強(qiáng)的紫外線吸收的能力,吸收波長范圍較寬,還有光、熱穩(wěn)定性較好,與樹脂相溶性好等特點(diǎn)。目前國內(nèi)生產(chǎn)的有:UV-531(2-羥基-4-正辛氧基-二苯甲酮)、UV-9(2-羥基-4-甲氧基-二苯甲酮)、還有UV-24、MA、HCB等。
2、 水楊酸苯酸酯類
3、 苯并三唑類
4、 絡(luò)合物類
5、 磷酰類
雖然紫外線吸收劑種類很多,但它們所吸收的紫外線波長的范圍是各不相同的,另外各種油漆對紫外線最敏感的波長也有差異。因此,選擇什么樣的紫外線吸收劑添加到油漆中最有效,這就要根據(jù)具體的油漆種類和性質(zhì)以及紫外線的種類和性質(zhì)而定。實(shí)踐證明,紫外線吸收劑UV-9(2-羥基-4-甲氧基-二苯甲酮),加到所用油漆中時(shí),能提高耐光老化能力,延長其使用壽命。
加入油漆涂層的紫外線吸收劑應(yīng)具備下列性能:
(1)首先要求在300-400mu之間波長范圍內(nèi)有強(qiáng)烈吸收紫外線能力;
(2)在紫外線作用下,吸收紫外線物質(zhì)本身應(yīng)有良好的光、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性;
(3)紫外線吸收劑本身盡可能是無色的;
(4)紫外線吸收劑應(yīng)能溶解于所使用的溶劑內(nèi),特別是溶解于稀釋劑內(nèi);
(5)紫外線吸收劑應(yīng)與加入油漆成分內(nèi)的多數(shù)配合劑相溶,避免滲出;
(6)紫外線吸收劑應(yīng)具染色性、揮發(fā)性、并且毒性小。
經(jīng)篩選和實(shí)驗(yàn),證明紫外線吸收劑UV-9(2-羥基-4-甲氧基-二苯甲酮)加入所用油漆中時(shí),能基本符合上述要求,并提高耐光老化能力,延長使用壽命。
?。ǘ⒆贤饩€吸收劑加入油漆內(nèi)的方法
1、 聚合方法:如果用聚合方法制備粘合劑,可以把紫外線吸收劑加入單體內(nèi)。例如,在制備聚苯乙烯時(shí),先將紫外線吸收劑加入苯乙烯單體內(nèi),這時(shí)它們很容易混合,加入的UV-24(2、2-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮)不會影響過氧化物催化的聚合反應(yīng)。
2、混合法:是最常用、簡便的方法,將紫外線吸收劑加入到油漆組份的稀釋劑或者增塑劑內(nèi),調(diào)勻即可。
?。ㄈ?、紫外線吸收劑的用量
紫外線吸收劑用量的多少,與紫外線吸收劑的結(jié)構(gòu)(種類)、聚合物(油漆)的性質(zhì)以及噴涂的厚度有關(guān)。例如,以聚氯乙烯為基的薄膜用量是:每平方米加入U(xiǎn)V-24吸收劑為1.1~3.3克。在厚0.025毫米的薄膜中,紫外線吸收劑濃度為3~5%,而在厚0.25毫米的薄膜中則是0.3~0.5%。
以聚氯乙烯為基體的薄膜,經(jīng)紫外燈照射試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)未含紫外線吸收劑的對比樣品,經(jīng)14小時(shí)出現(xiàn)第一個降解斑點(diǎn),而含有UV-24的樣品,出現(xiàn)上述降解斑點(diǎn)的時(shí)間則在照射680小時(shí)和1800小時(shí)之后。
紫外線吸收劑加入油漆中應(yīng)用,可以用同樣方法對大多數(shù)油漆體系進(jìn)行防護(hù),例如以醇酸樹脂為基的配方(重量計(jì)%):
醇酸樹脂 47.2
乙醇 47.2
UV-9 5.6
先將UV-9溶于乙醇內(nèi),然后再加樹脂混合均勻,即可應(yīng)用于油漆、彩畫表面,作為封護(hù)層,以隔絕有害氣體、水分對它的侵蝕。
對彩畫封護(hù)材料的要求是:無色、透明、無光澤、耐老化。曾使用過封護(hù)材料有:
1、 桐油:俗稱罩油,在舊彩畫或新繪制的彩畫上涂刷光油一道,舊彩畫在刷油前,為防止顏色層年久脫膠應(yīng)先刷礬水1~2道加固。此種做法,對于碎裂地仗,防止顏色脫落、褪色有明顯效果。在有些建筑上試用20多年,彩畫仍基本完好。但使用這種材料后,彩畫顏色變暗,且有光澤。如用在新繪彩畫上,事先在青綠等深色內(nèi)加適量的白粉,可使顏色變淡,罩油后即為所需顏色的深淺度,但光澤仍不易消除。
2、 高分子材料:
用高分子材料噴涂在彩畫表面,目前觀察效果較好,但需等待時(shí)間的考驗(yàn)才能最后得出結(jié)論。曾試用過的材料如下:
(1)聚乙烯醇:用2~5%聚乙烯醇水溶液,噴涂2~3遍,干后無色、透明、無光澤。
(2)聚乙烯醇和聚醋酸乙烯乳液混合劑:其配比為:1.5~2.5%聚乙烯醇:1%聚醋酸乙烯乳液=4:1。噴涂2~3遍。
(3)三甲樹脂:將三甲樹脂溶于(丙酮與二甲苯)混合溶液,配成3%濃度,噴涂2遍。
(4)聚甲基丙烯酸丁酯:將樹脂溶于丙酮溶液中,配成3%濃度,噴涂2遍。
(5)B-72(甲基丙烯酸乙酯與丙烯酸酯的共聚物):將樹脂溶于二甲苯溶液中,配成3%濃度,噴涂2遍。
(6)聚乙烯醇縮丁醛(PVB):將樹脂溶于乙醇溶液中,配成2~3%濃度,噴涂2遍。
近幾年我們對上述配方作了改進(jìn),在配方中加進(jìn)適量的紫外線吸收劑和抗氧劑,提高耐光抗氧化性能,延長使用壽命。該材料經(jīng)江陰文廟使用,效果令人滿意。