本發明涉及化妝品技術領域，特別是涉及一種高吸油性高嶺土及其制備方法和應用。

背景技術：

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

目前應用在化妝品領域的高嶺土主要是以粒徑大小、白度和重金屬含量來進行質量指標的表征，通常市面上售的應用在化妝品領域的高嶺土吸油率在60-80ml/100g的范圍，而鮮有針對應用在化妝品領域的高嶺土關鍵功效指標吸油率和白度進行相關工藝探索。

技術實現要素：

基于此，本發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的水篩除去細沙，收集除砂泥漿；

粗選：采用水力旋流器對所述除砂泥漿進行粗選，給礦濃度為18-22wt％，進漿壓力為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：采用水力旋流器對所述粗選砂漿進行精選，給礦濃度為15-18wt％，進漿壓力為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：采用水力旋流器對所述底流砂漿進行掃選，給礦濃度為18-22wt％，進漿壓力為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，采用砂磨機進行剝片處理，然后再采用水力旋流器進行掃選，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。

在其中一些實施例中，所述煅燒的溫度為850℃。

在其中一些實施例中，所述精制砂漿煅燒后還進行了如下步驟：將濃度為4mol/L的鹽酸與煅燒產物按6-10ml/g的質量比于85-95℃水浴反應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用。

在其中一些實施例中，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點：

(1)通過對高嶺土原礦進行選擇，優選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)制備方法中針對精制砂漿煅燒工藝為850℃，并采用HCl對煅燒高嶺土改性，改性后的高嶺土比表面積達到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，通常會比普通面膜控油效果好15-30％。

附圖說明

圖1為實施例高吸油性高嶺土的制備工藝流程圖；

圖2為實施例高吸油性高嶺土煅燒工藝的熱重分析圖；

圖3為實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為實施例不同面膜的控油實驗比較圖。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內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和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

本實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，是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土和粘土巖，因江西省景德鎮高嶺村而得名。質純的高嶺土呈潔白細膩，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。主要應用于陶瓷，橡膠，造紙，少量符合特性的高嶺土被應用于日用化妝品，肥皂，醫藥，紡織、化工等領域。

中國國內有五大高嶺土礦產地：

(1)湖南省衡陽縣界牌鎮礦產資源豐富。高嶺土、納長石、鉀長石、石英石儲量達2億噸，現有采礦及礦產品加工企業近40家。大牌嶺礦區(以高嶺土礦為主)單礦蘊藏量雄居亞洲之冠達8000萬噸。全鎮年采礦量在50萬噸以上，供應全國數百家陶瓷廠。

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

(3)龍巖高嶺土，屬風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。質地純凈的蘇州陽山泥，其化學成分十分接近高嶺石的理論成分，Al2O3含量可高達39.0％左右，顏色潔白、顆粒細膩。主要用于催化劑載體及化工原料。

(5)合浦高嶺土：屬風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，主要分布于我國產煤區域，可用于建筑、涂料、油漆及造紙涂料，為煤系土。

上述6大產區產量約占中國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、俄羅斯等國家有優質高嶺土資源。當前，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富硅高嶺土。其化學成分特征是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、煅燒后白度高、耐火度高、收縮小等特點,是制造高檔化妝品的優質原料。

本實施例選取湖南衡陽界牌軟質富硅高嶺土為原料。

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多項分析為：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％，Fe₂O₃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的水篩除去細沙，收集除砂泥漿。

S3、粗選：

采用直徑為75mm的的水力旋流器對所述除砂泥漿進行粗選，給礦濃度為18-22wt％，進漿壓力為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的水力旋流器對所述粗選砂漿進行精選，給礦濃度為15-18wt％，進漿壓力為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的水力旋流器對所述底流砂漿進行掃選，給礦濃度為18-22wt％，進漿壓力為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，采用砂磨機進行剝片處理，然后再采用水力旋流器進行掃選，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。其中結構式為：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構，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，在達到完全潤濕時需要用蓖麻油的最低用量。吸油值是對高嶺土煅燒產品的比表面積，空隙分布以及孔徑大小評價的一個重要指標。

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

煅燒是生產超細高嶺土產品的重要途徑之一，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，改變其晶體結構，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，比表面積大，穩定性高的特點。

高嶺土在煅燒過程中，其層間的氫鍵發生斷裂，其中的吸附水，結晶水和有機質的脫除，使原來有序的高嶺石晶體片層結構百年城無序的偏高嶺石結構。從而導致其原晶體內層的部分基團外露，表面活性點的種類和數量增多，其反應活性得到較大程度增大。Davidovits和Sathy chandrasekhar等認為，活化的實質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由6變成4或5，使其具備與酸反應的活性。

我們將水洗制備成了精致礦漿的高嶺土進行煅燒，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后提高產品性能，使高嶺土發生熱分解并脫除羥基而變成非晶質的變高嶺石。

煅燒溫度也是產生不同特性產品的關鍵因素之一，因為煅燒過程中有煅燒溫度的不同，煅燒高嶺土產品的物相不同，特性不同，致使應用方向和應用領域不同。根據煅燒的溫度不同，分為550-900℃的低溫煅燒、900-1100℃的中溫煅燒，大于1100℃的高溫煅燒。本實施例采取的工藝是550-900℃的低溫煅燒，防止因高溫燒結堵塞微孔和硬化。

升溫速度與恒溫時間的選擇。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。升溫速度和恒溫時間控制適當，碳質脫失徹底，煅燒產品表面干凈，比表面積大，有利于顆粒間細小孔隙的形成；升溫速度快，恒溫時間不夠長，脫羥，脫碳不徹底，煅燒產品孔隙低。

本實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。

恒溫時間為：1.5-2h(煅燒終點)。

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

S8、酸改性

高嶺土的酸改性是指根據高嶺土在煅燒過程中，由于Al在相變過程中化學環境的不同，將其在一定溫度下煅燒活化，形成偏高嶺土，使其中的Al具有酸反應活性。由于煅燒過程匯總形成的四面體鋁具有酸反應活性，致使其易與酸性物質進行抽提反應。反應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，隨溫度冷卻后，取一定量煅燒產物與鹽酸在90℃的恒溫水浴反應2h，攪拌速度為200r/min，將濾餅用蒸餾水連續洗滌多次，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的晶體結構，只是將煅燒過程中結構遭破壞的Al-O部分浸出分離，離析Al₂0₃,導致此時高嶺土比面積增大，吸油性能得到了顯著提高。

本實施例在煅燒后采取高嶺土酸性改性后的比表面積達到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：

上述制備方法得到的高吸油性高嶺土可應用于化妝品。

利用上述高吸油性高嶺土開發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的測試原理，這種測試方法針對皮膚的水分含量不敏感。油脂測試孔內的光電傳感器測試膠帶的透光率，進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估，其控油數據如圖4所示，可以看出采用本實施例高嶺土制備的礦物泥漿面膜，控油效果更佳，會比普通面膜控油效果好15-30％。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。