本發(fā)明涉及化妝品技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高吸油性高嶺土及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著化妝品在快消品市場的日益增長和蓬勃發(fā)展，僅僅面膜品類在中國市場就超過了300億的市場規(guī)模，而彩妝氣墊BB霜，粉餅的市場規(guī)模也日漸增長。高嶺土被廣泛應(yīng)用到面膜品類中的泥漿面膜和彩妝相關(guān)品類中，高嶺土在產(chǎn)品中主要以多孔結(jié)構(gòu)吸附皮膚污垢和油脂，達(dá)到清潔控油的功效。

目前應(yīng)用在化妝品領(lǐng)域的高嶺土主要是以粒徑大小、白度和重金屬含量來進(jìn)行質(zhì)量指標(biāo)的表征，通常市面上售的應(yīng)用在化妝品領(lǐng)域的高嶺土吸油率在60-80ml/100g的范圍，而鮮有針對(duì)應(yīng)用在化妝品領(lǐng)域的高嶺土關(guān)鍵功效指標(biāo)吸油率和白度進(jìn)行相關(guān)工藝探索。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明的目的是提供一種高吸油性高嶺土的制備方法。

具體的技術(shù)方案如下：

一種高吸油性高嶺土的制備方法，包括如下步驟：

獲取高嶺土原礦；

除砂：將所述高嶺土原礦按35-45wt％濃度與水配成礦漿，將所述礦漿通過100-120μm的水篩除去細(xì)沙，收集除砂泥漿；

粗選：采用水力旋流器對(duì)所述除砂泥漿進(jìn)行粗選，給礦濃度為18-22wt％，進(jìn)漿壓力為0.13-0.17MPa，溢流口收集得粗選砂漿，底流收集得底流砂漿；

精選：采用水力旋流器對(duì)所述粗選砂漿進(jìn)行精選，給礦濃度為15-18wt％，進(jìn)漿壓力為0.30-0.34MPa，沉沙口直徑為5-7mm，溢料口直徑為10-12mm，溢流口收集得精選砂漿，底流收集得精選底流砂漿；

掃選：采用水力旋流器對(duì)所述底流砂漿進(jìn)行掃選，給礦濃度為18-22wt％，進(jìn)漿壓力為0.13-0.17MPa，溢流口收集得掃選砂漿；

剝片：合并所述精選底流砂漿和所述掃選砂漿，采用砂磨機(jī)進(jìn)行剝片處理，然后再采用水力旋流器進(jìn)行掃選，溢流口收集得剝片砂漿；

煅燒：合并所述精選砂漿和所述剝片砂漿得精制砂漿，將所述精制砂漿置于550-900℃煅燒2.5-3.5h，即得所述高吸油性高嶺土。

在其中一些實(shí)施例中，所述高嶺土原礦中：SiO₂含量為60-75wt％；Al₂O₃含量為18-24wt％，含鐵量小于0.4wt％。

在其中一些實(shí)施例中，所述粗選步驟中，選用直徑為75mm的水力旋流器；所述精選步驟中，選用直徑為50mm的水力旋流器；所述掃選步驟中，選用直徑為75mm的水力旋流器；所述剝片步驟中，選用直徑為75mm的水力旋流器。

在其中一些實(shí)施例中，所述精制砂漿中小于2μm的粒子量占粒子總量40wt％以上。

在其中一些實(shí)施例中，所述煅燒的溫度為850℃。

在其中一些實(shí)施例中，所述精制砂漿煅燒后還進(jìn)行了如下步驟：將濃度為4mol/L的鹽酸與煅燒產(chǎn)物按6-10ml/g的質(zhì)量比于85-95℃水浴反應(yīng)2-2.5h，然后蒸餾水洗滌除去氯離子，干燥即得所述高吸油性高嶺土。

本發(fā)明的另一目的是提供一種上述制備方法制備得到的高吸油性高嶺土。

在其中一些實(shí)施例中，所述高吸油性高嶺土中小于2μm的粒子量占粒子總量40wt％以上.

