超轻质粘土组合物及其制备方法

超轻质粘土组合物及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种超轻质粘土组合物，按重量份计，至少包括以下成分：第一基础材料100重量份；第二基础材料15～75重量份；聚乙烯醇5～80重量份；发泡剂0.1～1重量份；保湿剂1～30重量份；水50～70重量份；所述第一基础材料为100～5000目的二氧化硅粉末；所述第二基础材料为硅藻土、托玛琳、珍珠粉、贝壳粉、轻质碳酸钙中的一种或几种的组合。本发明的超轻质粘土组合物具有手感细腻、手感软、不粘手、易于成型且，成型后不易于开裂、湿润度非常好等优点。
【专利说明】
超轻质粘土组合物及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种粘土，尤其是涉及一种超轻质粘土组合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前市面上用于捏塑或者绘画的材料大多是传统纸粘土或者传统软雕塑材料如 普通黏土、沙土、粘土、橡皮泥、纸黏土、橡皮泥、软陶、面粉泥、沙土等等，可以用于游戏、教 育、作品造型。但是这些物质不仅质地较重，油腻度高，不健康、不粘手，不卫生，而且保存也 较困难，这就使得儿童在玩耍过程中会存在很多安全隐患。
[0003] 因此，非常需要通过配方以及制备工艺的改进，以开发出一款具有手感好、质地 轻、不粘手，非常易于成型、且成型后不易于开裂、湿润度非常好、无毒环保、可以长期保存， 反复使用的超轻质粘土，可以用于教育、游戏、捏塑作品、绘画等。
[0004]

【发明内容】

[0005] 为了达到上述目的，本发明提供了一种超轻质粘土组合物，按重量份计，至少包括 以下成分： 第一基础材料 100重量份； 第二基础材料 15~75重量份； 聚乙稀醇 5~80重量份； 发泡剂 0.1~1重量份； 保湿剂 1~30重量份； 水 50~70重量份； 所述第一基础材料为100~5000目的二氧化硅粉末； 所述第二基础材料为硅藻土、托玛琳、珍珠粉、贝壳粉、轻质碳酸钙中的一种或几种的 组合。
[0006] 在一种优选的实施方式中，所述第一基础材料中，目数为100~1000的二氧化硅占 第一基础材料总重量的30~40%;目数为1000~3000的二氧化硅占第一基础材料总重量的 40~55%;目数为3000~5000的二氧化硅占第一基础材料总重量的5~30%。
[0007] 在一种优选的实施方式中，所述的第二基础材料为具有1000~10000目的颗粒。
[0008] 在一种优选的实施方式中，所述的组合物还包括0.1~1重量份的聚轮烷。
[0009] 在一种优选的实施方式中，所述的聚轮烷包括环糊精与聚乙二醇。
[0010] 在一种优选的实施方式中，所述的环糊精与聚乙二醇的重量比为(1~10): 100。
[0011] 在一种优选的实施方式中，所述的环糊精为丙烯酸马来酸酐共聚物改性环糊精。
[0012] 在一种优选的实施方式中，所述的超轻质粘土组合物还包括0.1~10重量份的生 物表面活性剂。
[0013] 在一种优选的实施方式中，所述的生物表面活性剂选自：鼠李糖脂表面活性剂、槐 糖脂表面活性剂、海藻糖脂表面活性剂或甘露糖赤藓糖醇脂表面活性剂中的一种或几种的 组合。
[0014] 本发明的另一方面提供了 一种超轻质粘土组合物的制备方法，所述步骤至少包 括： Sl:提供第一基础材料，经微波处理后，加入水，均匀混合； S2:向Sl的混合物中加入经微波处理后的第二基础材料，均匀混合后，加入聚乙烯醇、 聚轮烷，搅拌均匀后，升温到50~150°C，搅拌1~12h; S3:向S2的混合物中分别加入发泡剂、生物表面活性剂，均匀混合； S4:将S3中得到的混合物，降低温度至10~50°C后，加入保湿剂，搅拌均匀，得到成品。
[0015] 参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
【具体实施方式】
[0016] 参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发 明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通 技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
[0017]如本文所用术语"由…制备"与"包含"同义。本文中所用的术语"包含"、"包括"、 "具有"、"含有"或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合 物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或 此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0018] 连接词"由…组成"排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此 短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常 规杂质除外。当短语"由…组成"出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时， 其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
