一種在木材表面生長氮化碳保護層的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種在木材表面生長氮化碳保護層的方法，以木板(杉木、松木等)為研究對象，以石墨相氮化碳為靶材，采用濺射法在木材表面生長一層氮化碳保護層。制得的表面生長氮化碳保護層的木材不僅具有良好的疏水性、耐磨性、耐腐性、耐候性和尺寸穩(wěn)定性；且具有良好的凈化空氣中揮發(fā)性有機物的功能。其制備方法簡便、工藝簡單，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。
【專利說明】一種在木材表面生長氮化碳保護層的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于木材表面處理領(lǐng)域，具體涉及一種在木材表面生長氮化碳保護層的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家城市建設(shè)的突飛猛進，人們對生產(chǎn)和生活環(huán)境美化的要求不斷提高，被譽為“古老而長青、傳統(tǒng)而新潮”的建筑材料——木材，深受人們的青睞。許多的樓宇、館所、 游覽區(qū)、公園等都用到木材進行構(gòu)建或裝修、裝飾。因此對木材產(chǎn)品的需求量越來越大，為緩解木材的供需矛盾，國家大力發(fā)展了人工速生林的種植。但人工速生林木材一般存在材質(zhì)松軟、易燃燒、硬度低、耐磨性差、耐候性差、尺寸穩(wěn)定性差等缺點，大大限制了木材產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。如何通過木材性質(zhì)的改良，拓展人工速生林的使用范圍，提高木材附加值和利用率成為亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種在木材表面生長氮化碳保護層的方法，制得的表面生長氮化碳保護層的木材不僅具有良好的疏水性、耐磨性、耐腐性、耐候性和尺寸穩(wěn)定性；且具有良好的凈化空氣中揮發(fā)性有機物的功能。其制備方法簡便、工藝簡單，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種在木材表面生長氮化碳保護層的方法是以石墨相氮化碳為靶材，采用濺射法在木材表面生長一層氮化碳保護層。包括以下步驟:
(O木材預(yù)處理:將木材裁成木板，對木板表面拋光，用蒸餾水清洗，120°c干燥至恒
重；
(2)濺射:以石墨相氮化碳為靶材，把預(yù)處理后的木板裝入濺射室，利用機械泵和分子泵抽真空，當真空室的背景壓力小于1.0X 10_4 Pa時，先用高純氬氣對靶材本身進行預(yù)濺射5^10 min，然后通入高純氮氣，當真空室內(nèi)的工作壓力達到0.4-0.6 Pa時，開始氮化碳的濺射沉積，濺射功率為100~200 W，時間1-5 h。
[0005]所述的木材包括杉木、松木。
[0006]表面生長氮化碳保護層的木材的表面接觸角為138°~152°，是未生長氮化碳保護層的木材的表面接觸角的2.5^2.8倍。
[0007]本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于:制得的表面生長氮化碳保護層的木材不僅具有良好的疏水性、耐磨性、耐腐性、耐候性和尺寸穩(wěn)定性；且具有良好的凈化空氣中揮發(fā)性有機物的功能。其制備方法簡便、工藝簡單，對于緩解木材資源短缺、拓展木材的應(yīng)用范圍，具有重要的現(xiàn)實意義。
【專利附圖】

【附圖說明】[0008]圖1為濺射靶材純石墨相氮化碳(a)和木材表面氮化碳(b)的XRD譜圖。
【具體實施方式】
[0009]實施例1
(1)將木板鋸成一定的規(guī)格，并將木板表面拋光處理，用蒸餾水清洗，放入鼓風(fēng)干燥箱在120 °C烘干至恒重；