本發(fā)明的另一目的是提供上述高吸油性高嶺土在化妝品中的應(yīng)用。

在其中一些實(shí)施例中，所述化妝品為面膜、BB霜或彩妝化妝品(例如：腮紅、粉底、眼影等等)。

上述制備方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)通過對(duì)高嶺土原礦進(jìn)行選擇，優(yōu)選SiO₂含量為60-75wt％；Al₂O₃含量為18-24wt％，含鐵量小于0.4wt％的高嶺土原礦，適合于煅燒；

(2)制備方法采取水洗工藝，從選用40％礦漿濃度搗槳，采用106μm的振動(dòng)篩篩分，采用直徑75mm聚酯分流器粗選，采用直徑50mm聚酯分流器精選，掃選，剝片的水洗工藝，能得到小于2μm的粒子量占粒子總量40wt％以上的精制砂漿；

(3)制備方法中針對(duì)精制砂漿煅燒工藝為850℃，并采用HCl對(duì)煅燒高嶺土改性，改性后的高嶺土比表面積達(dá)到468.1m²/g,其吸油值測定為114.1ml/100g，比普通高嶺土煅燒吸油率高出27-90％(現(xiàn)有通常為60ml-90ml/100g)。

(4)采用上述制備方法得到的高吸油性高嶺土制備的礦物泥漿面膜，控油效果更佳，通常會(huì)比普通面膜控油效果好15-30％。

附圖說明

圖1為實(shí)施例高吸油性高嶺土的制備工藝流程圖；

圖2為實(shí)施例高吸油性高嶺土煅燒工藝的熱重分析圖；

圖3為實(shí)施例煅燒工藝后得到的高嶺土與酸改性工藝得到的高嶺土的XRD圖；

圖4為實(shí)施例不同面膜的控油實(shí)驗(yàn)比較圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

本實(shí)施例一種高吸油性高嶺土的制備方法，包括如下步驟(如圖1所示)：

S1、獲取高嶺土原礦；

高嶺土是一種非金屬礦產(chǎn)，是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土和粘土巖，因江西省景德鎮(zhèn)高嶺村而得名。質(zhì)純的高嶺土呈潔白細(xì)膩，松軟土狀，具有良好的可塑性，吸附性和吸油性能。其礦物成分主要是由高嶺石，埃洛石，水云母，伊利石，蒙脫石及石英，長石等礦物組成。主要應(yīng)用于陶瓷，橡膠，造紙，少量符合特性的高嶺土被應(yīng)用于日用化妝品，肥皂，醫(yī)藥，紡織、化工等領(lǐng)域。

中國國內(nèi)有五大高嶺土礦產(chǎn)地：

(1)湖南省衡陽縣界牌鎮(zhèn)礦產(chǎn)資源豐富。高嶺土、納長石、鉀長石、石英石儲(chǔ)量達(dá)2億噸，現(xiàn)有采礦及礦產(chǎn)品加工企業(yè)近40家。大牌嶺礦區(qū)(以高嶺土礦為主)單礦蘊(yùn)藏量雄居亞洲之冠達(dá)8000萬噸。全鎮(zhèn)年采礦量在50萬噸以上，供應(yīng)全國數(shù)百家陶瓷廠。

(2)茂名地區(qū)高嶺土，茂名盆地內(nèi)高嶺土礦屬沉積巖風(fēng)化殘積亞型礦床，其石英等砂質(zhì)含量大于50％，故稱為砂質(zhì)高嶺土礦。茂名高嶺土從成因上說經(jīng)過風(fēng)化殘積、搬運(yùn)自磨、再風(fēng)化三個(gè)階段，高嶺土風(fēng)化完全，晶片以單片狀為主，粒度細(xì)。主要為造紙涂料原料。

(3)龍巖高嶺土，屬風(fēng)化殘余型高嶺土礦床。由于含鐵量低于0.3％，鈦低于0.02％，并含有一定量低溫溶劑元素(Li2O)是電瓷、高檔日用、美術(shù)瓷的理想原料。

