CN112273244A - 一种膨润土型猫砂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及猫砂的领域，具体公开了一种膨润土型猫砂及其制备方法，一种膨润土型猫砂，包括以下质量份的物质制成：所述猫砂由包含以下质量份的物质制成：膨润土82‑90份、交联剂0.02份‑0.75份、引发剂0.0007‑0.001份、质量分数为8‑12%氢氧化钠水溶液7‑10份以及聚丙烯酰胺水溶液110‑115份，聚丙烯酰胺水溶液的质量浓度为10%‑15%，通过聚丙烯酰胺在膨润土表面产生网状结构，从而实现减少膨润土型猫砂粉尘产生的目的；本申请还提出了一种膨润土型猫砂的制备方法，该方法具有工艺简单、提高猫砂吸水速率的优点。
Description
技术领域
本申请涉及猫砂的领域，更具体地说，它涉及一种膨润土型猫砂及其制备方法。
背景技术
猫砂是饲主为其饲养的猫用来掩埋粪便和尿液的物体，有较好的吸水性，一般会与猫砂盆(或称猫厕所)一并使用，将适量的猫砂倒于猫砂盆内，受过训练的猫当需要排泄时便会走进猫砂盆内排泄至猫砂上面。
相关技术中，膨润土型猫砂的原料包括膨润土、香料、粘结剂、高炉矿渣和水，膨润土型猫砂各原料的质量份为膨润土45份、香料1份、粘结剂2份、高炉矿渣22份、水10份。
针对上述相关技术，发明人认为存在以下缺陷，膨润土型猫砂为土质猫砂，膨润土型猫砂颗粒本身会在外力作用下产生掉落小颗粒膨润土的情况，因此导致猫砂使用或者倒出过程中易产生粉尘。
发明内容
为了减少猫砂使用过程中产生的粉尘，本申请提供一种膨润土型猫砂及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种膨润土型猫砂，采用如下的技术方案：
一种膨润土型猫砂，所述猫砂由包含以下质量份的物质制成：膨润土82-90份、交联剂0.02份-0.75份、引发剂0.0007-0.001份、质量分数为8-12％氢氧化钠水溶液7-10份以及聚丙烯酰胺水溶液110-115份，所述聚丙烯酰胺水溶液的质量浓度为10％-15％。
通过采用上述技术方案，聚丙烯酰胺在交联剂与引发剂作用下，与膨润土表面发生交联反应，且聚丙烯酰胺自身发生交联反应，从而使得聚丙烯酰胺对膨润土形成网状包覆，当膨润土型猫砂自身受到外力作用脱落膨润土小颗粒产生粉尘时，粉尘沿聚丙烯酰胺的网状结构向外扩散，而由于聚丙烯酰胺的网状结构会对粉尘不断进行阻拦，从而使得粉尘逐渐在自身重力作用下发生沉降，并积聚在聚丙烯酰胺网状结构的网孔内，从而实现减少膨润土型猫砂粉尘产生的目的。
可选的，所述膨润土包括粒径为1-3mm的膨润土颗粒和粒径为150-200目的膨润土粉末，且膨润土颗粒与膨润土粉末的质量份之比为(8-12)：1。
通过采用上述技术方案，当聚丙烯酰胺遇水凝胶化，凝胶化的聚丙烯酰胺的网状结构易由于自身支撑力不足，而产生网孔变形并闭合的情况，从而使得猫尿液不易沿网孔进入，从而导致猫砂内部吸水速度减缓，膨润土粉末的加入，使得膨润土粉末散落在聚丙烯酰胺的网状结构中，以对聚丙烯酰胺的网状结构起到支撑作用，从而使得网孔不易闭合，以使猫砂的吸水速率不易受到影响。
可选的，所述膨润土采用钠基膨润土。
通过采用上述技术方案，钠基膨润土具有较高吸水率的优点，从而提高了猫砂的吸水量。
可选的，所述交联剂包括N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
通过采用上述技术方案，交联剂采用N,N-亚甲基双丙烯酰胺，具有使提高交联反应反应速度的优点。
可选的，所述引发剂为过硫酸铵。
通过采用上述技术方案，引发剂采用过硫酸铵，使得聚合反应稳定进行，且具有提高聚合反应速度的优点。
可选的，所述猫砂还包括2-3份的二氧化钛。
通过采用上述技术方案，二氧化钛的加入，可以作为聚丙烯酰胺的交联点，从而提高了聚丙烯酰胺的交联程度，以使聚丙烯酰胺的透明度升高，使得膨润土型猫砂的聚丙烯酰胺内具有更多的紫外线通过，从而增加了与二氧化钛接触的量，从而使得二氧化钛在紫外线的作用下将猫砂内残留的有机物以及微生物分解掉，以达到抑菌的目的；另外聚丙烯酰胺吸水后易产生凝胶现象，二氧化钛进一步对聚丙烯酰胺的网状结构起到支撑作用，从而进一步使得凝胶后的聚丙烯酰胺的吸水速率不易受到影响。