[0019] 当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优 选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围 下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开 了范围"1至5"时，所描述的范围应被解释为包括范围"1至4"、"1至3"、"1至2"、"1至2和4至 5"、"1至3和5"等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端 值和在该范围内的所有整数和分数。
[0020] 单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。"任选的"或者"任意 一种"是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和 事件不发生的情形。
[0021] 说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体 数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相 应的，用"大约"、"约"等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似 用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以 组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
[0022] 此外，本发明要素或组分前的不定冠词"一种"和"一个"对要素或组分的数量要求 (即出现次数)无限制性。因此"一个"或"一种"应被解读为包括一个或至少一个，并且单数 形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
[0023]为达到上述目的，本发明提供了一种超轻质粘土组合物，按重量份计，至少包括以 下成分： 第一基础材料 100重量份； 第二基础材料 15~75重量份； 聚乙稀醇 5~80重量份； 发泡剂 0.1~1重量份； 保湿剂 1~30重量份； 水 50~70重量份； 所述第一基础材料为100~5000目的二氧化硅粉末； 所述第二基础材料为硅藻土、托玛琳、珍珠粉、贝壳粉、轻质碳酸钙中的一种或几种的 组合。
[0024] 第一基础材料: 本发明中所述的第一基础材料是指具有100~5000目的二氧化硅粉末。
[0025] 术语"目"是指每平方英寸筛网上的孔眼数目，100目就是指每平方英寸上的孔眼 是100x100个，500目就是500x500个，目数越高，孔眼越多。除了表示筛网的孔眼外，它同时 用于表示能够通过筛网的粒子的粒径，目数越高，粒径越小。
[0026] 术语"二氧化硅"又称硅石，化学式Si02。自然界中存在有结晶形二氧化硅和无定 形二氧化硅两种。结晶二氧化硅因晶体结构不同，分为石英、鳞石英和方石英三种。纯石英 为无色晶体，大而透明棱柱状的石英叫水晶。若含有微量杂质的水晶带有不同颜色，有紫水 晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是细小的石英晶体，有黄砂(较多的铁杂质）和白砂(杂质少、较 纯净）。二氧化硅晶体中，硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键，硅原子位于正四 面体的中心，4个氧原子位于正四面体的4个顶角上，整个晶体是一个巨型分子，SiO 2是表示 组成的最简式不表示单个二氧化硅分子，仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之 比。SiO 2中Si - 0键的键能很高，熔点、沸点较高(熔点1723°C，沸点2230°C)。自然界存在的 硅藻土是无定形二氧化硅，是低等水生植物硅藻的遗体，为白色固体或粉末状，多孔、质轻、 松软的固体，吸附性强。
[0027] 在一种优选的实施方式中，所述第一基础材料中，目数为100~1000的二氧化硅占 第一基础材料总重量的30~40%;目数为1000~3000的二氧化硅占第一基础材料总重量的 40~55%;目数为3000~5000的二氧化硅占第一基础材料总重量的5~30%。
[0028]在一种优选的实施方式中，所述的第一基础材料还包括0.01~0.1重量份的环氧 树脂。