(4)蘇州陽山高嶺土，該礦床為熱液蝕變型高嶺土。質(zhì)地純凈的蘇州陽山泥，其化學(xué)成分十分接近高嶺石的理論成分，Al2O3含量可高達(dá)39.0％左右，顏色潔白、顆粒細(xì)膩。主要用于催化劑載體及化工原料。

(5)合浦高嶺土：屬風(fēng)化殘余型高嶺土礦床。主要用于建筑陶瓷原料。

(6)北方煤系高嶺土：為沉積型高嶺巖，主要分布于我國產(chǎn)煤區(qū)域，可用于建筑、涂料、油漆及造紙涂料，為煤系土。

上述6大產(chǎn)區(qū)產(chǎn)量約占中國80％以上，在資源類型方面也有主要的代表性。世界高嶺土資源豐富，分布較為廣泛。美國、英國、巴西、印度、保加利亞、澳大利亞、俄羅斯等國家有優(yōu)質(zhì)高嶺土資源。當(dāng)前，世界已查明高嶺土資源量約為209億噸。

湖南界牌高嶺土是一種軟質(zhì)富硅高嶺土。其化學(xué)成分特征是SiO₂含量高，Al₂O₃、Fe₂O₃含量低，并含少量Na₂O和K₂O，主要礦物成分是結(jié)晶程度差的高嶺石、7A多水高嶺石、白云母、石英和鈉長石。

礦石類型有高火泥、桃紅泥、豬肝泥、黃砂泥、低火泥、砂白泥、三級(jí)泥等。其中高火泥(白色塊狀高嶺土)和桃紅泥(桃紅色片狀高嶺土)具有顆粒細(xì)、煅燒后白度高、耐火度高、收縮小等特點(diǎn),是制造高檔化妝品的優(yōu)質(zhì)原料。

本實(shí)施例選取湖南衡陽界牌軟質(zhì)富硅高嶺土為原料。

湖南界牌高嶺土物理特性：

界牌高嶺土是以鈉長石，偉晶巖，白云母片等風(fēng)華形成的原生殘積型高嶺土礦床。礦石為土狀致密塊狀高嶺土。主要粘土礦物為高嶺石和多水高嶺石，蒙脫石，伊利石，水云母等，伴生礦物為石英，斜長石，白云母等。

界牌高嶺土原礦化學(xué)多項(xiàng)分析為：SiO₂含量為60-75wt％；Al₂O₃含量為18-24wt％；界牌高嶺土被成為“富硅高嶺土”，我們選取的界牌高嶺土白色塊狀的高嶺土(高火泥)，通過X-射線分析，紅外吸收光譜分析，熱譜分析，獲得高火泥成分如下：

SiO₂含量為70.69％，Al₂O₃含量為19.27％，F(xiàn)e₂O₃含量為0.12％；MgO含量為0.2％；CaO含量為0.55％；Na₂O含量為0.31％；K₂O含量為0.25％；燒失量為0.78％。

S2、除砂

將所述高嶺土原礦按35-45wt％濃度與水配成礦漿，在XDT型搗漿桶中搗漿30min，將所述礦漿通過100-120μm的水篩除去細(xì)沙，收集除砂泥漿。

S3、粗選：

采用直徑為75mm的的水力旋流器對(duì)所述除砂泥漿進(jìn)行粗選，給礦濃度為18-22wt％，進(jìn)漿壓力為0.13-0.17MPa，溢流口收集得粗選砂漿，底流收集得底流砂漿。

S4、精選：

采用直徑為50mm的水力旋流器對(duì)所述粗選砂漿進(jìn)行精選，給礦濃度為15-18wt％，進(jìn)漿壓力為0.30-0.34MPa，沉沙口直徑為5-7mm，溢料口直徑為10-12mm，溢流口收集得精選砂漿，底流收集得精選底流砂漿。

S5、掃選：

采用直徑為75mm的水力旋流器對(duì)所述底流砂漿進(jìn)行掃選，給礦濃度為18-22wt％，進(jìn)漿壓力為0.13-0.17MPa，溢流口收集得掃選砂漿。