第二方面，本申请提供一种膨润土型猫砂的制备方法，S1、按质量份称取膨润土、聚丙烯酰胺水溶液、交联剂、氢氧化钠水溶液以及引发剂；
S2、将膨润土加入至聚丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀，得到第一混合物；
S3、将交联剂和引发剂加入至第一混合物中，搅拌均匀，得到第二混合物；
S4、在第二混合物中加入氢氧化钠水溶液，得到预制液；
S5、将预制液置于密封容器中，然后在35-42℃水浴中加热聚合，再放入76-84℃水浴中水解，得到聚合物；
S6、将聚合物烘干后切割造粒得到膨润土型猫砂。
通过采用上述技术方案，该方法具有工艺简单的优点，且采用该方法制得的膨润土型猫砂具有粉尘少的优点。
可选的，S2中，先将膨润土粉末加入至聚丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀，然后再将膨润土颗粒加入，搅拌均匀得到第一混合物。
通过采用上述技术方案，膨润土粉末与膨润土颗粒分部加入第一混合液中，使得膨润土粉末与膨润土颗粒在第一混合液中的分布更加均匀。
第三方面，一种膨润土型猫砂的制备方法，S1、按质量份称取膨润土、聚丙烯酰胺水溶液、交联剂、二氧化钛、氢氧化钠水溶液以及引发剂；
S2、将二氧化钛加入至聚丙烯酰胺水溶液中，制得溶液；
S3、将膨润土加入至S2中制得的溶液中，搅拌均匀，得到第一混合物；
S4、将交联剂和引发剂加入至第一混合物中，搅拌均匀，得到第二混合物；
S5、在第二混合物中加入氢氧化钠水溶液，得到预制液；
S6、将预制液置于密封容器中，然后在35-42℃水浴中加热聚合，再放入76-84℃水浴中水解，得到聚合物；
S7、将聚合物烘干后切割造粒得到膨润土型猫砂。
通过采用上述技术方案，该方法具有工艺简单的优点，且采用该方法制得的膨润土型猫砂具有粉尘少的优点。
可选的，S3中，先将膨润土粉末加入至S2制得的溶液中，搅拌均匀，然后再将膨润土颗粒加入，搅拌均匀得到第一混合物。
通过采用上述技术方案，膨润土粉末与膨润土颗粒分部加入第一混合液中，使得膨润土粉末与膨润土颗粒在第一混合液中的分布更加均匀。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用聚丙烯酰胺对膨润土进行包裹，从而使得猫砂使用时产生的粉尘不易向外扩散，从而实现减少猫砂粉尘量的目的。
2、本申请中优选采用纳米TiO2，通过纳米TiO2与紫外线的作用，从而减少猫砂中菌落量，以实现抑菌的目的。
3、本申请的方法，通过膨润土颗粒与膨润土粉末的分步加入，使得提高了膨润土粉末在聚丙烯酰胺的分布均匀程度，因此获得了提高猫砂吸水速率的效果。
具体实施方式
实施例与对比例中所用物质均为市售，其中聚丙烯酰胺购自河南森洛环保科技有限公司，且聚丙烯酰胺型号为C1610，二氧化钛采用锐钛型二氧化钛。
以下结合对比例和实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
一种膨润土型猫砂的制备方法，包括如下步骤：S1、按质量份称取粒径为1mm的膨润土颗粒82份、质量分数为10％的聚丙烯酰胺水溶液110份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.75份和过硫酸铵0.001份；
S2、将膨润土颗粒加入至聚丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀，得到第一混合物；
S3、将N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵加入至第一混合物中，搅拌均匀，得到第二混合物；
S4、在第二混合物中加入质量分数为10％的氢氧化钠水溶液9质量份，得到预制液；
S5、将预制液置于密封容器中，然后在35℃水浴中加热聚合，再放入84℃水浴中水解，得到聚合物；
S6、将聚合物烘干后切割造粒得到膨润土型猫砂；其中聚丙烯酰胺水溶液是将聚丙烯酰胺溶于水中混合均匀制得。
实施例2
一种膨润土型猫砂的制备方法，本实施例与实施例1的区别在于：膨润土采用粒径为1mm的膨润土颗粒和粒径为200目的膨润土粉末，且膨润土颗粒与膨润土粉末的质量之比为8:1。