[0029] 本发明中，所述环氧树脂可以为缩水甘油醚型环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族 环氧树脂、海因环氧树脂中的一种或多种。
[0030] 本发明中，所述环氧树脂还可以为缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树 月旨、酰亚胺环氧树脂、酚醛型环氧树脂、聚氨酯型环氧树脂中的一种或多种。
[0031 ]本发明中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、甲基环氧树脂、2，3-环氧树脂-2，3-二氢-M-萘醌、双(7-氧杂双环[4.1.0]3_庚甲基）己二酸酯、1，2,5,6_二环氧树脂环辛烷、 乙基(2S，3S)-2,3-环氧树脂-3-甲基丙烷酸酯、己烷-1，6-二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水 甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚中的一种或多种。
[0032] 另外，本发明中的环氧树脂还可以为其他环氧树脂化合物，可举出例如双酚F型环 氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂、联苯型环氧树脂、芪型环氧树脂、氢醌 型环氧树脂、萘骨架型环氧树脂、四酚基乙烷型环氧树脂、DPP型环氧树脂、三羟苯基甲烷型 环氧树脂、二环戊二烯酚型环氧树脂、双酚A环氧乙烷加成物的二缩水甘油醚、双酚A环氧丙 烷加成物的二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚等具有一个环氧基团的缩水 甘油醚。
[0033] 另外，还可以举出作为这些环氧树脂的核加氢化物的核加氢化环氧树脂。
[0034] 本发明中，所述环氧树脂可以采用本领域技术人员所知的任何一种制备方法制备 得到。
[0035]本发明中，所述环氧树脂的制备方法的原理基本上可以划分为两类：（1)碳碳双键 被氧化成环氧键;（2)含有环氧键的底物反应。
[0036] 第二基础材料: 本发明中所述的第二基础材料为硅藻土、托玛琳、珍珠粉、贝壳粉、轻质碳酸钙中的一 种或几种的组合。
[0037]在一种优选的实施方式中，所述的第二基础材料为具有1000~10000目的颗粒。 [0038]本发明中所述的硅藻土是指由硅藻的遗骸形成的软质岩石和土壤，粉碎成1000~ 10000目左右的大小;优选在该范围中具有8000~10000目左右的大小。
[0039] 本发明中所述的托玛琳是一种天然宝石，在矿物学中称为电气石，是一种含硼及 成分复杂的硅酸盐矿物。一般为柱状结晶体形态。托玛琳既是一种晶体，又是一种电介质， 还是一种带电的石头。晶体两端带有正、负电核;其表面流动着0.06毫安的微电流，具压电 性和热电性。本发明中将其粉碎成1000~10000目左右的大小;优选在该范围中具有5000~ 8000目左右的大小。
[0040] 本发明中所述的珍珠粉是将珍珠贝壳动物马氏珠母贝、蚌科动物三角帆蚌或褶纹 冠蚌等双壳动物受刺激形成的珍珠用物理的方法粉碎磨细而成的粉状物，珍珠粉的主要成 分是碳酸钙，本发明中将其粉碎成2000~6000目左右的大小;优选在该范围中具有2000~ 5000目左右的大小。
[0041] 本发明中所述的贝壳粉，主要成分是碳酸钙，贝壳粉具有吸附、分解（甲醛、苯、 TVOC、氨气）的作用以及调节空气湿度等功能、消除异味功能、抗菌、抑菌作用，烧制的贝壳 粉膜对大肠杆菌有极强的抗菌和杀菌作用，另外对沙门氏菌、黄色葡萄糖菌也有显著效。不 仅具有高性能的抗菌性，而且具有防腐、防扁虱的功能、防静电性能、调节空气湿度独特的 "水呼吸"功能。本发明中将其粉碎成1000~3000目左右的大小;优选在该范围中具有2000 ~3000目左右的大小。
[0042] 本发明人意外的发现，在第一基础材料中加入极少量的环氧树脂可以意想不到的 发现，可以分散第一基础材料与第二基础材料，提高第一基础材料与第二基础材料的相容 性，进而提高超轻粘土组合物的手感，提高超轻粘土组合物细腻度与软度。
[0043] 聚乙烯醇: 本发明中所述的聚乙烯醇并没有特别的限制，可以市售获得，也可以通过合成得到。 [0044]所述的聚乙烯醇的合成路线是可以通过根据以往公知的方法使乙烯基酯聚合而 得到聚合物后，将聚合物皂化即水解而得到的。皂化通常使用碱或酸。皂化优选使用碱。作 为上述聚乙烯醇，可仅使用1种，也可并用2种以上。
[0045]作为上述乙烯基酯，可以列举：乙酸乙烯酯、甲酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯 酯、三甲基乙酸乙稀酯、叔碳酸乙稀酯(vinylversatate)、月桂酸乙稀酯、硬脂酸乙稀酯及 苯甲酸乙烯酯等。
[0046]上述乙烯基酯的聚合方法并无特别限定。作为该聚合方法，可以列举溶液聚合法、 本体聚合法及悬浮聚合法等。