S6、剝片：

合并所述精選底流砂漿和所述掃選砂漿，采用砂磨機(jī)進(jìn)行剝片處理，然后再采用水力旋流器進(jìn)行掃選，溢流口收集得剝片砂漿。

S7、煅燒：

合并所述精選砂漿和所述剝片砂漿得精制砂漿，將所述精制砂漿置于550-900℃煅燒2.5-3.5h，即得所述高吸油性高嶺土。

高嶺土的化學(xué)成分中含有大量的Al₂O₃,SiO₂，少量的Fe₂O₃,以及微量的K₂O、Na₂O、CaO和MgO。其中結(jié)構(gòu)式為：Al₄Si₄O₁₀(OH)₈,其由Si-O四面體和Al-(O,OH)假八面體層通過共同的氧原子連接壘成1:1型的二八面體層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間由Si-O四面體中的氧與鋁八面體層中的氫氧基形成的氫鍵連接。

高嶺土吸油值是指100g高嶺土，在達(dá)到完全潤濕時(shí)需要用蓖麻油的最低用量。吸油值是對(duì)高嶺土煅燒產(chǎn)品的比表面積，空隙分布以及孔徑大小評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)。

對(duì)于粒徑相同的高嶺土煅燒產(chǎn)品，其空隙率越大，產(chǎn)品的比表面就越大，其吸油性能就越好；產(chǎn)品粒徑分布越集中，堆積孔隙越大，則其比表面積就越大，致使吸油性能也越好。

煅燒是生產(chǎn)超細(xì)高嶺土產(chǎn)品的重要途徑之一，其目的在于提高高嶺土的白度，純度，物相和活性物等物理性能，改變其晶體結(jié)構(gòu)，表面及加工等性能，煅燒高嶺土具有白度高，密度小，吸油性強(qiáng)，比表面積大，穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。

高嶺土在煅燒過程中，其層間的氫鍵發(fā)生斷裂，其中的吸附水，結(jié)晶水和有機(jī)質(zhì)的脫除，使原來有序的高嶺石晶體片層結(jié)構(gòu)百年城無序的偏高嶺石結(jié)構(gòu)。從而導(dǎo)致其原晶體內(nèi)層的部分基團(tuán)外露，表面活性點(diǎn)的種類和數(shù)量增多，其反應(yīng)活性得到較大程度增大。Davidovits和Sathy chandrasekhar等認(rèn)為，活化的實(shí)質(zhì)是高嶺土在煅燒過程中脫去其鋁氧八面體中的羥基，使高嶺土中鋁院子的配位數(shù)由6變成4或5，使其具備與酸反應(yīng)的活性。

我們將水洗制備成了精致礦漿的高嶺土進(jìn)行煅燒，主要是增加高嶺石的孔隙率，提高活性，脫除一定的熱色雜質(zhì)后提高產(chǎn)品性能，使高嶺土發(fā)生熱分解并脫除羥基而變成非晶質(zhì)的變高嶺石。

煅燒溫度也是產(chǎn)生不同特性產(chǎn)品的關(guān)鍵因素之一，因?yàn)殪褵^程中有煅燒溫度的不同，煅燒高嶺土產(chǎn)品的物相不同，特性不同，致使應(yīng)用方向和應(yīng)用領(lǐng)域不同。根據(jù)煅燒的溫度不同，分為550-900℃的低溫煅燒、900-1100℃的中溫煅燒，大于1100℃的高溫煅燒。本實(shí)施例采取的工藝是550-900℃的低溫煅燒，防止因高溫?zé)Y(jié)堵塞微孔和硬化。

升溫速度與恒溫時(shí)間的選擇。高嶺土煅燒過程中脫羥、脫碳以及高空隙體積等的獲得有重要的影響。升溫速度和恒溫時(shí)間控制適當(dāng)，碳質(zhì)脫失徹底，煅燒產(chǎn)品表面干凈，比表面積大，有利于顆粒間細(xì)小孔隙的形成；升溫速度快，恒溫時(shí)間不夠長，脫羥，脫碳不徹底，煅燒產(chǎn)品孔隙低。

