具体实施方式

下面将结合本申请实施例，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

实施例1

一种用于石质文物填色的颜料，由以下质量百分数的组分组成：天然矿物颜料37％，鱼鳔胶26％，水性环氧树脂26％，固化剂11％。其制备步骤如下：

(1)天然矿物颜料的制备：将天然矿石粉碎研磨，根据填色需要选择天然矿物颜料的种类和数量；

(2)取干燥无发霉的鱼鳔剪碎加水浸泡3h，然后将鱼鳔放入锅中，再加入相当于鱼鳔重量0.6倍的白矾和16倍的水，熬制1h，即得鱼鳔胶；

(3)取26g鱼鳔胶、37g天然矿物颜料、26g水性环氧树脂、11g固化剂搅拌均匀，即得一种用于石质文物填色的颜料。

实施例2

一种用于石质文物填色的颜料，由以下质量百分数的组分组成：天然矿物颜料38.5％，鱼鳔胶26.9％，水性环氧树脂26.9％，固化剂7.7％。

(1)天然矿物颜料的制备：将天然矿石粉碎研磨，根据填色需要选择天然矿物颜料的种类和数量；

(2)取干燥无发霉的鱼鳔剪碎加水浸泡3h，然后将鱼鳔放入锅中，再加入相当于鱼鳔重量0.6倍的白矾和16倍的水，熬制1h，即得鱼鳔胶；

(3)取26.9g鱼鳔胶、38.5g天然矿物颜料、26.9g水性环氧树脂、7.7g固化剂搅拌均匀，即得一种用于石质文物填色的颜料。

1、粘合剂的性能测试

颜料要均匀涂覆并且能牢固地附着在被涂物体表面就需要性能优越的粘合剂，粘合剂是所有统称为涂描材料的基础，是必不可少的基本成分，其性质对形成涂膜的硬度﹑柔性﹑耐磨性﹑耐冲击性﹑耐侯性﹑耐水性﹑耐热性以及状态、干燥硬化方法，如常温干燥﹑固化剂固化等均起到决定作用。

我国古代传统的粘合剂通常使用的动物胶，如骨胶、皮胶、鱼鳔胶等，动物胶的最大优势是具有非常好的可逆性，这也非常符合文物保护的基本原则，因此选择常有动物胶与矿物颜料混合后进行性能测试比较，各组成分如表1所示：

表1各组成分

(1)渗水率对比

石刻需要保持适当的水分来维持自身的平衡，所以在选择填色材料时要确保不会把石材表面的孔隙完全封闭，在有良好的耐候性的同时还要有一定的透气和渗水性。

将3组颜料涂刷在石材样块表面，然后分别标号，待干燥后对其进行自由渗水率实验与原石材进行对比，通过实验得知，第一组材料较原石拒水能力减小了42.8％，第二组材料较原石的拒水能力增加了14.3％，第三组材料较原石的拒水能力增加了42.8％。通过以上数据分析可知，三种材料都有一定的孔隙可使石材维持水分平衡；通过查阅资料得知骨胶颜料的拒水能力减小其原因可能是骨胶本身具有相对较高的吸水性，因此鱼鳔胶的拒水能力相对最佳。

(2)稳定性对比

在室外环境中，水是影响传统矿物颜料稳定性的最主要因素，所以需要对三种粘合剂涂刷的矿物颜料进行了干湿循环实验。将石材样块表面涂刷上述3组颜料，然后将样块用水喷淋1h后放入电热鼓风干燥箱内，将其温度设置在80℃恒温1h后取出，作为一次干湿循环。重复实验，观察各组样块颜料层起翘、脱落的现象，并记录颜料层出现起翘、脱落现象时经过的干湿循环次数。

