[发明专利]一种轻质气凝胶材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种轻质气凝胶材料，材料的制备原料中包括高分子材料和粘土，本发明中的轻质气凝胶材料是将粘土、亲水性高分子材料以及可能添加的其它无机原料相混合，再通过水作为媒介高速搅拌变为黏稠状态；并通过冷冻干燥方法制备的轻质的强吸附材料。本发明制得的所述轻质气凝胶材料具有纳米级和微米级的孔结构，使得材料具有很高的吸水量和吸水速率，所述轻质气凝胶材料可作为猫砂使用，其吸水量和吸水速率远高于同类产品。且本发明中的轻质气凝胶材料的密度可控，使得其密度可满足包括猫砂在内的不同吸附场合的需求。同时，该款材料既可以通过破碎形成表面粗糙的不规则结构，也可以通过模具冷冻成型形成各种特殊形状。

技术领域

本发明涉及一种轻质气凝胶材料及其制备方法，更具体地说，涉及一种吸水率高、吸水速度快的轻质气凝胶材料及其制备方法。

背景技术

猫砂，俗称为宠物卫生纸，是一种常规养宠物的家庭的生活必需品，此外，在宠物店、宠物繁殖场也要使用猫砂。猫砂是消耗量巨大的宠物用品，它可以吸收宠物尿液粪便等废物，并防止气味外溢，在整个宠物市场上的重要性仅次于猫粮。使用时，将猫砂倒入猫砂盆，铺7～10cm厚，就可以给猫用了，清洁猫砂盆时，用猫砂铲将结团的块状物从猫砂中铲出，丢入垃圾桶，而猫砂盆里剩余的猫砂，仍是干净的，可继续使用。

目前常见的猫砂制品有膨润土蒙脱石类、松木类、硅胶类以及可降解类，比如纸质猫砂和豆腐类猫砂。其中，由膨润土和蒙脱石制成的猫砂，由于颗粒小而细，其吸附能力低且容易附着在猫身上，容易被带出，其次质量重，造成用量多、垃圾排放量大。松木类猫砂目前的用量仅次于土砂，受制造原材料和制备工艺的限制，其本身有一定的气味，几乎所有的松木类猫砂都含有甲醛，给猫咪的健康造成了隐患。硅胶猫砂，虽然吸附能力强，但是由于其吸附过程中会急剧放热，孔径限制如热量不能有效扩散，内外压差会有可能使得颗粒炸裂，同时其细小的颗粒物容易夹在猫咪的掌垫间造成伤害。可降解类中的纸质猫砂，将再生纸浆和高分子聚合物有效结合，能瞬间凝结成团，强力吸水除臭，但由于颗粒太轻，一些猫咪不容易接受。豆腐类猫砂，成分中含有豆腐渣，是一种环保型猫砂，其具有粉尘少的优点，但其缺点在于凝结吸水性能较差，且普遍添加了香料和防腐剂，一些猫咪不容易接受。

按照使用特性分类，猫砂又可分为不可结团猫砂和可结团猫砂。传统的不可结团猫砂仅限于给猫提供一个排泄场所，但其凝结力、吸水性较差，通常只能使用一次或者有限的几次就要把整盆猫砂都更换。为解决这一问题，便出现了可结团猫砂，其吸湿性强，能将粪便里的水分及尿液很快吸收并凝结成块。当可结团猫砂逐渐消耗时，可以随时处理并添加新的猫砂，不需要整盆更换。

猫砂的产品质量评判标准包括结团性、吸水性和粉尘量。猫砂的结团性与吸水性相关，吸水性又包含吸水速度和吸水量两个重要指标。而吸水快和单位质量吸水量大的猫砂具有更加优异的结团性。粉尘量主要受猫砂的粒度和强度的影响，粒度小、不均匀、强度差的猫砂会在生产及使用过程中产生更多的粉尘，因此需要的猫砂相对颗粒度较大、分布均匀和强度高，但是猫砂颗粒变大又容易造成液体流到猫砂盆底，于是吸水速度快、吸水量又成为衡量猫砂优劣的核心指标。

因此，如何探寻一种兼具吸水速度快、吸水量大的优质材料，同时还兼具密度可控、低粉尘、环保的优点，使其可适用于猫砂，或其他适宜用途，是本领域急需解决的技术问题。

发明内容

本发明解决的是现有技术中缺少一种吸水速度快、吸水量大的适用于猫砂的优质材料，进而提供了一种兼具吸水速度快、吸水量大，且密度可控、低粉尘、环保的轻质气凝胶材料，本发明同时提供了该轻质气凝胶材料的制备方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种轻质气凝胶材料，至少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。