一种协同高效除臭猫砂及其制备方法

技术领域

本发明属于宠物用品技术领域，具体涉及一种协同高效除臭猫砂及其制备方法。

背景技术

宠物排泄物是臭气体、尿液和粪便的混合物，在其挥发速度、物质形态上以及与猫砂接触方式均不同。由于除臭原理、除臭能力(除臭速度、除臭量)等方面的差异，现有的除臭材料(单纯的吸附或者氨氮降解)不能充分应对复杂的宠物排泄物。也有一些复合猫砂采用了复杂的组分设计，材料达到了七八种以上，忽略了材料相互制约的问题，并不能达到很好的协同作用，除臭效果不理想。膨润土猫砂能够快速的吸附大量液体，并具有良好的结团性，是处理猫宠排泄物最优秀的原材料之一。

由于缺乏除臭能力，添加辅助材料使膨润土猫砂具有除臭功能是必须的。臭味不除，不但难闻而且易滋生细菌。例如授权公告号为CN114557283A的中国发明专利公开了高效除臭的方法，利用改性沸石和粗纤维的多孔结构吸附臭味气体；沸石、海泡石、硅藻土、活性炭等等多孔材料以及秸秆粉等具有微孔的植物纤维都是除臭的优良材料。由此可见物理的孔隙吸附是猫砂除臭的重要方法。该方法的主要缺点在于材料的孔隙有限，除臭量不大，达到饱和以后，臭气体也会脱附。

授权公告号为CN 102989307 A中国发明专利公开了一种鸡舍除臭的方法，通过过磷酸钙与氨气发生反应，生成无味固体磷酸铵，从而降低鸡舍臭味。能够与氨氮化合物发生反应，起到降解除臭是一种有效方法。化学氨氮降解虽然除臭彻底，但是也存在反应过慢的问题。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种协同高效除臭猫砂及其制备方法，该复合猫砂兼具物理和化学作用协同除臭，且“笼式”结构的复合猫砂具有更多的孔隙，使得除臭效果更佳。

本发明的技术方案如下：

一种协同高效除臭猫砂，包括以下重量份数的原料：管状矿物20-70份、植物粗粉1-8份、氯化盐1-20份、膨润土20-60份、有机抑菌剂1-5份和聚乙烯醇400为1-10份。

作为优选，按重量份数计，所述的管状矿物含有埃洛石20-50份、管状硅藻土15-40份、管状高岭土15-25份。

作为优选，所述的管状矿物含有埃洛石20份、颗粒型硅藻土35份、沸石25份。

作为优选，按重量份数计，所述的植物粗粉含有稻草粉10-30份、大麦粉8-25份。

作为优选，按重量份数计，所述的氯化盐含有氯化铝6-8份、氯化镁4-8份。

作为优选，所述的原料尺寸均为微米-毫米级大颗粒。

作为优选，所述的管状矿物和植物粗粉为40-80目；膨润土的尺寸为100目。

作为优选，所述的有机抗菌剂为季胺盐类有机物。

一种协同高效除臭猫砂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将管状矿物在0.5M的盐酸中搅拌6h，反应完成后用去离子水反复洗涤，样品放置在烘箱中，在45～65C°下干燥2～6h；

(2)将植物粗粉在150C°下高温干燥6h；

(3)将步骤(1-2)的原料磨至微米-毫米级大颗粒，其中管状矿物和植物粗粉为～40-80目；膨润土的尺寸以100目为宜；

(4)将步骤(3)得到的管状矿粉经过浸渍、烧结、研磨，制备小颗粒；

(5)配置1M的氯化盐水溶液，将其均匀喷在步骤(4)所制得小颗粒的表面，然后在45～65C°下干燥1h；

(6)在造粒机放入步骤(5)获得的小颗粒，再加入膨润土、植物粗粉、有机抗菌剂和聚乙烯醇400，使它们均匀包覆在颗粒表面，最终获得直径为3～8mm的近球形颗粒，其含水量不高于8％。

作为优选，所述步骤(4)包括以下步骤：

(a)将管状矿粉在水中充分浸渍；

(b)上述潮湿的样品放置方型坩埚中压实，在～200C°下经过24h烧结成块；

(c)取出上述干燥的块体，轻轻敲碎研磨，然后过筛，选用40-80目之间的小颗粒待用，大于40目的颗粒可继续研磨过筛，小于80目的粉末可重新浸渍、烧结成块，重复步骤(4)至获得小颗粒。