[0047]作为使上述乙烯基酯聚合时所使用的聚合催化剂，例如可以列举:过氧化二碳酸 2-乙基己酯（TianjinMcEIT公司制造的"TrigonoxEHP"）、2,2'-偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧 化新癸酸叔丁酯、过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、过氧化二碳酸二正丙酯、过氧化二 碳酸二正丁酯、过氧化二碳酸二鲸蜡酯及过氧化二碳酸二仲丁酯等。上述聚合催化剂可仅 使用1种，也可并用2种以上。
[0048]由于容易将皂化度控制在适宜的范围内，因此将上述乙烯基酯聚合而得的聚合物 优选为聚乙烯基酯。另外，将上述乙烯基酯聚合而得的聚合物也可为上述乙烯基酯与其他 单体的共聚物。即，上述聚乙烯醇也可以使用乙烯基酯与其他单体的共聚物而形成。作为上 述其他单体即可共聚的共聚单体，例如可以列举:烯烃类、（甲基)丙烯酸及其盐、（甲基)丙 烯酸酯类、（甲基)丙烯酰胺衍生物、N-乙烯基酰胺类、乙烯基醚类、腈类、卤化乙烯类、烯丙 基化合物、马来酸及其盐、马来酸酯、衣康酸及其盐、衣康酸酯、乙烯基甲硅烷基化合物、以 及乙酸异丙烯酯等。上述其他单体可仅使用1种，也可并用2种以上。
[0049] 作为上述烯烃类，可以列举：乙烯、丙烯、1-丁烯及异丁烯等。作为上述（甲基)丙烯 酸酯类，可以列举：（甲基)丙烯酸甲酯、（甲基)丙烯酸乙酯、（甲基)丙烯酸正丙酯、（甲基)丙 烯酸异丙酯、（甲基）丙烯酸正丁酯及（甲基)丙烯酸2-乙基己酯等。作为上述（甲基）丙烯酰 胺衍生物，可以列举:丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺以 及（甲基）丙烯酰胺丙烷磺酸及其盐等。作为上述N-乙烯基酰胺类，可以列举N-乙烯基吡咯 啶酮等。作为上述乙烯基醚类，可以列举：甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、 异丙基乙烯基醚及正丁基乙烯基醚等。作为上述腈类，可以列举（甲基)丙烯腈等。作为上述 卤化乙烯类，可以列举氯乙烯及偏氯乙烯等。作为上述烯丙基化合物，可以列举乙酸烯丙酯 及烯丙基氯等。作为上述乙烯基甲硅烷基化合物，可以列举乙烯基三甲氧基硅烷等。
[0050] 在使上述聚乙烯醇与上述其他单体共聚而制作改性PVA的情况下，改性量优选为 20摩尔％以下，更优选为10摩尔％以下。即，在改性PVA中的源自乙烯基酯的结构单元与源 自上述其他单体的结构单元的合计100摩尔％中，源自上述乙烯基酯的结构单元优选为85 摩尔％以上，更优选为95摩尔％以上，源自上述其他单体的结构单元优选为15摩尔％以下， 更优选为5摩尔％以下。需要说明的是，在本说明书中，聚乙烯醇包含改性聚乙烯醇（改性 PVA)〇
[0051 ]本发明中，所述的聚乙烯醇的皂化度优选为88摩尔％以上，且99.0摩尔％以下。更 优选为90摩尔％以上，进一步优选为92摩尔％以上， 上述皂化度是依据JISK6726而测定的。皂化度表示在通过皂化而转化为乙烯醇单元的 单元中，实际上被皂化为乙烯醇单元的单元的比率。
[0052]上述皂化度的调整方法并无特别限定。皂化度可根据皂化条件即水解条件而适当 调整。
[0053]上述PVA的聚合度并无特别限定。上述PVA的聚合度优选为1000以上，更优选为 1300以上，更进一步优选为1700以上，进一步优选为2000以上，再进一步优选为2300以上， 特别优选为2600以上，最优选为2700以上，且优选为4000以下，更优选为3500以下，进一步 优选为3000以下，特别优选为2900以下。需要说明的是，上述聚合度是依据JISK6726而测定 的。
[0054]发泡剂： 在本发明中，所述的发泡剂并没有特别的限制，可以使用公知的无机发泡剂、有机发泡 剂、动植物蛋白类发泡剂等。作为发泡剂的具体实例，可举出碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸钠、 碳酸铵、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、偶氮二甲酰胺、N，N'_二亚硝基五亚甲 基四胺、二亚硝基对苯二甲酰胺、偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸钡、4,4'_氧代双苯磺酰肼、甲 苯磺酰肼或它们的混合物等。
[0055] 本发明中，优选的发泡剂为碳酸氢钠、碳酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯 醚硫酸钠中的任意一种或几种的组合。
[0056] 在一种优选的实施方式中，所述发泡剂的含量为0.1~1重量份。
[0057] 保湿剂： 本发明中所述的保湿剂选自：甘油、丙二醇、山梨醇、植物蛋白、大豆蛋白、动物蛋白、水 解蛋白中的任意一种或几种的组合。
[0058]在一种优选的实施方式中，所述的组合物还包括0.1~1重量份的聚轮烷。
[0059] 本发明中的术语"聚轮烧"，在聚乙二醇的直链分子上穿上环糊精，形成复合物，环 糊精可以沿着该直链分子移动产生滑轮效应。
