本发明涉及一种能够指示哺乳类宠物 （尤其是猫） 尿 pH值是否在正常范 围之内的 pH指示材料和健康指示猫砂及其制备方法。

背景技术

据国内外动物研究机构研究发现， 猫的正常尿液为弱酸性的， pH值在 5.5-7.0之间。 许多患有疾病的猫的尿液 pH值偏离正常范围转向酸性或碱性。 猫尿液 pH值异常的常见原因是猫下泌尿道疾病或猫泌� ��系统综合症。 pH偏 高的尿液易导致镁结晶的形成， pH偏低的尿液易导致钙结晶的形成。 所以， 可以通过检验猫尿 pH值来预知猫的健康状况， 以便使宠物主人对猫的某些疾 病加以早期预知。

美国专利 US6162646提供了一种基础猫砂材料（如膨润土） ， 其中添加了 以聚合物泡沬（特别是聚氨酯泡沬）为基体材 料的 pH指示材料， 用来检测酸 性或碱性猫尿液， 达到预防猫下泌尿道疾病的目的。欧洲专利 EP0569232, 公 开了一种具有 pH指示功能的猫砂，其成分是在膨润土材料中� ��加了由一种非 吸水性的碳酸钙大理石片、 花岗岩片或非水溶性聚合物材料 （例如高交联聚 丙烯酸钠）作为基体材料， 利用水溶性聚合物将起 pH指示作用的染料与基体 材料粘结起来的 pH指示材料。在这种指示材料中， 该专利特别指出基体材料 最好是非吸水性的、 反光惰性载体， 这样 pH指示染料能够很容易地被水溶性 聚合物包裹起来， 并且保持在惰性载体 （基体） 材料的外表面； 而如果用吸 水性的基体材料，水溶性聚合物和水溶性 pH指示染料就会进入基体材料内部 而造成浪费。 由于该专利推荐使用的是非吸水性基体材料， 因此水溶性聚合 物在干燥后起到的是粘合剂涂层的作用， 用以固定 pH指示剂染料。

以上两件专利所选用的基础猫砂是膨润土，而 pH指示材料的基体是采用 塑料泡沬、 高交联聚丙烯酸钠聚合物材料或大理石、 花岗岩片为载体。 膨润 土的缺点是尿液浸湿后会粘到猫身上， 且膨润土会与尿液存在离子交换， 可 能影响 pH指示的准确性。而聚合物材料虽本身具有吸� ��猫尿的功能， 但由于 是不透明的， 所以水溶性聚合物和 /或水溶性 pH指示染料就会进入基体材料 内部而造成浪费。 大理石、 花岗岩等虽具有化学性质稳定的优点， 但由于其 本身不能够吸附尿液， 猫小便后尿液会直接渗透到其周围大量的膨润 土上， 而膨润土又由于吸水而马上结团， 将在数量上占少数的 pH 指示材料包裹起 来， 影响了猫砂整体上的显色、 变色效果， 甚至不得不采取将 pH指示材料手 工撒在猫砂表面的做法， 但这样做带来的问题是猫排泄过一次以后会掩 埋自 己的尿液， 又会使在表面的 pH指示材料被埋到膨润土里面造成浪费。 且以上 两件专利公开的 pH指示材料与基础猫砂因材料不同， 密度有差异， 会导致猫 砂中 pH指示材料分布不均匀， 也影响了猫砂整体上的显色、 变色效果。 发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种猫尿液 pH指示材料和健康指示猫 砂及其制备方法， 这种猫砂产品中 pH指示材料分布均匀， 能够敏感、 稳定的 指示猫尿液的酸碱度， PH≤5.0颜色由浅红至鲜红， PH在 5.0-7.0之间为桔黄 到棕黄色， PH≥7.0为浅绿到蓝绿。

本发明提供一种猫尿液 pH指示材料， 它以硅胶为载体， 含有占 pH指示 材料总重量 0.001-2%的 pH混合指示剂和 0.5-20%的水溶性聚合物， 其中 pH 混合指示剂包括重量比为 1 : 15-1： 1的甲基红与指示剂 A。