(2)利用JGP450A2型磁控濺射系統(tǒng)進行木材表面生長氮化碳保護層的制備。以石墨相氮化碳為靶材，在濺射之前，把步驟(1)的木板裝入濺射室，利用機械泵和分子泵抽真空，當真空室的背景壓力小于1.0X 10_4 Pa時，先用高純氬氣對靶材本身進行預(yù)濺射5 min，以清潔靶材表面，然后通入高純氮氣，通過閘板閥的調(diào)節(jié)，當真空室內(nèi)的工作壓力達到0.4 Pa時，開始氮化碳薄膜的濺射沉積，濺射功率為100 W，沉積時間5 h。得到表面生長氮化碳保護層木材的表面接觸角為152°。
[0010]實施例2
(1)將木板鋸成一定的規(guī)格，并將木板表面拋光處理，用蒸餾水清洗，放入鼓風(fēng)干燥箱在120 °C烘干至恒重；
(2)利用JGP450A2型磁控濺射系統(tǒng)進行木材表面生長氮化碳保護層的制備。以石墨相氮化碳為靶材，在濺射之前，把步驟(1)的木板裝入濺射室，利用機械泵和分子泵抽真空，當真空室的背景壓力小于1.0X 10_4 Pa時，先用高純氬氣對靶材本身進行預(yù)濺射10 min,以清潔靶材表面，然后通入高純氮氣，通過閘板閥的調(diào)節(jié)，當真空室內(nèi)的工作壓力達到0.6Pa時，開始氮化碳薄膜的濺射沉積，濺射功率為200 W，沉積時間I h。得到表面生長氮化碳保護層木材的表面接觸角為140°。
[0011]實施例3
(1)將木板鋸成一定的規(guī)格，并將木板表面拋光處理，用蒸餾水清洗，放入鼓風(fēng)干燥箱在120 °C烘干至恒重；
(2)利用JGP450A2型磁控濺射系統(tǒng)進行木材表面生長氮化碳保護層的制備。以石墨相氮化碳為靶材，在濺射之前，把步驟(1)的木板裝入濺射室，利用機械泵和分子泵抽真空，當真空室的背景壓力小于1.0X 10_4 Pa時，先用高純氬氣對靶材本身進行預(yù)濺射8 min，以清潔靶材表面，然后通入高純氮氣，通過閘板閥的調(diào)節(jié)，當真空室內(nèi)的工作壓力達到0.5 Pa時，開始氮化碳薄膜的濺射沉積，濺射功率為150 W，沉積時間2 h。得到表面生長氮化碳保護層木材的表面接觸角為143°。
[0012]實施例4
木板去除甲醛的實驗:在頂部及四周用玻璃、底部用木板圍成的I Hl3的密閉箱中分別進行甲醛的評價實驗。評價條件為:350W球型氙燈(用濾光片濾去波長小于400 nm的光)，木板的面積為I mXl m，甲醛的初始濃度為30ppm，反應(yīng)時間為2h、4h、6h，對甲醛的去除率見表1。
[0013]表1木板對甲醛的去除率
【權(quán)利要求】
1.一種在木材表面生長氮化碳保護層的方法，其特征在于:以石墨相氮化碳為靶材，采用濺射法在木材表面生長一層氮化碳保護層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在木材表面生長氮化碳保護層的方法，其特征在于:包括以下步驟: (O木材預(yù)處理:將木材裁成木板，對木板表面拋光，用蒸餾水清洗，120°C干燥至恒重； (2)濺射:以石墨相氮化碳為靶材，把預(yù)處理后的木板裝入濺射室，利用機械泵和分子泵抽真空，當真空室的背景壓力小于1.0X 10_4 Pa時，先用高純氬氣對靶材本身進行預(yù)濺射5^10 min，然后通入高純氮氣，當真空室內(nèi)的工作壓力達到0.1~0.6 Pa時，開始氮化碳的濺射沉積，濺射功率為100~200 W，時間1~5 h。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在木材表面生長氮化碳保護層的方法，其特征在于:所述的木材包括杉木、松木。
4.一種如權(quán)利要求1所述的方法制得的木材，其特征在于:表面生長氮化碳保護層的木材的表 面接觸角為138°~152°，是未生長氮化碳保護層的木材的表面接觸角的2.5^2.8倍。
【文檔編號】B27M1/00GK103966563SQ201410224117
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】陳孝云, 陳星 , 陸東芳, 高驍敏, 常鼎偉, 葉紅, 月華鈿 申請人:福建農(nóng)林大學(xué)