[發(fā)明專利]一種纖維素復(fù)合氧化硅超疏水材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911284737.X
• 申請(qǐng)日: 2019-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN111118944B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙媛;黃崇杏;許揚(yáng)帆;李翠翠;蘇紅霞;王健;張霖雲(yún);趙輝;黃麗婕;段青山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號(hào): D21F13/00
• 分類號(hào): D21F13/00;D21H25/04;D21H25/02;D21H19/14
• 代理公司: 北京東方盛凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張雪

1.一種纖維素復(fù)合氧化硅超疏水材料，其特征在于，在纖維素基底上復(fù)合氧化硅，初次沉積的氧化硅層厚度為200～1200nm，材料表面粗糙度為23～104nm；再次沉積的厚度為40～160nm，得到材料最終表面粗糙度為46～132nm；

所述纖維素復(fù)合氧化硅超疏水材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備紙、紙板或薄膜基底形式的纖維素基底材料；

(2)采用低溫等離子體預(yù)處理纖維素基底材料；

(3)采用低溫等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法在預(yù)處理后的纖維素基底材料上沉積200～1200nm初步氧化硅層；

(4)去除步驟(3)中殘余反應(yīng)物后，采用低溫等離子體修飾沉積的初步氧化硅層；

(5)在修飾后的初步氧化硅層上采用低溫等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法再次沉積40～160nm氧化硅層，最終形成微納結(jié)構(gòu)超疏水表面；

所述步驟(2)中以氬氣與氧氣、氬氣與二氧化碳或氬氣與空氣的混合氣體為載氣；氬氣占總氣體體積的1/11～1/2；腔體內(nèi)真空度為15～30Pa，功率為50～150W，頻率為40kHz；預(yù)處理時(shí)間為30～180s；

步驟(4)中所述低溫等離子體的單體為一氟甲烷、氟硅烷或氟硅氧烷，以氬氣為輔助氣體；待腔內(nèi)真空度為3Pa時(shí)，優(yōu)先通入氬氣使腔體內(nèi)真空度達(dá)到10Pa，再通入單體，腔體內(nèi)真空度為20～50Pa，功率為50～150W，頻率為40kHz，處理時(shí)間為30～150s；

步驟(3)和步驟(5)中所述低溫等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法中，所用單體為四甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷、雙(叔丁基氨基)硅烷、三甲基(二甲氨基)硅烷、原硅酸四乙酯、二異丙胺硅烷、雙(二乙基氨基)硅烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷或十二甲基環(huán)六硅氧烷，氧化劑為氧氣；待腔內(nèi)真空度為3Pa時(shí)，優(yōu)先通入單體，再通入氧氣；氧氣∶單體的體積比為1∶1～1∶8，腔體內(nèi)真空度為20～50Pa，功率為50～150W，頻率為40kHz，沉積時(shí)間為1～20min。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素復(fù)合氧化硅超疏水材料，其特征在于，對(duì)4～80℃的水均具超疏水效果，水接觸角大于150°，水滾動(dòng)角小于6°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素復(fù)合氧化硅超疏水材料,其特征在于，所述纖維素基底為針葉木纖維素基底、闊葉木纖維素基底、竹類纖維素基底或禾草類纖維素基底；

所述針葉木為紅松、馬尾松、云杉和水杉；所述闊葉木為楊木、桉木和樺木；所述竹類為毛竹、慈竹和水竹；所述禾草類為甘蔗渣、稻草、蘆葦、玉米稈和芭蕉稈。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素復(fù)合氧化硅超疏水材料，其特征在于，步驟(1)中所述纖維素基底材料的表面形貌結(jié)構(gòu)為光滑平面狀、波紋狀、方格狀或點(diǎn)陣狀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素復(fù)合氧化硅超疏水材料，其特征在于，步驟(1)中所述紙和紙板基底形式的定量為60～500g/m²，薄膜基底形式的定量為38～68g/m²。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素復(fù)合氧化硅超疏水材料，其特征在于，所述步驟(2)中采用低溫等離子體預(yù)處理纖維素基底材料時(shí)，電極板板間距為2～6cm。