本发明的管状矿物具有多种孔隙特征，兼具有表面微孔和管内空腔，二维形貌导致其团聚能够在颗粒之间形成额外的大孔，且刚性不会坍塌。本发明的氯化盐，覆盖在管状矿粉表面，能够与氨氮反应生成过氢氧化物沉淀和氨化物结晶沉淀。

AlCl

本发明所用的植物粗粉，以纤维成分为主，破坏外壳后具有很强的吸水性，快速吸收氨水，而植物纤维具有一定的杀菌功能，与猫砂中有机抗菌剂协同杀菌。植物粗粉可以辅助膨润土提高吸水作用。

本发明所用的组分均采用微米-毫米的较大尺寸，颗粒之间存在较多孔隙，有利于吸附。

本发明所用的聚乙烯醇400作为粘结剂，其特点在于分子量较小。作为小分子粘结剂，不会堵塞微孔，有利于孔隙的吸附。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明选用了管状多孔矿物、氯化盐和植物粗粉，综合了物理和化学除臭原理，实现了协同除臭。管式矿粉的二维形貌使得二次堆积构成了大孔隙，而较大的尺寸膨润土、植物粗粉使得加工工艺的成本降低。复合猫砂采用内外层的“笼式”设计，把6种成分分为4+2，避免材料之间相互制约，有利于发挥它们各自的功能性，使得除臭效果更佳。

附图说明

图1为管状矿物聚集形成孔隙的结构示意图；

图2为氯化盐覆盖管状矿物表面的示意图；

图3为“笼式”结构复合猫砂的结构示意图，其中，外环为膨润土、植物粗粉、聚乙烯醇400和抑菌剂。

具体实施方式

下面列举具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。

如图1-3所示：

实施例1:

本实施例一种协同高效除臭的膨润土复合猫砂，由如下重量份数的原料制成，包括管状矿物60份、植物粗粉6份、氯化盐10、膨润土40份、有机抑菌剂5份、聚乙烯醇400为4份。

所述的管状矿粉为埃洛石50份、管状硅藻土20份，管状高岭土15份；所述的植物粗粉为稻草粉30份，大麦粉16份；所述的氯化盐为8份氯化铝、8份氯化镁。

所述的制备方法包括以下步骤：

(1)将管状矿物，埃洛石、管状硅藻土、管状高岭土等在0.5M的盐酸中搅拌6h，反应完成后用去离子水反复洗涤，样品放置在烘箱中，在45～65C°下干燥2～6h；

(2)将植物粗粉，稻草粉、大麦等在150C°下高温干燥6h；

(3)将步骤(1-2)所述的材料磨至适宜的尺寸；

(4)a.将步骤(3)得到的管状矿粉在水中充分浸渍。b.潮湿的样品放置方型坩埚中压实，在～200C°下经过24h烧结成块。c.取出干燥的块体，轻轻敲碎研磨，然后过筛，选用40-80目之间的小颗粒待用。大于40目的颗粒可继续研磨过筛，小于80目的粉末可重新浸渍、烧结成块，重复步骤(4)。

(5)配置1M的氯化盐水溶液，使用喷雾器均匀喷在步骤(4)所制得的小颗粒表面，然后在45～65C°下干燥1h；

(6)在造粒机放入步骤(5)获得的小颗粒，再加入膨润土、植物粗粉、有机抗菌剂和聚乙烯醇400，使它们均匀包覆在颗粒表面，最终获得直径为3～8mm的近球形颗粒，含水量不高于8％。

实施例2:

本实施例一种协同高效除臭的膨润土复合猫砂，由如下重量份数的原料制成，包括管状矿物50份、植物粗粉7份、氯化盐8、膨润土35份、有机抑菌剂5份、聚乙烯醇400为3份。