实施例3
一种膨润土型猫砂的制备方法，本实施例与实施例2的区别在于：S2、先将膨润土粉末加入至S2制得的溶液中，搅拌均匀，然后再将膨润土颗粒加入，搅拌均匀得到第一混合物；
实施例4
一种膨润土型猫砂的制备方法，包括如下步骤：S1、按质量份称取膨润土86份、质量浓度为15％的聚丙烯酰胺水溶液115份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.02份和过硫酸铵0.0007份，其中膨润土包括粒径为3mm的膨润土颗粒和粒径为150目的膨润土粉末，膨润土颗粒与膨润土粉末的质量分数之比为12:1；
S2、先将膨润土粉末加入至聚丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀，然后再将膨润土颗粒加入，搅拌均匀得到第一混合物；
S3、将N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵加入至第一混合物中，搅拌均匀，得到第二混合物；
S4、在第二混合物中加入质量分数为8％的氢氧化钠水溶液10质量份，得到预制液；
S5、将预制液置于密封容器中，然后在38℃水浴中加热聚合，再放入76℃水浴中水解，得到聚合物；
S6、将聚合物烘干后切割造粒得到膨润土型猫砂；其中聚丙烯酰胺水溶液是将聚丙烯酰胺溶于水中混合均匀制得。
实施例5
一种膨润土型猫砂的制备方法，包括如下步骤：S1、按质量份称取膨润土90份、质量分数为13％的聚丙烯酰胺水溶液113份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.38份和过硫酸铵0.0008份，其中膨润土包括粒径为2mm的膨润土颗粒和粒径为150目的膨润土粉末，膨润土颗粒与膨润土粉末的质量分数之比为10:1；
S2、先将膨润土粉末加入至聚丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀，然后再将膨润土颗粒加入，搅拌均匀得到第一混合物；
S3、将N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵加入至第一混合物中，搅拌均匀，得到第二混合物；
S4、在第二混合物中加入质量分数为12％的氢氧化钠水溶液7质量份，得到预制液；
S5、将预制液置于密封容器中，然后在42℃水浴中加热聚合，再放入80℃水浴中水解，得到聚合物；
S6、将聚合物烘干后切割造粒得到膨润土型猫砂；其中聚丙烯酰胺水溶液是将聚丙烯酰胺溶于水中混合均匀制得。
实施例6
一种膨润土型猫砂的制备方法，包括如下步骤：S1、按质量份称取膨润土86份、质量浓度为13％的聚丙烯酰胺水溶液113份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.38份和过硫酸铵0.0008份，其中膨润土包括粒径为2mm的膨润土颗粒和粒径为150目的膨润土粉末，膨润土颗粒与膨润土粉末的质量分数之比为10:1；
S2、先将膨润土粉末加入至聚丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀，然后再将膨润土颗粒加入，搅拌均匀得到第一混合物；
S4、将N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵加入至第一混合物中，搅拌均匀，得到第二混合物；
S5、在第二混合物中加入质量分数为10％的氢氧化钠水溶液9质量份，得到预制液；
S6、将预制液置于密封容器中，然后在38℃水浴中加热聚合，再放入80℃水浴中水解，得到聚合物；
S7、将聚合物烘干后切割造粒得到膨润土型猫砂；其中聚丙烯酰胺水溶液是将聚丙烯酰胺溶于水中混合均匀制得。
实施例7
一种膨润土型猫砂的制备方法，包括如下步骤：S1、按质量份称取膨润土86份、质量分数为13％的聚丙烯酰胺水溶液113份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.38份、二氧化钛2份和过硫酸铵0.0008份，其中膨润土包括粒径为2mm的膨润土颗粒和粒径为150目的膨润土粉末，膨润土颗粒与膨润土粉末的质量分数之比为10:1；