本发明的技术方案为：

pH混合指示剂占 pH指示材料总重量的 0.001-2%， 优选为 0.002-1.5%; 水溶性聚合物占 pH指示材料总重量的 0.5-20%， 优选为 1.0-10%; pH混合指 示剂中甲基红与指示剂 A的重量比为 1 : 15-1： 1， 优选为 1 : 10-1： 2。

所述水溶性聚合物采用聚乙烯吡咯垸酮、 聚乙二醇、 丙二醇、 丙三醇、 或 聚乙烯醇中的一种或其中任意两种或两种以上 的混合物。 水溶性聚合物中聚 乙烯吡咯垸酮 （PVP) 重均分子量范围优选 2000-500000; 聚乙二醇 （PEG) 重均分子量范围优选 200-20000， 更优选 200-1500; 聚乙烯醇 （PVA) 重均分 子量范围优选 1000-35000。

所述载体硅胶为普通硅胶产品。 优选块状硅胶， 其平均孔容 0.5-1.8ml/g， 堆积密度 200-700g/L， 粒度 0.5-4mm _;

本发明提供一种利用前述 pH指示材料制备的 pH指示硅胶猫砂， 其特征 在于由 pH指示材料与基础硅胶的混合物组成， 其中 pH指示材料占硅胶猫砂 总重量的 1-20%， 优选 2-15%。

所述基础硅胶为普通硅胶产品， 优选作为猫砂使用的块状硅胶， 其平均 孔容 0.5-1.8ml/g， 堆积密度 200-700g/L， 粒度 0.5-4mm; 本发明所述基础硅胶 与作为 pH指示材料中载体的硅胶在比表、孔容等孔结� ��上既可以相同， 也可 以不同。 优选采用与所述的 pH指示材料中的硅胶为同一规格的块状硅胶。

在使用本发明的含有 pH指示材料的硅胶猫砂时， 有问题的宠物尿液酸性 pH值在约 6.0以下， 如 5.0， 甲基红会从黄色变成红色。 因此， 一个红色的外 观显示猫排泄的是有问题的酸性尿液。 当有问题的宠物尿液是碱性 pH值， 显 示猫可能出现了泌尿综合症， 例如， 当 pH值在 7.0至 8.0， 指示剂 A会从黄 色变成蓝色或紫色的， 再加上黄色甲基红， pH混合指示剂将呈现出绿色至蓝 紫色。

一种制备 pH指示硅胶猫砂的方法， 包括以下歩骤：

a)将所述用量的甲基红、 指示剂 A和水溶性聚合物溶解到碱溶液中制成 浸染溶液； 或者将甲基红和指示剂 A预先溶解到碱性溶液中， 制成 pH指示 剂溶液，再将水溶性聚合物溶解到水中， 再将两者混合起来， 配制成浸染溶液； 在配制好的浸染溶液中， pH指示剂的重量浓度为 0.05-1.5wt%；水溶性聚合物 水溶液的重量浓度为 l-10wt%；

(b)将载体硅胶浸入浸染溶液中浸染 3-8 小时， 然后取出在温度为 60-140 °C干燥,成为 pH指示材料。

(c) 将 （b) 制得的 pH指示材料与没有经过处理的基础硅胶进行混� ��。 上述歩骤 （a) 中， 氢氧化钠和水的混合溶液、 氢氧化钠 （或以氢氧化钠 为主的碱性溶液） 的量和水的用量优选为 1 :1000。 在配制好的浸染溶液中， pH指示剂的重量浓度优选为 0.1-1.0wt%； 水溶性聚合物水溶液的浓度优选为 2-8wt%。