[0060] 在一种优选的实施方式中，所述聚乙二醇与环糊精所述的重量比为(0.5~2): 1。 [0061 ] 在一种优选的实施方式中，所述聚乙二醇的重均分子量为10000~1000000。
[0062] 在一种优选的实施方式中，所述的环糊精为丙烯酸马来酸酐共聚物改性环糊精。
[0063] 在一种优选的实施方式中，所述的环糊精与丙烯酸马来酸酐共聚物的重量比为1: (0.1~2)〇
[0064] 本发明中所述的环糊精并没有特别的限制，可以为环糊精，也可以为环糊精衍生 物。
[0065] 本发明中所述的环糊精及环糊精衍生物例如，但不限于，环糊精如α-环糊精、β-环 糊精和γ -环糊精;环糊精衍生物如二甲基环糊精、葡糖基环糊精、2-羟丙基-α-环糊精、2， 6~_甲基-α-环糊精、6-0 -α-麦芽糖基-α-环糊精、6-0-a_D-匍糖基 -α-环糊精、八(2，3， 6-三-0-乙酰基)-α-环糊精、六(2,3,6_三-0-甲基)-α-环糊精、六(6-0-甲苯磺酰基)-α-环 糊精、六(6 -氨基-6_脱氧)-α-环糊精、六(2，3_乙酰基_6_溴_6_脱氧)-α-环糊精、六(2，3，6_ 二-〇-辛基)-α-环糊精、单(2-〇_磷酰基)-α-环糊精、单[2，（3)-0_(駿甲基）]-α-环糊精、八 (6-0-叔丁基二甲基甲硅烷基）-α-环糊精、琥珀酰-α-环糊精、葡糖醛酸基葡糖基-β-环糊 精、七(2，6_二-〇-甲基)-β-环糊精、七(2，6_二-〇-乙基)-β-环糊精、七(6_0_横基)-β-环糊 精、七(2，3-二-0-乙酰基-6-0-磺基)-β-环糊精、七(2，3-二-0-甲基-6-0-磺基)-β-环糊精、 七(2，3，6_二-〇-乙醜基)-β-环糊精、七(2，3，6_二-〇-苯甲醜基)-β-环糊精、七(2，3，6_二-0-甲基)-β-环糊精、七(3-0-乙酰基-2,6-二-0-甲基)-β-环糊精、七(2,3-0-乙酰基-6-溴- 6-脱氧)-β-环糊精、2-轻乙基-β-环糊精、轻丙基-β-环糊精、2-轻丙基-β-环糊精、（2-羟基-3-Ν，N，N-三甲氨基)丙基-β-环糊精、6-0-α-麦芽糖基-β-环糊精、甲基-β-环糊精、六(6-氨 基_6_脱氧)-β-环糊精、双(6-叠氮_6_脱氧)-β-环糊精、单(2-〇_磷酰基)-β-环糊精、六[6-脱氧-6- (1-咪唑基）]-β-环糊精、单乙酰基-β-环糊精、三乙酰基-β-环糊精、单氯三嗪基-β-环糊精、6-〇-a-D_匍糖基-β-环糊精、6-〇-a-D_麦芽糖基-β-环糊精、瑰泊醜-β-环糊精、瑰泊 酰_(2-羟丙基)-β-环糊精、2-羧甲基-β-环糊精、2-羧乙基-β-环糊精、丁基-β-环糊精、磺丙 基-β-环糊精、6-单脱氧_6_单氨基-β-环糊精、甲娃烷基[(6-0_叔丁基二甲基)2，3_二-0-乙 酰基] _β_环糊精、2-轻乙基-γ -环糊精、2-轻丙基-γ -环糊精、丁基-γ -环糊精、3Α-氨基-3Α-脱氧_(2AS，3AS)_ γ -环糊精、单_2_〇-(对甲苯横醜基)-γ -环糊精、单_6_〇-(对甲苯横 酰基)_ y _环糊精、单_6_0_均二甲苯横酰基-γ -环糊精、八(2，3，6_二-〇-甲基)-γ -环糊 精、八(2,6_二-〇-苯基)-γ -环糊精、八(6_0_叔丁基二甲基甲娃烷基)-γ -环糊精和八(2， 3，6-二-〇-乙酰基)-γ -环糊精。这些环糊精可单独使用或以其两种以上组合使用。其中，α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精及其衍生物是优选的。从线性分子的包接性的观点，特别优选 β-环糊精及其衍生物。
[0066] 本发明中所述"丙烯酸马来酸酐共聚物"并没有特别的限制，可以市售获得，也可 以是本领域技术人员通过现有技术的方法合成得到。例如，以丙烯酸和马来酸酐为单体，过 硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂，采用水溶液聚合法，合成得到，其中，丙烯酸与马来酸酐的 比例并没有限制。
[0067] 在一种优选的实施方式中，所述丙烯酸马来酸酐共聚物-环糊精-聚乙二醇的制备 方法如下： (1)在40~80°C下，将一定量的环糊精溶于水中，制得环糊精的饱和水溶液。向环糊精 的饱和水溶液中，按照环糊精与聚乙二醇的重量比（1~10): 100的组成配成反应液，并机 械搅拌1~2 h，室温下，静置12~24 h，出现沉淀物。将沉淀物抽真空过滤，洗涤，20~30°C真 空干燥至恒重，得到环糊精-聚乙二醇。
[0068] (2)将100重量份的丙烯酸马来酸酐共聚物，在氮气保护条件下将脱水缩合剂加入 到丙烯酸马来酸酐共聚物溶液中，上述混合物室温搅拌反应2-4小时，将上述步骤得到环糊 精改性聚乙二醇溶解于甲酰胺溶液中，在氮气保护下，滴加到丙烯酸马来酸酐共聚物活化 液中，滴加完毕后在室温下继续反应24~48小时，反应后的溶液丙酮沉淀，将沉淀物复溶于 甲酰胺溶液中，将上述溶液转入透析袋中，蒸馏水透析2~3天，然后得冷冻干燥，得到白色粉 末，即丙烯酸马来酸酐共聚物-环糊精-聚乙二醇。