S2、将二氧化钛加入聚丙烯酰胺水溶液中搅拌均匀，得到溶液；
S3、先将膨润土粉末加入至S2制得的溶液中，搅拌均匀，然后再将膨润土颗粒加入，搅拌均匀得到第一混合物；
S4、将N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵加入至第一混合物中，搅拌均匀，得到第二混合物；
S5、在第二混合物中加入质量分数为10％的氢氧化钠水溶液，得到预制液；
S6、将预制液置于密封容器中，然后在38℃水浴中加热聚合，再放入80℃水浴中水解，得到聚合物；
S7、将聚合物烘干后切割造粒得到膨润土型猫砂；其中聚丙烯酰胺水溶液是将聚丙烯酰胺溶于水中混合均匀制得。
实施例8
本实施例与实施例7的区别在于：S1中二氧化钛的质量份为3份。
实施例9
本实施例与实施例7的区别在于：S1中二氧化钛的质量份为2.5份。
对比例
对比例1
S1、称取膨润土45质量份、香料1质量份、粘结剂2质量份、高炉矿渣22质量份和水10质量份；
S2、将膨润土、粘结剂、高炉矿渣混合均匀，得到混合物；
S3、将水和杀菌剂放入混合物中混合均匀，并放入球盘机中加工成猫砂颗粒；
S4、将猫砂颗粒进行干燥，得到成品猫砂。
性能检测试验
检测方法
粉尘试验(一)：将实施例1至实施例9的猫砂以及对比例1的猫砂，各取500g放入容器中，从20cm高的位置以200g/s的速率将猫砂倒下，观察粉尘产生量，以“无明显粉尘、粉尘少、粉尘较少、粉尘较多、粉尘多”来对粉尘量进行评级，并将试验结果记录在表1中。
粉尘试验(二)：将实施例1至实施例9的猫砂以及对比例1的猫砂，各取500g放入容器中，利用振实台以60次/s的频率震动20min，然后将经振实台处理后的猫砂从20cm高的位置以200g/s的速率倒下，观察粉尘产生量，以“无明显粉尘、粉尘少、粉尘较少、粉尘较多、粉尘多”来对粉尘量进行评级，并将试验结果记录在表1中。
吸水试验：将实施例1至实施例9的猫砂以及对比例1的猫砂，各取500g放入容器中，然后取10组50ml、浓度为1g/500ml的尿素/生理盐水溶液分别倒入实施例1-实施例9以及对比例1的猫砂中，记录猫砂吸附尿素/生理盐水溶液所用的时间，并记录在表1中。
抑菌试验：将沾有猫尿的实施例1-实施例9的猫砂以及对比例1的猫砂放置在密闭透光容器中，放置在阳光下，5天后取25克猫砂加入475克水中，采用平板菌落计数法分析水样中的细菌总数(cfu/ml)。
表1
结合实施例1和实施例2并结合表1可以看出，实施例2中膨润土采用膨润土颗粒与膨润土粉末时，猫砂的吸水时间明显下降，其原因可能在于：实施例1猫砂中的聚丙烯酰胺遇水凝胶化，凝胶化的聚丙烯酰胺的网状结构易由于自身支撑力不足，而产生网孔变形并闭合的情况，从而使得猫尿液不易沿网孔进入，从而导致猫砂内部吸水速度减缓；而实施例2中，膨润土粉末的加入，使得膨润土粉末散落在聚丙烯酰胺的网状结构中，并成为聚丙烯酰胺网状结构的交联点，从而使得聚丙烯酰胺凝胶化时，膨润土粉末对网状结构起到支撑作用，从而使得网孔不易闭合，以使猫砂的吸水速率不易受到影响。
结合实施例2和实施例3并结合表1可以看出，膨润土颗粒与膨润土粉末的分批加入明显减少了猫砂的吸水时间，其原因可能在于：实施例2中膨润土颗粒与膨润土粉末同步加入，增多了同时搅拌的物料量，从而增大了搅拌混合难度，另外部分膨润土粉末聚集在膨润土颗粒表面，从而导致分散在聚丙烯酰胺内的膨润土粉末量较实施例3中的少，从而使得膨润土粉末对聚丙烯酰胺网状结构的支撑效果不如实施例3，因此导致实施例2较实施例3中的猫砂吸水时间长。
结合实施例6和实施例7并结合表1可以看出，实施例7中纳米TiO2的加入明显减少了猫砂中的细菌总数，且进一步减少了猫砂的吸水时间，其原因可能在于：一方面实施例7中二氧化钛的加入，使得二氧化钛在紫外线的作用下将猫砂内残留的有机物以及微生物分解掉，以达到抑菌的目的，另外二氧化钛可以作为聚丙烯酰胺的交联点，从而提高了聚丙烯酰胺的交联程度，使得聚丙烯酰胺的透明度升高，从而使膨润土型猫砂的聚丙烯酰胺内具有更多的紫外线通过，从而增加了与二氧化钛接触的紫外线的量，以进一步提高二氧化钛的抑菌效果，因此实施例7较实施例6细菌总数少；另一方面，聚丙烯酰胺吸水后易产生凝胶现象，二氧化钛进一步对聚丙烯酰胺的网状结构起到支撑作用，从而进一步使得凝胶后的聚丙烯酰胺的吸水速率不易受到影响，从而使得实施例7较实施例6的吸水速率高。