所述的管状矿粉为埃洛石20份、管状硅藻土40份，管状高岭土25份；所述的植物粗粉为稻草粉10份，大麦粉25份；所述的氯化盐为6份氯化铝、6份氯化镁。

所述的制备方法包括以下步骤：

(1)将管状矿物，埃洛石、管状硅藻土、管状高岭土等在0.5M的盐酸中搅拌6h，反应完成后用去离子水反复洗涤，样品放置在烘箱中，在45～65C°下干燥2～6h；

(2)将植物粗粉，稻草粉、大麦等在150C°下高温干燥6h；

(3)将步骤(1-2)所述的材料磨至适宜的尺寸；

(4)a.将步骤(3)得到的管状矿粉在水中充分浸渍。b.潮湿的样品放置方型坩埚中压实，在～200C°下经过24h烧结成块。c.取出干燥的块体，轻轻敲碎研磨，然后过筛，选用40-80目之间的小颗粒待用。大于40目的颗粒可继续研磨过筛，小于80目的粉末可重新浸渍、烧结成块，重复步骤(4)。

(5)配置1M的氯化盐水溶液，使用喷雾器均匀喷在步骤(4)所制得的小颗粒表面，然后在45～65C°下干燥1h；

(6)在造粒机放入步骤(5)获得的小颗粒，再加入膨润土、植物粗粉、有机抗菌剂和聚乙烯醇400，使它们均匀包覆在颗粒表面，最终获得直径为3～8mm的近球形颗粒，含水量不高于8％。

实施例3:

本实施例一种协同高效除臭的膨润土复合猫砂，由如下重量份数的原料制成，包括管状矿物45份、植物粗粉8份、氯化盐10、膨润土60份、有机抑菌剂5份、聚乙烯醇400为8份。

所述的管状矿粉为埃洛石30份、管状硅藻土15份，管状高岭土25份；所述的植物粗粉为稻草粉20份，大麦粉12份；所述的氯化盐为8份氯化铝、4份氯化镁。

所述的制备方法包括以下步骤：

(1)将管状矿物，埃洛石、管状硅藻土、管状高岭土等在0.5M的盐酸中搅拌6h，反应完成后用去离子水反复洗涤，样品放置在烘箱中，在45～65C°下干燥2～6h；

(2)将植物粗粉，稻草粉、大麦等在150C°下高温干燥6h；

(3)将步骤(1-2)所述的材料磨至适宜的尺寸；

(4)a.将步骤(3)得到的管状矿粉在水中充分浸渍。b.潮湿的样品放置方型坩埚中压实，在～200C°下经过24h烧结成块。c.取出干燥的块体，轻轻敲碎研磨，然后过筛，选用40-80目之间的小颗粒待用。大于40目的颗粒可继续研磨过筛，小于80目的粉末可重新浸渍、烧结成块，重复步骤(4)。

(5)配置1M的氯化盐水溶液，使用喷雾器均匀喷在步骤(4)所制得的小颗粒表面，然后在45～65C°下干燥1h；

(6)在造粒机放入步骤(5)获得的小颗粒，再加入膨润土、植物粗粉、有机抗菌剂和聚乙烯醇400，使它们均匀包覆在颗粒表面，最终获得直径为3～8mm的近球形颗粒，含水量不高于8％。

实施例4:

本实施例一种协同高效除臭的膨润土复合猫砂，由如下重量份数的原料制成，包括管状矿物70份、植物粗粉4份、氯化盐10、膨润土28份、有机抑菌剂5份、聚乙烯醇400为3份。

所述的管状矿粉为埃洛石20份、颗粒型硅藻土35份，沸石25份；所述的植物粗粉为稻草粉18份，大麦粉8份；所述的氯化盐为8份氯化铝、8份氯化铝。

所述的制备方法包括以下步骤：

(1)将管状矿物，埃洛石、管状硅藻土、管状高岭土等在0.5M的盐酸中搅拌6h，反应完成后用去离子水反复洗涤，样品放置在烘箱中，在45～65C°下干燥2～6h；

(2)将植物粗粉，稻草粉、大麦等在150C°下高温干燥6h；

(3)将步骤(1-2)所述的材料磨至适宜的尺寸；

(4)a.将步骤(3)得到的管状矿粉在水中充分浸渍。b.潮湿的样品放置方型坩埚中压实，在～200C°下经过24h烧结成块。c.取出干燥的块体，轻轻敲碎研磨，然后过筛，选用40-80目之间的小颗粒待用。大于40目的颗粒可继续研磨过筛，小于80目的粉末可重新浸渍、烧结成块，重复步骤(4)。