[0069]本发明中，由于环糊精具有特殊的疏水性空腔和亲水性边缘结构，聚乙二醇分子 链有疏水性链段及亲水性醚键、羟基。聚乙二醇分子链中的疏水性链段可取代环糊精空腔 内的高能结合水，并且聚乙二醇分子链中的亲水性醚键、羟基可与环糊精的亲水性边缘的 羟基产生氢键作用，从而使整个复合体系处于稳定状态，且环糊精可产生轮滑效应，形成聚 轮烷。本发明人意外的发现加入环糊精-聚乙烯醇后，可以起到很多意想不到的有益效果， 例如提尚第一基础材料与第^基础材料的粘结力、提尚粘土的保水效果、提尚超轻粘土的 触摸手感、粘土易于成型。而环糊精经丙烯酸马来酸酐共聚物改性后，可以起到分散第一基 础材料与第二基础材料的作用效果，推测可能的原因是丙烯酸马来酸酐共聚物中含有大量 的羧基可以与基础材料中的硅羟基相互作用，提高了分散性同时，还可以使得整个粘土组 合物非常易于加工成型，且成型后易于保持形状，当该粘土材料进行二次加工后，仍具有易 于加工成型，且成型后易于保持形状，此外，还可以起到非常好的保湿的效果。因而，提供了 本发明的有益效果。
[0070] 生物表面活性剂: 本发明中，所述的超轻质粘土组合物还包括0.1~10重量份的生物表面活性剂。
[0071 ]本发明中，所述的生物表面活性剂优选为糖脂生物表面活性剂。
[0072] 所述糖脂生物表面活性剂可以选自：鼠李糖脂表面活性剂、槐糖脂表面活性剂、海 藻糖脂表面活性剂或甘露糖赤藓糖醇脂表面活性剂或它们的组合。
[0073] 本发明人意外的发现加入生物表面活性剂后会发现可大大降低发泡剂的用量的 同时还可以降低提尚第一基础材料与第^基础材料粘结力、提尚超轻粘土的保水性能，本 发明人推测其可能的原因是生物表面活性剂的具有较多的亲水基团，例如羟基、羧基等，且 亲水基团具有较大的空间位阻，这些羟基还可以与基础材料中的硅羟基产生氢键交联，可 以保护硅羟基，进而提高体系的粘结性。
[0074] 添加剂： 在不阻碍本发明的效果的范围内也可以混入通常化妆品中可以添加的成分。具体地， 可列举油剂、螯合剂、表面活性剂、粉体、氨基酸类、聚氨基酸及其盐、糖醇及其环氧烷烃加 成物、低级醇、动植物提取物、核酸、维生素、酶、抗炎剂、杀菌剂、防腐剂、抗氧化剂、紫外线 吸收剂、止汗剂、颜料、色素、氧化染料、有机及无机粉体、pH调节剂、珠光剂、润湿剂等。这些 是一些例子，当然也可以混合这些以外的成分。
[0075] 所述的油剂，可列举异硬脂酸、十一碳烯酸、油酸等的脂肪酸；肉豆蔻酸肉豆蔻酯、 月桂酸己酯、油酸癸酯、肉豆蔻酸异丙酯、二甲基辛酸己基癸酯、单硬脂酸甘油酯、邻苯二甲 酸二乙酯、单硬脂酸乙烯乙二醇酯、辛酸鲸蜡酯、羟基硬脂酸辛酯、苯甲酸烷基酯等的酯类； 液体石蜡、聚异丁烯、凡士林、角鲨烷等的烃；羊毛脂、还原羊毛脂、巴西棕榈蜡等的蜡;硅 油、貂油、可可油、椰油、棕榈仁油、山茶花油、香油、蓖麻油、橄榄油、霍霍巴油等的油脂。 [0076]所述的油剂的加入量为相对于第一基础材料为0.01~5重量份。
[0077]本发明的另一方面提供了一种超轻质粘土组合物的制备方法，所述步骤至少包 括： Sl:提供经微波处理后的第一基础材料，溶于水中，均匀混合； S2:向Sl的混合物中加入经微波处理后的第二基础材料，均匀混合后，加入聚乙烯醇、 聚轮烷，搅拌均匀后，升温到50~150°C，搅拌1~12h; S3:向S2的混合物中分别加入发泡剂、生物表面活性剂，均匀混合； S4:将S3中得到的混合物，降低温度至10~50°C后，加入保湿剂，搅拌均匀，得到成品。 [0078]在一种优选的实施方式中，所述的第一基础材料在微波处理3~30分钟。
[0079]在一种优选的实施方式中，所述的第二基础材料在微波处理1~20分钟。
[0080]本发明人意外的发现第一基础材料与第二基础材料经过微波处理后，可以有效的 保留硅羟基，防止硅羟基脱水缩合。在超轻质粘土的制备过程中，所述的基础材料，例如二 氧化硅、硅藻土、贝壳粉等需要经过l〇〇〇°C以上的温度焙烧，经过焙烧的材料表面的硅羟基 会发生缩合反应，降低了基础材料与其它物质的粘结力与相容性。
[0081] 下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用 于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员 根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0082] 另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，均购国药集团化学试剂有限公 司。
