CN116636466A - 一种可降解植物纤维猫砂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解植物纤维猫砂及其制备方法。本发明的可降解植物纤维猫砂按照重量份计由海草纤维15‑30份、竹纤维15‑30份、玉米淀粉3‑6份、改性瓜尔胶4‑9份、蒲公英提取物3‑6份、香精1‑3份、去离子水10‑20份。本发明以海草纤维和竹纤维为主要原料，赋予猫砂较好的吸水性能、透气性、除螨、防臭能力，同时改性瓜尔胶增强瓜尔胶的亲水性能，蒲公英提取物赋予猫砂抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等有害菌的作用，大大提升了猫砂的抑菌性。
Description
技术领域
本发明涉及猫砂制备技术领域，具体涉及一种可降解植物纤维猫砂及其制备方法。
背景技术
猫砂是用来掩埋猫咪的粪便和尿液的，猫砂有较好的吸水性。早期的猫砂不具备凝结能力，主要是为了方便收集猫便。但是随着猫砂技术的不断进步，人们不仅限于收纳这样简单，所以又不断的出现了凝结砂、木砂、水晶砂以及膨润土砂等等。其中，水晶猫砂处理方便、效力持久、除臭功能强，但是也存在一些问题，例如，如果猫咪有踩猫砂、刨猫砂的习惯，可能会伤害到脚掌；并且如果猫咪好奇心比较重，吞食水晶猫砂也会伤害身体。
近些年市场上又开始流行植物纤维猫砂，但是相当一部分采用纸屑、松木作为原料，对猫咪的呼吸系统造成较大危害；而以茶叶渣为原料的猫砂，由于茶叶中含有刺激性物质咖啡因和茶碱，误食后会对猫咪的中枢神经系统造成刺激，从而危害猫咪身体健康。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种可降解植物纤维猫砂及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种可降解植物纤维猫砂，包括以下重量份数的原料：海草纤维15-30份，竹纤维15-30份，玉米淀粉10-20份，改性瓜尔胶4-9份，蒲公英提取物3-6份，香精1-3份，去离子水10-20份；
所述海草纤维包括如下步骤制备：
步骤A1、将氢氧化钠和去离子水搅拌混合均匀，制得氢氧化钠溶液；
进一步地，氢氧化钠和去离子水的用量比为1g：10-30g。
步骤A2、将干燥处理的海草原料置于粉碎机中粉碎，粉碎结束后，将粉碎后的海草原料加入步骤A1得到的氢氧化钠溶液中，在120℃下搅拌30min后，在常温下浸泡6h，经过滤可得滤渣；
进一步地，粉碎后的海草原料和氢氧化钠溶液的用量比为1g：1.5mL。
步骤A3、将步骤A2所得滤渣加入球磨机中，继续粉碎40min后，离心收集下层沉淀，即得海草纤维；
进一步地，海草纤维具有较强吸湿性，且原料来源丰富，制造工艺简单，成本较低。
所述改性瓜尔胶包括如下步骤制备：
步骤B1、将瓜尔胶粉加入乙醇中搅拌均匀，再加入氢氧化钠，连续搅拌30min，制得碱化瓜尔胶；
进一步地，氢氧化钠与瓜尔胶的半乳糖甘露聚糖分子中的羟基形成活性中心，反应方程式如下：
;
进一步地，瓜尔胶粉、氢氧化钠和乙醇的用量比为1g：0.1-0.3g：10mL。
步骤B2、向步骤B1所得碱化瓜尔胶中加入环氧丙酸，在70℃下反应160min，冷凝回流，收集产物；
进一步地，碱化瓜尔胶与环氧丙酸进行亲核取代反应，生成羟丙基酸瓜尔胶，反应方程式如下：
;
进一步地，环氧丙酸和碱化瓜尔胶的质量比为0.1-0.5：1。
步骤B3、向步骤B2所得产物中加入稀盐酸中和，再用乙醇洗涤三次，离心、过滤，所得滤饼在50℃下干燥12h，即得改性瓜尔胶；
羟基和羧基都具有亲水性能，能够增强瓜尔胶的亲水性能，并保持一定粘度；
进一步地，步骤B2所得产物和稀盐酸的用量比为1g：0.2mL，稀盐酸的浓度为0.5mol/L。
进一步地，蒲公英提取物对金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、结核杆菌均有显著的抑制作用，对肺炎链球菌、脑膜炎奈瑟氏球菌、白喉杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌亦有一定的杀菌作用。