结合实施例1和对比例1并结合表1可以看出，本申请的猫砂粉尘量较对比例的猫砂明显降低，其原因可能在于：实施例1中的聚丙烯酰胺在交联剂与引发剂作用下，与膨润土表面发生交联反应，且聚丙烯酰胺自身发生交联反应，从而使得聚丙烯酰胺对膨润土形成网状包覆，当膨润土型猫砂自身受到外力作用脱落膨润土小颗粒产生粉尘时，粉尘沿聚丙烯酰胺的网状结构向外扩散，而由于聚丙烯酰胺的网状结构会对粉尘不断进行阻拦，从而使得粉尘逐渐在自身重力作用下发生沉降，并积聚在聚丙烯酰胺网状结构的网孔内，从而使得实施例1与对比例1相比产生的粉尘少。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种膨润土型猫砂，其特征在于，所述猫砂由包含以下质量份的物质制成：膨润土82-90份、交联剂0.02份-0.75份、引发剂0.0007-0.001份、质量分数为8-12%氢氧化钠水溶液7-10份以及聚丙烯酰胺水溶液110-115份，所述聚丙烯酰胺水溶液的质量浓度为10%-15%。
2.根据权利要求1所述的一种膨润土型猫砂，其特征在于，所述膨润土包括粒径为1-3mm的膨润土颗粒和粒径为150-200目的膨润土粉末，且膨润土颗粒与膨润土粉末的质量份之比为（8-12）：1。
3.根据权利要求1所述的一种膨润土型猫砂，其特征在于，所述膨润土采用钠基膨润土。
4.根据权利要求1所述的一种膨润土型猫砂，其特征在于，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
5.根据权利要求1所述的一种膨润土型猫砂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种膨润土型猫砂，其特征在于，所述猫砂还包括2-3份的二氧化钛。
7.一种如权利要求1-5任意一项所述的膨润土型猫砂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、按质量份称取膨润土、聚丙烯酰胺水溶液、交联剂、氢氧化钠水溶液以及引发剂；
S2、将膨润土加入至聚丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀，得到第一混合物；
S3、将交联剂和引发剂加入至第一混合物中，搅拌均匀，得到第二混合物；
S4、在第二混合物中加入氢氧化钠水溶液，得到预制液；
S5、将预制液置于密封容器中，然后在35-42℃水浴中加热聚合，再放入76-84℃水浴中水解，得到聚合物；
S6、将聚合物烘干后切割造粒得到膨润土型猫砂。
8.根据权利要求7所述的膨润土型猫砂的制备方法，其特征在于，S2中，先将膨润土粉末加入至聚丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀，然后再将膨润土颗粒加入，搅拌均匀得到第一混合物。
9.一种如权利要求6所述的膨润土型猫砂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、按质量份称取膨润土、聚丙烯酰胺水溶液、交联剂、二氧化钛、氢氧化钠水溶液以及引发剂；
S2、将二氧化钛加入至聚丙烯酰胺水溶液中，制得溶液；
S3、将膨润土加入至S2中制得的溶液中，搅拌均匀，得到第一混合物；
S4、将交联剂和引发剂加入至第一混合物中，搅拌均匀，得到第二混合物；
S5、在第二混合物中加入氢氧化钠水溶液，得到预制液；
S6、将预制液置于密封容器中，然后在35-42℃水浴中加热聚合，再放入76-84℃水浴中水解，得到聚合物；
S7、将聚合物烘干后切割造粒得到膨润土型猫砂。
10.根据权利要求9所述的膨润土型猫砂的制备方法，其特征在于，S3中，先将膨润土粉末加入至S2制得的溶液中，搅拌均匀，然后再将膨润土颗粒加入，搅拌均匀得到第一混合物。
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