[0083] 第一基础材料: Al:目数为1000的二氧化硅粉末占第一基础材料总重量的30%;目数为3000的二氧化硅 粉末占总重量的40%;目数为5000的二氧化硅粉末占总重量的30%;并加入0.01重量份的双 酸A型环氧树脂） A2:目数为100的二氧化硅粉末占第一基础材料总重量的40%;目数为2000的二氧化硅 粉末占总重量的55%;目数为4000的二氧化硅粉末占总重量的5%; 第二基础材料： B1:硅藻土（目数为1000的硅藻土占总质量的20%;目数为5000的硅藻土占总质量的 60%;目数为10000的硅藻土占总质量的20%) B2:托玛琳（目数为2000的托玛琳占总质量的20%;目数为6000的托玛琳占总质量的 20%;目数为10000的托玛琳占总质量的20%) B3:硅藻土、托玛琳、珍珠粉混合；（目数为1000的硅藻土占总质量的70%;目数为5000的 托玛琳占总质量的1 〇%;目数为1 〇〇〇〇的珍珠粉占总质量的20%) B4:珍珠粉（目数为1000的珍珠粉占总质量的20%;目数为3000的珍珠粉占总质量的 20%;目数为10000的珍珠粉占总质量的20%) Cl:聚乙烯醇 发泡剂： Dl:碳酸钠 D2:十二烷基硫酸纳 D3:偶氮二甲酰胺 保湿剂： El:甘油 E2:山梨醇 聚轮烷： Fl: β-环糊精-聚乙二醇(聚乙二醇与β-环糊精的重量比0.5:1) 制备方法:（1)在60°C下，将一定量的环糊精溶于水中，制得环糊精的饱和水溶液。向环 糊精的饱和水溶液中，按照环糊精与聚乙二醇的重量比0.5:1的组成配成反应液，并机械 搅拌2 h，室温下，静置20 h，出现沉淀物。将沉淀物抽真空过滤，洗涤，30°C真空干燥至恒 重，得到环糊精-聚乙二醇。
[0084] F2:葡糖基环糊精-聚乙二醇 制备方法同F1，不同点在于，（葡糖基环糊精与聚乙二醇的重量比2:1) F3:丙烯酸共聚物-葡糖基环糊精-聚乙二醇 制备方法:将〇. 1重量份的丙烯酸马来酸酐共聚物，在氮气保护条件下将脱水缩合剂加 入到丙烯酸马来酸酐共聚物溶液中，上述混合物室温搅拌反应4小时，将F2步骤得到环糊 精-聚乙二醇溶解于甲酰胺溶液中，在氮气保护下，滴加到丙烯酸马来酸酐共聚物活化液 中，滴加完毕后在室温下继续反应24小时，反应后的溶液丙酮沉淀，将沉淀物复溶于甲酰胺 溶液中，将上述溶液转入透析袋中，蒸馏水透析3天，然后得冷冻干燥，得到白色粉末，即丙 烯酸马来酸酐共聚物-环糊精-聚乙二醇。
[0085] F4:丙烯酸共聚物-葡糖基环糊精-聚乙二醇 制备方法同F3,不同点在于，（丙烯酸共聚物、葡糖基环糊精、聚乙二醇的重量比2:1: 1) 生物表面活性剂： Gl:鼠李糖脂表面活性剂 G2:槐糖脂表面活性剂 G3:海藻糖脂表面活性剂 实施例1: 超轻质粘土组合物的制备方法，所述步骤包括:各个重量份如表1所示， Sl:提供相应目数的第一基础材料，放入微波功率设定为600W的设备中处理5分钟，加 入溶剂水，均匀混合； S2:向Sl的混合物中加入同样经微波处理后的第二基础材料，均匀混合后，加入相应重 量份的聚乙烯醇、聚轮烷，搅拌均匀后，升温到50°C，搅拌12h; S3:向S2的混合物中分别加入相应重量份的发泡剂、生物表面活性剂，均匀混合； S4:将S3中得到的混合物，降低温度至30°C后，加入保湿剂，搅拌均匀，得到成品。
[0086]本实施例中得到的超轻粘土手感细腻较软、不粘手，易于成型、且成型后不易于开 裂、湿润度好。
[0087] 实施例2: 具体制备步骤如实施例1，不同点在于，Sl步骤中，微波处理30分钟；S2步骤中，升温到 80°(：，搅拌811。
[0088]本实施例中得到的超轻粘土手感细腻较软、不粘手，易于成型、且成型后不易于开 裂、湿润度好。
[0089] 实施例3: 具体制备步骤如实施例1，不同点在于，Sl步骤中，微波处理3分钟；S2步骤中，升温到 100°(：，搅拌611。
[0090] 本实施例中得到的超轻粘土手感细腻较软（比实施例1要软）、不粘手，易于成型、 且成型后不易于开裂、湿润度较好。
[0091] 实施例4: 具体制备步骤如实施例1，不同点在于，Sl步骤中，微波处理20分钟；S2步骤中，升温到 ll〇°C，搅拌 6h。
[0092] 本实施例中得到的超轻粘土手感细腻较软、不粘手，易于成型、且成型后不易于开 裂、湿润度较好。
[0093] 实施例5: 具体制备步骤如实施例1，不同点在于，S2步骤中，升温到120°C，搅拌5h。
[0094]本实施例中得到的超轻粘土手感细腻非常软、不粘手，易于成型、且成型后不易于 开裂、湿润度较好。
[0095] 实施例6: 具体制备步骤如实施例1，不同点在于，S2步骤中，升温到130°C，搅拌5h。
[0096] 本实施例中得到的超轻粘土手感细腻且较软、不粘手，易于成型、且成型后不易于 开裂、湿润度较好。
[0097] 实施例7: 具体制备步骤如实施例1，不同点在于，S2步骤中，升温到150°C，搅拌lh。
[0098]本实施例中得到的超轻粘土手感非常细腻且软、不粘手，易于成型、且成型后不易 于开裂、湿润度非常好。
[0099] 实施例8: 具体制备步骤如实施例1，不同点在于，S2步骤中，升温到KKTC，搅拌6h。
[0100] 本实施例中得到的超轻粘土手感非常细腻且非常软、不粘手，非常易于成型、且成 型后不易于开裂、湿润度非常好。
[0101] 实施例9: 具体制备步骤如实施例8。
[0102] 本实施例中得到的超轻粘土手感非常细腻且非常软、不粘手，非常易于成型、且成 型后不易于开裂、湿润度非常好。
[0103] 对比例1: 具体制备步骤如实施例8。