一种可降解植物纤维猫砂的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将海草纤维、竹纤维、玉米淀粉预先混合搅拌得预混物，然后在预混物中加入蒲公英提取物搅拌混合均均，得混合物A；
步骤S2、在去离子水中加入改性瓜尔胶和香精形成混合液，在混合物A中加入混合液，搅拌均匀，得混合物B；
步骤S3、将混合物B加入造粒机中进行造粒，烘干，即得直径为2mm、长度为1cm所述一种可降解植物纤维猫砂。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种可降解植物纤维猫砂及其制备方法，本发明创造性地将海草纤维作为主要成分，利用天然海草优异的吸湿性能，使得制备的猫砂具有较好的吸湿能力；竹纤维的加入，利用天然植物良好的透气性、瞬间吸水性，使得制备的猫砂具有较好的透气能力，同时又具有天然抑菌、除螨、防臭能力；蒲公英提取物的加入，利用天然植物达到抑菌的作用，使得制备的猫砂具有抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌、溶血性链球菌、结核杆菌的作用，并且对肺炎链球菌、脑膜炎奈瑟氏球菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌亦有一定的杀菌作用。这些相对常规的植物原料，价格低廉，可以大大减少生产成本，而且植物纤维是自然界中可再生资源，在自然界中可以被微生物分解利用，因此利用植物纤维作为制备猫砂的主要原料，大大提升了猫砂的环保性能。此外，改性瓜尔胶带有羟基和羧基，能够增强瓜尔胶的亲水性能，并保持一定粘度。
本发明制备的一种可降解植物纤维猫砂采用的原料均为天然植物成分，不会对环境造成污染，具有可降解功能。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例制备可降解植物纤维猫砂，具体实施过程如下：
1）制备海草纤维
步骤A1、将氢氧化钠和去离子水搅拌混合均匀，制得氢氧化钠溶液，氢氧化钠和去离子水的用量比为1g：10g。
步骤A2、将干燥处理的海草原料置于粉碎机中粉碎，粉碎结束后，将粉碎后的海草原料加入步骤A1得到的氢氧化钠溶液中，在120℃下搅拌30min后，在常温下浸泡6h，经过滤可得滤渣，粉碎后的海草原料和氢氧化钠溶液的用量比为1g：1.5mL。
步骤A3、将步骤A2所得滤渣加入球磨机中，继续粉碎40min后，离心收集下层沉淀，即得海草纤维。
2）制备改性瓜尔胶
步骤B1、将瓜尔胶粉加入乙醇中搅拌均匀，再加入氢氧化钠，连续搅拌30min，制得碱化瓜尔胶，瓜尔胶粉、氢氧化钠和乙醇的用量比为1g：0.1g：10mL。
步骤B2、向步骤B1所得碱化瓜尔胶中加入环氧丙酸，在70℃下反应160min，冷凝回流，收集产物，环氧丙酸和碱化瓜尔胶的质量比为0.1：1。
步骤B3、向步骤B2所得产物中加入稀盐酸中和，再用乙醇洗涤三次，离心、过滤，所得滤饼在50℃下干燥12h，即得改性瓜尔胶，步骤B2所得产物和稀盐酸的用量比为1g：0.2mL，稀盐酸的浓度为0.5mol/L。
3）制备可降解植物纤维猫砂
步骤S1、将海草纤维15份、竹纤维15份、玉米淀粉10份预先混合搅拌得预混物，然后在预混物中加入蒲公英提取物搅拌混合均均，得混合物A。
步骤S2、在去离子水10份中加入改性瓜尔胶4份和香精1份形成混合液，在混合物A中加入混合液，搅拌均匀，得混合物B。
步骤S3、将混合物B加入造粒机中进行造粒，烘干，即得直径为2mm、长度为1cm所述一种可降解植物纤维猫砂。
实施例2
本实施例制备可降解植物纤维猫砂，具体实施过程如下：
1）制备海草纤维
步骤A1、将氢氧化钠和去离子水搅拌混合均匀，制得氢氧化钠溶液，氢氧化钠和去离子水的用量比为1g：20g。
