[发明专利]一种轻质气凝胶材料及其制备方法

权利要求书

1.一种轻质气凝胶材料，其特征在于，由以下原料制备而成：

高分子材料，10-50重量份；

粘土，10-50重量份；

所述轻质气凝胶材料具有微米级多孔结构和纳米级片层结构；

所述轻质气凝胶材料的密度为0.1-0.5g/cm³；

所述高分子材料为果胶、壳聚糖、聚乙烯醇、生物纤维素、植物纤维素、淀粉改性吸水树脂和丙烯酸系吸水树脂中的任意一种或多种；

所述粘土为蒙脱土、高岭土、膨润土、凹凸棒土中的任意一种或多种的组合；

所述轻质气凝胶材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将特定重量份的高分子材料和粘土混合，加入水作为媒介搅拌变为黏稠状态；

（2）在-10℃到-190℃的温度条件下冷冻，将物料由液态变为固态；

（3）在20-30℃的温度条件下进行冻干处理，终止冻干处理时物料的含水量为3wt%-5wt%，完成冻干处理后即得到所述轻质气凝胶材料。

2.根据权利要求1所述的轻质气凝胶材料，其特征在于，所述原料中还包括添加剂，所述添加剂为无机填料和吸附剂中的至少一种，其中，所述无机填料为玉米秸秆粉、麦秸秆粉、棉秸秆粉、稻谷秸秆粉中的任意一种或多种的组合，所述吸附剂为活性炭、珊瑚礁粉、藻酸盐及其衍生物中的任意一种或多种的组合。

3.根据权利要求2所述的轻质气凝胶材料，其特征在于，步骤（1）中将特定重量份的高分子材料和粘土混合时，还加入添加剂共同进行混合。

4.根据权利要求1-3任一项所述的轻质气凝胶材料，其特征在于，还添加有用于猫类尿液或粪便检测的显色指示剂，结合制备方法中采用的冻干操作，能够在不破坏显色指示剂活性的同时，保证固色稳定且不易析出。

5.根据权利要求4所述的轻质气凝胶材料，其特征在于，所述高分子材料为淀粉改性吸水树脂和丙烯酸系吸水树脂中的至少一种，所述淀粉改性吸水树脂和丙烯酸系吸水树脂的平均粒径为1-100微米。

6.一种轻质气凝胶材料，其特征在于，制备原料中包括：高分子材料，20重量份；粘土，30重量份；所述高分子材料为果胶，所述粘土为蒙脱土；所述轻质气凝胶材料的制备方法为：

（1）将20重量份的果胶、30重量份的蒙脱土以及1重量份的抗菌剂在常温下混合，并加入100重量份的水，加热至40摄氏度，并放入搅拌器以450-500转/分的速度搅拌10分钟以形成一定粘度的水凝胶，所述抗菌剂为竹子提取液；

（2）将液体倒入平盘中，在平盘中的液体的厚度为10mm，并放入零下40摄氏度冷冻室内保持12小时；

（3）将平盘放入冷冻干燥机内，将冷冻干燥机内的温度设置为25℃，压强设置为40Pa，冷冻干燥24小时后，在气凝胶的含水率以质量百分比计为5wt%时取出所得气凝胶；

（4）将冻干的样品投入破碎机粉碎成15-20mm的混合气凝胶小块，密度为0.5g/cm³的成品即为所述轻质气凝胶材料；

其中，所述轻质气凝胶材料具有微米级多孔结构和纳米级片层结构。