本實(shí)施例采取的升溫速度為：煅燒溫度〈200攝氏度，升溫控制為5-10℃/min,煅燒溫度200℃-400℃，升溫速度10-15℃/min；煅燒溫度400℃-700攝氏度，升溫速度控制為20-25℃/min，煅燒溫度700-900℃，升溫速度為25-30℃/min。

恒溫時(shí)間為：1.5-2h(煅燒終點(diǎn))。

如圖2所示，高嶺土煅燒溫度在700℃之前，高嶺土發(fā)生明顯的失重現(xiàn)象。100℃-400℃，高嶺土失重主要是高嶺土中含有少量的有機(jī)物和碳質(zhì)在空氣下燃燒造成的，從400℃-700℃，這一過程高嶺土發(fā)生失重的主要階段，這是由于煅燒在400℃前，晶體結(jié)構(gòu)物基本變化，而在這一溫度范圍，高嶺土開始脫出膠體水和結(jié)構(gòu)水，導(dǎo)致失重持續(xù)降低。在850℃左右出現(xiàn)吸熱峰由于此溫度下高嶺土發(fā)生晶體轉(zhuǎn)變，使其結(jié)構(gòu)有序度和結(jié)晶度降至最低，從而形成多空彭松孔隙結(jié)構(gòu)的粉體。

S8、酸改性

高嶺土的酸改性是指根據(jù)高嶺土在煅燒過程中，由于Al在相變過程中化學(xué)環(huán)境的不同，將其在一定溫度下煅燒活化，形成偏高嶺土，使其中的Al具有酸反應(yīng)活性。由于煅燒過程匯總形成的四面體鋁具有酸反應(yīng)活性，致使其易與酸性物質(zhì)進(jìn)行抽提反應(yīng)。反應(yīng)過程中氧化鋁及其中的雜志Fe₂O₃和Tio₂等的浸出使高嶺土表面形成部分孔鞋，從而達(dá)到改變其酸性，孔徑，比表面積的目的。

將精致礦漿置于馬弗爐中在850℃下煅燒3小時(shí)，隨溫度冷卻后，取一定量煅燒產(chǎn)物與鹽酸在90℃的恒溫水浴反應(yīng)2h，攪拌速度為200r/min，將濾餅用蒸餾水連續(xù)洗滌多次，待濾餅沒有氯離子存在為止，然后置于干燥箱在110度下烘干即獲得高吸油性高嶺土。

如圖3所示，通過X衍射分析，酸改性后的高嶺土與S7步驟得到的高嶺土譜圖形狀基本一致，并沒有改變其他物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)，只是將煅燒過程中結(jié)構(gòu)遭破壞的Al-O部分浸出分離，離析Al₂0₃,導(dǎo)致此時(shí)高嶺土比面積增大，吸油性能得到了顯著提高。

本實(shí)施例在煅燒后采取高嶺土酸性改性后的比表面積達(dá)到468.1m²/g，其吸油值測定為114.1ml/100g。

上述制備方法得到高吸油性高嶺土具有如下性能指標(biāo)：

上述制備方法得到的高吸油性高嶺土可應(yīng)用于化妝品。

利用上述高吸油性高嶺土開發(fā)的泥漿面膜配方舉例如下：

油脂分泌測定，sebumeter法是一種采取油脂分泌物直接測試的方法。測試原理是采用光度計(jì)的測試原理，這種測試方法針對(duì)皮膚的水分含量不敏感。油脂測試孔內(nèi)的光電傳感器測試膠帶的透光率，進(jìn)而折算皮膚表面的油脂含量，油脂含量越低，皮膚的清潔度越高。

選用普通高嶺土和本實(shí)施例制備得到的高嶺土按照配方制作泥漿面膜，通過5名試用人員通過半片臉試用評(píng)估，其控油數(shù)據(jù)如圖4所示，可以看出采用本實(shí)施例高嶺土制備的礦物泥漿面膜，控油效果更佳，會(huì)比普通面膜控油效果好15-30％。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。