步骤A2、将干燥处理的海草原料置于粉碎机中粉碎，粉碎结束后，将粉碎后的海草原料加入步骤A1得到的氢氧化钠溶液中，在120℃下搅拌30min后，在常温下浸泡6h，经过滤可得滤渣，粉碎后的海草原料和氢氧化钠溶液的用量比为1g：1.5mL。
步骤A3、将步骤A2所得滤渣加入球磨机中，继续粉碎40min后，离心收集下层沉淀，即得海草纤维。
2）制备改性瓜尔胶
步骤B1、将瓜尔胶粉加入乙醇中搅拌均匀，再加入氢氧化钠，连续搅拌30min，制得碱化瓜尔胶，瓜尔胶粉、氢氧化钠和乙醇的用量比为1g：0.2g：10mL。
步骤B2、向步骤B1所得碱化瓜尔胶中加入环氧丙酸，在70℃下反应160min，冷凝回流，收集产物，环氧丙酸和碱化瓜尔胶的质量比为0.3：1。
步骤B3、向步骤B2所得产物中加入稀盐酸中和，再用乙醇洗涤三次，离心、过滤，所得滤饼在50℃下干燥12h，即得改性瓜尔胶，步骤B2所得产物和稀盐酸的用量比为1g：0.2mL，稀盐酸的浓度为0.5mol/L。
3）制备可降解植物纤维猫砂
步骤S1、将海草纤维20份、竹纤维20份、玉米淀粉15份预先混合搅拌得预混物，然后在预混物中加入蒲公英提取物搅拌混合均均，得混合物A。
步骤S2、在去离子水15份中加入改性瓜尔胶7份和香精2份形成混合液，在混合物A中加入混合液，搅拌均匀，得混合物B。
步骤S3、将混合物B加入造粒机中进行造粒，烘干，即得直径为2mm、长度为1cm所述一种可降解植物纤维猫砂。
实施例3
本实施例制备可降解植物纤维猫砂，具体实施过程如下：
1）制备海草纤维
步骤A1、将氢氧化钠和去离子水搅拌混合均匀，制得氢氧化钠溶液，氢氧化钠和去离子水的用量比为1g：30g。
步骤A2、将干燥处理的海草原料置于粉碎机中粉碎，粉碎结束后，将粉碎后的海草原料加入步骤A1得到的氢氧化钠溶液中，在120℃下搅拌30min后，在常温下浸泡6h，经过滤可得滤渣，粉碎后的海草原料和氢氧化钠溶液的用量比为1g：1.5mL。
步骤A3、将步骤A2所得滤渣加入球磨机中，继续粉碎40min后，离心收集下层沉淀，即得海草纤维。
2）制备改性瓜尔胶
步骤B1、将瓜尔胶粉加入乙醇中搅拌均匀，再加入氢氧化钠，连续搅拌30min，制得碱化瓜尔胶，瓜尔胶粉、氢氧化钠和乙醇的用量比为1g：0.3g：10mL。
步骤B2、向步骤B1所得碱化瓜尔胶中加入环氧丙酸，在70℃下反应160min，冷凝回流，收集产物，环氧丙酸和碱化瓜尔胶的质量比为0.5：1。
步骤B3、向步骤B2所得产物中加入稀盐酸中和，再用乙醇洗涤三次，离心、过滤，所得滤饼在50℃下干燥12h，即得改性瓜尔胶，步骤B2所得产物和稀盐酸的用量比为1g：0.2mL，稀盐酸的浓度为0.5mol/L。
3）制备可降解植物纤维猫砂
步骤S1、将海草纤维30份、竹纤维30份、玉米淀粉20份预先混合搅拌得预混物，然后在预混物中加入蒲公英提取物搅拌混合均均，得混合物A。
步骤S2、在去离子水20份中加入改性瓜尔胶9份和香精3份形成混合液，在混合物A中加入混合液，搅拌均匀，得混合物B。
步骤S3、将混合物B加入造粒机中进行造粒，烘干，即得直径为2mm、长度为1cm所述一种可降解植物纤维猫砂。
对比例1
选择一种市面上常见的豆腐猫砂。
对实施例1-3制得的猫砂与对比例的猫砂进行性能测试，测试结果如下：
；
从上表中可以看出，本发明实施例1-3制备的可降解植物纤维猫砂与对比例1相比，具有快速吸水、结团效果好、除臭性好、抑菌性好以及能冲厕的优点，同时具有优异的降解性能。
其中，吸水速度测试：分别取各个测试例制备的猫砂，用移液管吸取20mL温度为38℃的生理盐水，将针管内的水转入酸式测定管内距离试样3cm，将酸式滴定管内的生理盐水以最大量放出，全部放出后，开始计时，当试样把水分完全吸收并呈结团状时，终止计时，记录所需时间。
其中，除臭测试：分别取各个测试例制备的猫砂350g，分别放置于一个单独的容器内，分别将8mL、0.2%的氨溶液倒入各自的容器内，各个容器距离检测人员的鼻孔的距离为30cm，每间隔2分钟闻一次，直到闻不到该气味为止，上表中的除臭数据由通过0.3m×（所用时长（min）/2min）得到的，所用时长是指从开始测试到闻不到气味为止的时长。