上述歩骤 （b) 中， 干燥温度优选为 80-110°C ; 优选后的温度更利于保证 健康指示猫砂桔黄色外观， 利于显色准确性。

本发明的硅胶猫砂的制备方法既可以采用上述 歩骤，也可以先用水溶性聚 合物的水溶液浸渍载体硅胶一段时间， 然后再加入 pH指示剂溶液进行浸染， 其中用水溶性聚合物水溶液浸渍载体硅胶的时 间并不重要， 可以从几分钟到 几个小时， 只需使水溶性聚合物预先浸渍到硅胶中一部分 就行。 这种制备方 法的作用是可以使 pH指示剂较少地进入到载体硅胶的内部孔隙中� ��可以提高 pH指示材料遇到宠物排泄物时显色的敏感性。

本发明的健康指示硅胶猫砂， 克服了现有 pH指示猫砂的不足， pH指示 材料中的载体和基础猫砂都采用同一种材料--� ��胶， 使两者的分散更均匀。而 且由于硅胶化学性质稳定， 不像膨润土那样具有显著的离子交换的性质， 因 而不会干扰猫尿液的 pH值， 提高了测试准确性。

本发明硅胶猫砂中的 pH指示材料是负载了水溶性聚合物和两种 pH指示 剂的硅胶。 其中一种指示剂在检测 pH值小于 5.0的溶液时会有显著的颜色变 化， 另一种指示剂在检测 pH值大于 7.0的溶液时会有显著的颜色变化。 尤其 是作为猫砂添加剂用于表明猫尿是酸性 pH值 （pH值大约低于 5.6)， 或者用 于指示猫泌尿系统综合症 （猫尿 pH值在 7.4或以上）。

在这种方式下， 当尿液与本发明的 pH指示硅胶猫砂相接触时， 就会被均 匀分散在其中的 pH指示材料所吸收，并与负载在其表面以及少� ��分进入其内 部的 pH混合指示剂相接触， 从而使之能指示出猫尿液的 pH值。 不同 pH值 的尿液会使 pH指示材料显示出不同的颜色。又由于硅胶本� ��是透明的， 即使 是已经进入到 pH指示材料硅胶载体中的 pH混合指示剂也不会形成浪费， 而 是会通过光的折射作用而显示出颜色的变化。 而且由于本发明中的水溶性聚 合物一方面在制备时能使 pH混合指示剂 (染料：)在溶液中分散均匀， 另一方面 还可以在 pH指示材料干燥后形成一层阻隔膜，能阻止 pH混合指示剂（染料) 进一歩向载体硅胶的内部孔隙中扩散、 渗透， 使绝大部分 pH指示剂染料都是 负载在载体硅胶的表面， 增加了其显色的敏感性。

与现有技术的 pH指示猫砂相比， 本发明的含有 pH指示材料的硅胶猫砂 具有明显的优势。如前所述， 由于其保证了 pH指示材料载体和基础猫砂在材 料的一致性， 使得猫砂产品中 pH指示材料分布均匀， 能够敏感、 稳定的指示 猫尿液的酸碱度； 本发明的 PH指示材料在显色指示方面更具明显， PH≤5.0 颜色由浅红至鲜红， PH在 5.0-7.0之间为桔黄到棕黄色， PH≥7.0为浅绿到蓝 绿； 本发明产品生产成本低廉、 无毒、 无放射性， 制备工艺简单易行， 而且 外观色泽美观。

具体实施方式

下面借助实施例对本发明进行详细的描述， 但是应当指出， 这些实施例仅 是用于解释本发明， 而不是对本发明的限制。

实施例 1

将 5kg孔容为 0.91ml/g， 堆积密度为 386g/L， 粒度为 0.7-1.5mm的块状硅 胶放入配制好的 pH指示剂浸染溶液中， 此 pH指示剂浸染溶液由 5L浓度为 0.3wt%的甲基红和指示剂 A溶液 （甲基红和指示剂 A的重量比为 1/10)， 和 10L浓度为 6wt%的 PEG-1500的水溶液混合而成， 浸泡 3小时后， 在 80°C烘 干水分至 4wt%以下， 此 pH 指示材料含 0.1wt%的混合指示剂， 4wt%的 PEG-1500。得到的 pH指示材料与相同规格的硅胶混合起来， 使 pH指示材料 的重量百分数为 5wt%， 硅胶猫砂的性能测试数据见表 1 : 表 1

