[发明专利]一种纤维素复合氧化硅超疏水材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纤维素复合氧化硅超疏水材料，其特征在于，在纤维素基底上复合氧化硅，初次沉积的氧化硅层厚度为200～1200nm，材料表面粗糙度为23～104nm；再次沉积的厚度为40～160nm，得到材料最终表面粗糙度为46～132nm；

所述纤维素复合氧化硅超疏水材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备纸、纸板或薄膜基底形式的纤维素基底材料；

(2)采用低温等离子体预处理纤维素基底材料；

(3)采用低温等离子体增强化学气相沉积方法在预处理后的纤维素基底材料上沉积200～1200nm初步氧化硅层；

(4)去除步骤(3)中残余反应物后，采用低温等离子体修饰沉积的初步氧化硅层；

(5)在修饰后的初步氧化硅层上采用低温等离子体增强化学气相沉积方法再次沉积40～160nm氧化硅层，最终形成微纳结构超疏水表面；

所述步骤(2)中以氩气与氧气、氩气与二氧化碳或氩气与空气的混合气体为载气；氩气占总气体体积的1/11～1/2；腔体内真空度为15～30Pa，功率为50～150W，频率为40kHz；预处理时间为30～180s；

步骤(4)中所述低温等离子体的单体为一氟甲烷、氟硅烷或氟硅氧烷，以氩气为辅助气体；待腔内真空度为3Pa时，优先通入氩气使腔体内真空度达到10Pa，再通入单体，腔体内真空度为20～50Pa，功率为50～150W，频率为40kHz，处理时间为30～150s；

步骤(3)和步骤(5)中所述低温等离子体增强化学气相沉积方法中，所用单体为四甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷、双(叔丁基氨基)硅烷、三甲基(二甲氨基)硅烷、原硅酸四乙酯、二异丙胺硅烷、双(二乙基氨基)硅烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷或十二甲基环六硅氧烷，氧化剂为氧气；待腔内真空度为3Pa时，优先通入单体，再通入氧气；氧气∶单体的体积比为1∶1～1∶8，腔体内真空度为20～50Pa，功率为50～150W，频率为40kHz，沉积时间为1～20min。

2.根据权利要求1所述的纤维素复合氧化硅超疏水材料，其特征在于，对4～80℃的水均具超疏水效果，水接触角大于150°，水滚动角小于6°。

3.根据权利要求1所述的纤维素复合氧化硅超疏水材料,其特征在于，所述纤维素基底为针叶木纤维素基底、阔叶木纤维素基底、竹类纤维素基底或禾草类纤维素基底；

所述针叶木为红松、马尾松、云杉和水杉；所述阔叶木为杨木、桉木和桦木；所述竹类为毛竹、慈竹和水竹；所述禾草类为甘蔗渣、稻草、芦苇、玉米秆和芭蕉秆。

4.根据权利要求1所述的纤维素复合氧化硅超疏水材料，其特征在于，步骤(1)中所述纤维素基底材料的表面形貌结构为光滑平面状、波纹状、方格状或点阵状。

5.根据权利要求1所述的纤维素复合氧化硅超疏水材料，其特征在于，步骤(1)中所述纸和纸板基底形式的定量为60～500g/m²，薄膜基底形式的定量为38～68g/m²。

6.根据权利要求1所述的纤维素复合氧化硅超疏水材料，其特征在于，所述步骤(2)中采用低温等离子体预处理纤维素基底材料时，电极板板间距为2～6cm。