其中，抑菌测试：采用GB 15979-2002附录C5非溶出性抗(抑)菌产品性能试验方法进行测试，试验菌落为：金黄色葡萄球菌、大肠杆菌测试、痢疾杆菌。
其中，降解率测试：参照GB/T19277进行测试。
其中，结团强度测试：使用20mL移液管吸取20mL、38℃的生理盐水，放入预先固定好的酸式滴定管内，管口距离各个测试例制备的猫砂3cm，将酸式滴定开至最大，快速将生理盐水放出，静置20s后取得各个测试例制备的猫砂团，然后抖动猫砂团，观察散团现象测试强度。
其中，能否冲厕所测试：称取同等质量的猫砂，放入盛有350mL冷水的锥形瓶中，塞紧橡皮栓，将锥形瓶固定在振荡器上，调整振动幅度到最大值，打开电源开关，振动30s，取下锥形瓶，将混合物沿顺时针方向均匀倒在12.5mm孔径的过滤网上，90%的猫砂能够通过孔径为12.5mm的筛网视为猫砂可直接冲厕所。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种可降解植物纤维猫砂，其特征在于，包括以下重量份数的原料：海草纤维15-30份，竹纤维15-30份，玉米淀粉10-20份，改性瓜尔胶4-9份，蒲公英提取物3-6份，香精1-3份，去离子水10-20份；
所述海草纤维包括如下步骤制成：
步骤A1、将氢氧化钠和去离子水搅拌混合均匀，制得氢氧化钠溶液；
步骤A2、将干燥处理的海草原料置于粉碎机中粉碎，粉碎结束后，将粉碎后的海草原料加入步骤A1得到的氢氧化钠溶液中，在120℃下搅拌30min后，在常温下浸泡6h，经过滤可得滤渣；
步骤A3、将步骤A2所得滤渣加入球磨机中，继续粉碎40min后，离心收集下层沉淀，即得海草纤维。
2.根据权利要求1所述的一种可降解植物纤维猫砂，其特征在于，所述步骤A1中氢氧化钠和去离子水的用量比为1g：10-30mL。
3.根据权利要求1所述的一种可降解植物纤维猫砂，其特征在于，所述步骤A2中粉碎后的海草原料和氢氧化钠溶液的用量比为1g：1.5mL。
4.根据权利要求1所述的一种可降解植物纤维猫砂，其特征在于，所述改性瓜尔胶制备方法为：
步骤B1、将瓜尔胶粉加入乙醇中搅拌均匀，再加入氢氧化钠，连续搅拌30min，制得碱化瓜尔胶；
步骤B2、向步骤B1所得碱化瓜尔胶中加入环氧丙酸，在70℃下反应160min，冷凝回流，收集产物；
步骤B3、向产物中加入稀盐酸中和，再用乙醇洗涤三次，离心、过滤，所得滤饼在50℃下干燥12h，即得改性瓜尔胶。
5.根据权利要求4所述的一种可降解植物纤维猫砂，其特征在于，所述步骤B1中瓜尔胶粉、氢氧化钠和乙醇的用量比为1g：0.1-0.3g：10mL。
6.根据权利要求4所述的一种可降解植物纤维猫砂，其特征在于，所述步骤B2中环氧丙酸和碱化瓜尔胶的质量比为0.1-0.5：1。
7.根据权利要求4所述的一种可降解植物纤维猫砂，其特征在于，所述步骤B3中产物和稀盐酸的用量比为1g：0.2mL，稀盐酸的浓度为0.5mol/L。
8.一种可降解植物纤维猫砂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、将海草纤维、竹纤维、玉米淀粉预先混合搅拌得预混物，然后在预混物中加入蒲公英提取物搅拌混合均均，得混合物A；
步骤S2、在去离子水中加入改性瓜尔胶和香精形成混合液，在混合物A中加入混合液，搅拌均匀，得混合物B；
步骤S3、将混合物B加入造粒机中进行造粒，烘干，即得所述一种可降解植物纤维猫砂。
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- 2023-06-30 CN CN202310787862.2A patent/CN116636466A/zh active Pending
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