(5)配置1M的氯化盐水溶液，使用喷雾器均匀喷在步骤(4)所制得的小颗粒表面，然后在45～65C°下干燥1h；

(6)在造粒机放入步骤(5)获得的小颗粒，再加入膨润土、植物粗粉、有机抗菌剂和聚乙烯醇400为，使它们均匀包覆在颗粒表面，最终获得直径为3～8mm的近球形颗粒，含水量不高于8％。

实施例5：

本实施例一种协同高效除臭的膨润土复合猫砂，由如下重量份数的原料制成，包括管状矿物20份、植物粗粉7份、氯化盐10、膨润土60份、有机抑菌剂5份、聚乙烯醇400为9份。

所述的管状矿粉为埃洛石50份、管状硅藻土20份，管状高岭土15份；所述的植物粗粉为稻草粉12份，大麦粉24份；所述的氯化盐为8份氯化铝、8份氯化镁。

所述的制备方法包括以下步骤：

(1)将管状矿物，埃洛石、管状硅藻土、管状高岭土等在0.5M的盐酸中搅拌6h，反应完成后用去离子水反复洗涤，样品放在烘箱中，在45～65C°下干燥2～6h；

(2)将植物粗粉，稻草粉、大麦等在150C°下高温干燥6h；

(3)将步骤(1-2)所述的材料磨至适宜的尺寸；

(4)a.将步骤(3)得到的管状矿粉在水中充分浸渍。b.潮湿的样品放置方型坩埚中压实，在～200C°下经过24h烧结成块。c.取出干燥的块体，轻轻敲碎研磨，然后过筛，选用10-20目之间的小颗粒待用。大于20目的颗粒可继续研磨过筛，小于10目的粉末可重新浸渍、烧结成块，重复步骤(4)。

(5)配置1M的氯化盐水溶液，使用喷雾器均匀喷在步骤(4)所制得的小颗粒表面，然后在45～65C°下干燥1h；

(6)在造粒机放入步骤(5)获得的小颗粒，再加入膨润土、植物粗粉、有机抗菌剂和粘结剂，使它们均匀包覆在颗粒表面，最终获得直径为3～8mm的近球形颗粒，含水量不高于8％。对比例1：

本实施例的一种协同高效除臭的膨润土复合猫砂，与实施例1基本相同，不同之处在于：

所述的制备方法改为猫砂制备常规工艺：

将管状矿物、氯化盐、植物粗粉、膨润土、有机抗菌剂和粘结剂均匀混合，并在造粒机中直接造粒成型，然后在45～65C°下干燥2～6h，最终获得直径为3～8mm的近球形颗粒，含水量不高于8％。

对比例2：

本实施例一种协同高效除臭的膨润土复合猫砂，与实施例1基本相同，不同之处在于：管状硅藻土替换为海泡石。

对比例3：

本实施例一种协同高效除臭的膨润土复合猫砂，与实施例1基本相同，不同之处在于：大麦粉替换为玉米粉。

对比例4：

本实施例一种协同高效除臭的膨润土复合猫砂，与实施例1基本相同，不同之处在于：聚乙烯醇400替换为聚乙烯醇4000，或其它瓜尔胶、明胶等常规粘结剂。

实验测试数据：

分别取实施例1-5、对比例1-4所获得的猫砂产品，分别放置在猫咪砂盆内，猫砂盆尺寸为540×400为×220mm。对猫砂周边(猫盆范围)环境空气中的氨气和含菌量进行测试，以了解各猫砂产品的除臭和抗菌能力。

(1)除臭能力

测试各猫砂产品对氨气的去除率，测试结果见表1。

表1各猫砂产品的除臭能力(降解率％)测试

(2)抑菌性能

将各猫砂产品统一研磨成粒径为3-8mm的粉体，进行抑菌性能的测试。测试结果见表2。

表2复合猫砂的抑菌能力测试

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明精神实质和原理下所做的改变、修饰、替代、组合和简化均应为等效的置换方式(包括未列入其中但是形貌，结构特征和除臭原理类似的其它材料)，都包含在本发明的保护范围之内。