[0104] 本实施例中得到的超轻粘土手感差且粘手，不易于成型、且成型后易于开裂。
[0105] 对比例2: 具体制备步骤如实施例8。
[0106] 本实施例中得到的超轻粘土手感差且粘手，不易于成型、且成型后易于开裂，但手 感要略好于对比例1。
[0107] 对比例3: 具体制备步骤如实施例8。
[0108] 本实施例中得到的超轻粘土手感一般且轻微粘手，不易于成型、且成型后易于开 裂，但手感要略好于对比例2。
[0109] 对比例4: 具体制备步骤如实施例8。
[0110] 本实施例中得到的超轻粘土手感一般且轻微粘手，不易于成型、且成型后易于开 裂。
[0111] 对比例5: 具体步骤同实施例9，第一基础材料和第二基础材料不经过微波处理。
[0112] 本实施例中得到的超轻粘土手感细腻且软、不粘手，易于成型、且成型后易于开 裂、湿润度较好。
[0113] 对比例6: 具体步骤同实施例9，第一基础材料和第二基础材料在1200 °C以上焙烧。
[0114] 本实施例中得到的超轻粘土手感细腻且软、轻微粘手，易于成型、且成型后易于开 裂、湿润度较好。
[0115] 性能评价: 1、耐干燥性试验 实施例1~9和对比例1~6中样品，分别取20g，将其平铺到50mm的培养皿中，将其放入 25°C中的干燥器中，经过3天后，检查干燥情况，其中，非常干燥为1、干燥为2、半湿润为3、湿 润为4。
[0116] 2、性能试验 在25°C下，选100人分别对超轻粘土形态与手感进行综合判定的结果。
[0117] 表1各物质成分表
以上数据可以看出，与不使用聚轮烷、生物表面活性剂的产品相比，本发明的超轻粘土 组合物具有手感非常细腻且非常软、不粘手，非常易于成型、且成型后不易于开裂、湿润度 非常好，因此提供了本发明的有益技术效果。
[0118] 前述的实例仅是说明性的，用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求 旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例 的组合的选择的实施方式的说明。因此，
【申请人】的用意是所附的权利要求不被说明本发明 的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未 被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的 权利要求覆盖。
【主权项】
1. 一种超轻质粘土组合物，按重量份计，其特征在于，至少包括以下成分： 第一基础材料 100重量份； 第二基础材料 15~75重量份； 聚乙稀醇 5~80重量份； 发泡剂 0.1~1重量份； 保湿剂 1~30重量份； 水 50~70重量份； 所述第一基础材料为100~5000目的二氧化硅粉末； 所述第二基础材料为硅藻土、托玛琳、珍珠粉、贝壳粉、轻质碳酸钙中的一种或几种的 组合。2. 如权利要求1所述的超轻质粘土组合物，其特征在于，所述第一基础材料中，目数为 100~1000的二氧化硅占第一基础材料总重量的30~40%;目数为1000~3000的二氧化硅占 第一基础材料总重量的40~55%;目数为3000~5000的二氧化硅占第一基础材料总重量的5 ~30% 〇3. 如权利要求1所述的超轻质粘土组合物，其特征在于，所述的第二基础材料为具有 1000~10000目的颗粒。4. 如权利要求1所述的超轻质粘土组合物，其特征在于，所述的组合物还包括0.1~1重 量份的聚轮烷。5. 如权利要求4所述的超轻质粘土组合物，其特征在于，所述的聚轮烷包括环糊精与聚 乙二醇。6. 如权利要求5所述的超轻质粘土组合物，其特征在于，所述环糊精与聚乙二醇的重量 比为（1 ~10):100。7. 如权利要求5或6所述的超轻质粘土组合物，其特征在于，所述环糊精为丙烯酸马来 酸酐共聚物改性环糊精。8. 如权利要求1所述的超轻质粘土组合物，其特征在于，所述的组合物还包括0.1~10 重量份的生物表面活性剂。9. 如权利要求8所述的超轻质粘土组合物，其特征在于，所述的生物表面活性剂选自： 鼠李糖脂表面活性剂、槐糖脂表面活性剂、海藻糖脂表面活性剂或甘露糖赤藓糖醇脂表面 活性剂中的一种或几种的组合。10. 权利要求1~9所述的超轻质粘土组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤至少包 括： S1:提供第一基础材料，经微波处理后，加入水，均匀混合； S2:向S1的混合物中加入经微波处理后的第二基础材料，均匀混合后，加入聚乙烯醇、 聚轮烷，搅拌均匀后，升温到50~150°C，搅拌1~12h; S3:向S2的混合物中分别加入发泡剂、生物表面活性剂，均匀混合； S4:将S3中得到的混合物，降低温度至10~50°C后，加入保湿剂，搅拌均匀，得到成品。
【文档编号】C04B26/04GK106007478SQ201610332325
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】龙勇明
【申请人】衢州贝蒙文教用品制造有限公司