实施例 2

将 3kg孔容为 1.21ml/g， 堆积密度为 356g/L， 粒度为 2-4mm的块状硅胶 放入配制好的 pH指示剂浸染溶液中， 此 pH指示剂浸染溶液由 4L浓度为 0.9wt%的甲基红和指示剂 A溶液（甲基红和指示剂 A的重量比为 1/6)，和 5L 浓度为 9wt%的 PEG-200的水溶液混合而成， 浸泡 4小时后， 在 90 °C烘干水 分至 4wt%以下， 此 pH指示材料含 0.4wt%的混合指示剂， 5wt%的 PEG-200。 得到的 pH指示材料再与相同规格的硅胶混合起来， 使 pH指示材料的重量百 分数为 3wt%， 硅胶猫砂的性能测试数据见表 2: 表 2

实施例 3

将 1kg孔容为 0.97ml/g， 堆积密度为 364g/L， 粒度为 5-8mm的块状硅胶 放入配制好的 pH指示剂浸染溶液中， 此 pH指示剂浸染溶液由 1.5L浓度为 0.6wt%的甲基红和指示剂 A溶液（甲基红和指示剂 A的重量比为 1/2)，和 3L 浓度为 6wt%的 PVP-5000的水溶液混合而成， 浸泡 6小时后， 在 110°C烘干 水分至 4wt%以下，此 pH指示材料含 0.2wt%的混合指示剂， 4wt%的 PVP-5000。 得到的 pH指示材料与相同规格的硅胶混合起来， 使 pH指示材料的重量百分 数为 8wt%， 硅胶猫砂的性能测试数据见表 3: 表 3

实施例 4

将 3kg孔容为 1.41ml/g， 堆积密度为 235g/L， 粒度为 0.7-1.5mm的块状硅 胶放入配制好的 pH指示剂浸染溶液中， 此 pH指示剂浸染溶液由 8L浓度为 0.6wt%的甲基红和指示剂 A溶液（甲基红和指示剂 A的重量比为 1/4)，和 4L 浓度为 12wt%的丙二醇的水溶液混合而成， 浸泡 5小时后， 在 95°C烘干水分 至 4wt%以下， 此 pH指示材料含 0.4wt%的混合指示剂， 4wt%的丙二醇。 得 到的 pH指示材料与相同规格的硅胶混合起来， 使 pH指示材料的重量百分数 为 6wt%， 硅胶猫砂的性能测试数据见表 4: 表 4

实施例 5

将 2kg孔容为 1.03ml/g， 堆积密度为 388g/L， 粒度为 2-4mm的块状硅胶 放入配制好的 pH指示剂浸染溶液中，此 pH指示剂浸染溶液由 3L浓度为 lwt% 的甲基红和指示剂 A溶液 （甲基红和指示剂 A的重量比为 1/8)， 和 3L浓度 为 10wt%的丙三醇的水溶液混合而成，浸泡 8小时后，在 85°C烘干水分至 4wt% 以下， 此 pH指示材料含 0.5wt%的混合指示剂， 5wt%的丙三醇。 得到的 pH 指示材料与相同规格的硅胶混合起来，使 pH指示材料的重量百分数为 3wt%， 硅胶猫砂的性能测试数据见表 5:

实施例 6

将 2kg孔容为 0.89ml/g， 堆积密度为 391g/L， 粒度为 0.7-1.5mm的块状硅 胶放入 4L配制好的 pH指示剂浸染溶液中， 此 pH指示剂浸染溶液中含有 0.5wt%的甲基红与指示剂 A混合指示剂（甲基红和指示剂 A的重量比为 1/6)， 5wt%的 PVP-10000, 浸泡 3小时后， 在 100°C烘干水分至 4wt%以下， 此 pH 指示材料含 0.5wt%的混合指示剂， 5wt%的 PVP-10000。 得到的 pH指示材料 与相同规格的硅胶混合起来， 使 pH指示材料的重量百分数为 4wt%， 硅胶猫 砂的性能测试数据见表 6: 表 6