实验结果：经3次干湿循环后，第一组材料便出现颜料层局部颜料层起翘、脱落的现象；在第6次干湿循环后第一组材料已基本全部脱落，第二组材料也出现了局部脱落现象；经15次干湿循环后，第二组材料也已基本全部脱落；第三组材料在经过50次干湿循环后只出现轻微的起翘，整体效果良好。所以在三种粘合剂中选择鱼鳔胶作为主要粘合剂材料。

2、综合性能实验

虽然鱼鳔胶在以上传统动物胶中较为稳定，但是在多次干湿交替的情况下还是会出现缓慢的起翘现象，摩崖石刻常年暴露在室外环境中，受到风吹、日晒、雨淋等因素影响，对其耐候性具有很大的考验。因此尝试将鱼鳔胶进行改性实验，采用适量现代胶粘材料与其复合，并对比现代油漆颜料，比较各种材料的相关性能，各组原料选择如表2所示：

表2各组成分

(1)超声波检测：

通过超声波检测样块，对比原石材声波声时、波速、波幅的变化来判定涂刷颜料层对石材表面孔隙率的影响。实验数据表3所示：

表3超声波检测数据

结合以上数据可以看出，实施例1的声时和声速指数最为接近原石材，其次是对比例1；对比例2和对比例5材料的声时和声速指数变化率最大。实施例1材料波幅指数最为接近原石材，其次是对比例2材料，对比例4材料的波幅指数变化率最大。综上所述，涂刷了实施例1材料的样块超声波各项指数最为接近原石材，对石材表面的孔隙率影响最小。

(2)自由渗水率检测：

测试前先将试块放入放入电热鼓风干燥箱内烘干1h后，测得其含水率为4.7％，分别对各颜料层进行自由渗水率实验，将其数据与原石材自由渗水率进行对比，评估材料渗水性能。实验数据如表4所示：

表4自由渗水率检测数据

通过以上数据可以看出各组材料都有一定的拒水性能，水份几乎是完全无法渗入对比例2、对比例4和对比例5材料，然而涂刷在摩崖石刻表面除了阻挡外界环境中的水渗入石材空隙的同时也会影响石材内部水分的渗出，会有一定程度的影响其自身水分及应力平衡。相比之下对比例1材料的自由渗水率最为接近原石材，实施例1材料次之。

(3)干湿循环检测：

将样块喷淋1h后放入电热鼓风干燥箱内，将其温度设置在100℃恒温1h后取出，作为一次干湿循环，经过100次干湿循环后观察，对比例1和对比例2材料有局部起翘脱落现象，其它材料均无明显变化。由此可见，单纯鱼鳔胶+天然矿物颜料和鱼鳔胶+纳米sio₂+天然矿物颜料两种填色材料的耐水性相对弱于其它几种材料。

(4)可逆性检测：

因为文物是不可再生的，那么在充分发挥它的展示和利用价值的同时一定要遵循最小干预和可逆性的原则，所以需要对实施例1组和对比例1、对比例2、对比例3、对比例4、对比例5材料进行了清洗实验，通过实验可见，实施例1组和对比例1、对比例2材料使用70℃以上的温水或使用蒸汽清洗机便可轻易去除；对比例3和对比例4材料仅使用物理方法能够去除一部分，但很难去除干净；对比例5材料难以去除。由此可见，实施例1组和对比例1、对比例2材料比较符合文物保护可逆性的原则。

综合以上实验结果来看，实施例1和对比例1材料对石材表面的孔隙率和渗水率改变最小，而且都能够在提升摩崖石刻观感效果的同时满足文物保护可逆性的原则，方便后续再处理，但从耐水性能角度来看，实施例1材料要明显优于对比例1材料。

综合粘合剂性能实验结果以及综合性能各指标检测结果，最终选择然鱼鳔胶、矿物颜料与水性环氧树脂搭配固化剂作为填色颜料的组成，并经过合理科学配比，调配成一种新型石刻填色材料，具有可逆性好、不易褪色、耐候性好、对石质文物干扰较小等特点。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡依本申请范围所做的均等变化与修饰，皆应属本申请的涵盖范围。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。