故宫是中国明清两代的皇宫,又称紫禁城,是中国古代宫殿建筑的精髓。它是目前世界上现存最大、最完整的木构类建筑之一。乾隆花园位于故宫外东路宁寿宫西侧,此处彩画具有非常重要的历史价值、艺术价值和科学价值。本论文选取乾隆花园-撷芳亭、三友轩、耸秀亭三座建筑彩画进行分析及修复保护,它们分别代表了乾隆时期、光绪时期、和民国时期的彩画特征。由于其长期处于室外,受到自然环境的影响,彩画出现大面积病害。因此,该处的建筑彩画修复保护工作迫在眉睫。基于此,具体开展了以下六方面的工作:(1)通过查阅资料、文献、书籍,介绍了彩画的制作材料和近些年国内外对彩画颜料和胶结物的分析方法,以及目前彩画常用修复保护材料。(2)通过对故宫乾隆花园三座建筑彩画-撷芳亭、耸秀亭、三友轩彩画初步调研,发现其主要病害为彩画的龟裂、起翘,颜料粉化和表面积尘。并对三座建筑彩画的周边赋存环境进行监测(温度,相对湿度,大气污染物和光照度),结果表明,此处建筑彩画环境年相对湿度变化较大,7-8月份光照强度大,大气污染物种类较多。此外,进一步分析了各因素对彩画病害产生的影响。(3)研究了故宫乾隆花园三座建筑彩画的原材料和工艺。利用偏光显微镜(PLM)、能量色散型能谱仪(EDX)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线衍射(XRD)、气相质谱联用仪(GC/MS)、纤维分析仪、热裂解气相质谱联用仪(Py-GC/MS)等手段分别对三座建筑彩画的颜料、胶结物和麻纤维进行了形貌与组成成分分析。撷芳亭内檐彩画,使用麻灰地仗工艺,主要是采用朱砂、铅丹、普鲁士蓝、氯铜矿、白铅矿、炭黑等颜料;颜料层的胶结物为动物胶,地仗中检测到胶结物为面粉、桐油,无机填充物为砖灰,地仗中麻纤维为苎麻纤维。三友轩彩画,使用单皮灰地仗工艺,主要采用巴黎绿、炭黑、群青、朱砂、铅钒、赤铁矿、石青等颜料;颜料层胶结物采用动物胶,地仗中胶结物为面粉和桐油,填料用的砖灰。耸秀亭彩画,使用麻灰地仗工艺,主要采用铅丹、群青、巴黎绿、铅白、炭黑等颜料,颜料层胶结物为动物胶,地仗中胶结物主要是桐油和环氧树脂,此建筑彩画地仗中所使用麻纤维为苎麻纤维。(4)将改性石墨烯(m-GO)与FEVE树脂结合,作为彩画颜料层保护回贴材料(FEVE/m-GO)。由于m-GO的物理化学特性,当其掺入量为0.04%时,相比与FEVE和B72,接触角、吸水率、抗剪切强度、光屏蔽等性能都有明显的改善。将FEVE/m-GO应用于模拟样品,发现吸水量更少,耐盐性能和防紫外光性能良好,且色差在可接受范围内。(5)本工作主要从两方面对骨胶进行改性,优化其凝固点和耐水性,并作为彩画颜料粉化病害的加固材料。首先通过单因素实验和响应面优化法筛选出改性骨胶最佳工艺配比,接着对其薄膜性能和模拟样品进行了测试,结果表明,经改性后的骨胶耐水性、凝固点,模拟样品色差得以改善,且与原始骨胶兼容性较好。在力学强度方面改性骨胶的抗压强度和薄膜硬度稍微有所降低,但是增加了其柔韧性。在老化实验评估中,改性骨胶在干湿循环老化中表现优异,且色差相比于原始骨胶改变较小。以B72作为对照,其柔韧性、拉伸率和热稳定性能较好,但是加固后样品色差变化较大,且紫外老化性能较差,不适宜在室外彩画使用。(6)将本论文研制的FEVE/m-GO与改性骨胶小面积的应用在故宫乾隆花园撷芳亭、三友轩、耸秀亭彩画修复。针对颜料层龟裂起翘病害,采用FEVE/m-GO作为回贴材料;针对彩画粉化病害,采用改性骨胶作为加固材料。并对麻灰地仗和单皮灰地仗分别采用不同工艺进行修复保护,修复效果显著,为古建筑彩画保护提供了新思路。