CN111379185A - 一种筑路用木质纤维素材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种筑路用木质纤维素材料及制备方法，采用大麻秆为原料，采用湿法造纸和干法造纸工艺相结合制备而成。制备纤维最大长度小于8mm，冲气筛筛选通过100目筛的纤维比例为80％，具有吸油量大于自身重量5g/g，表面电阻系数小于35×109Ω，干度大于95％，灰分含量为13‑25％，在210℃下干燥2h失重小于5％，且能在沥青中均匀分散的木质纤维素产品。选用大麻秆为原料，在制备产品过程中，未除去原料中的甾醇和油脂成分，降低了生产成本约10％。采用干法和湿法加填工艺相结合，利用不同类型，粒度，形状，性能的填料赋予了产品所需分散性能和吸油率。

Description

一种筑路用木质纤维素材料及制备方法
技术领域
本发明涉及于筑路用工程新材料领领域，具体为一种筑路用木质纤维素材料及制备方法。
背景技术
SMA路面是指由沥青、矿粉、纤维稳定剂及细集料组成的沥青玛蹄脂填充于间断级配粗集料的骨架间隙中形成密实沥青混合料所铺筑的路面，经过碾压成型后具有抗车辙、抗裂、抗滑、不透水、耐久性强等技术优点，因此现在SMA路面运用的地方较多，但是现在的SMA路面在在制作的方法中成本较高、分散性能和吸油率交底、油在沥青中的分散效果不好、纤维表面静电积累较高。
针对上述问题，我们对传统的制作工艺进行改进和创新，提出了一种筑路用木质纤维素材料及制备方法，解决了现有工艺中存在的缺陷。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种筑路用木质纤维素材料及制备方法。
为实现上述目的，本发明的目的是要制备一种可用于SMA路面的木质纤维素材料，该材料是采用大麻秆为原料，采用湿法造纸和干法造纸工艺相结合制备而成。制备纤维最大长度小于8mm，冲气筛筛选通过100目筛的纤维比例为80％，具有吸油量大于自身重量5g/g，表面电阻系数小于35×109Ω，干度大于95％，灰分含量为13-25％，在210℃下干燥2h失重小于5％，且能在沥青中均匀分散的木质纤维素产品。
优选的，原料选择，大麻秆为原料，该原料长径比为56，纤维平均长度为1.05mm，最长纤维为4.85mm，冲气筛通过100目纤维比例为82％，灰分含量为7.12％，原料中的灰分和苯醇抽提物在制备木质纤维素的过程中得到了充分利用。
优选的，制备方法，具体的；
步骤S10：将大麻秆原料经过碎浆机疏解成单根纤维；
步骤S20：疏解后的纤维经过稀释后浓度为0.1-5％，先后经过压力筛和锥形除渣器，除掉浆料中含有的纤维束和砂石杂质；
步骤S30：筛选除渣后的浆料进入配浆池，加入混合填料，然后加入表面活性剂，搅拌均匀；
步骤S40：将浆池内的浆料通过冲浆泵进入高位箱，加入防水剂和助留剂；
步骤S50：浆料进入流浆箱上网，经过成型，压榨，干燥后得到干燥的纸板；
步骤S60：将得到的纸板利用绒毛化器绒毛化，绒毛化过程中风送加入高岭土或滑石粉，用量为6.0％绝干浆和活性重质或轻质碳酸钙，用量为0.8％绝干浆，利用集棉器集棉；
步骤S70：产品检验，包装，入库既得。
优选的，上述步骤S30中所述的混合填料为研磨或沉淀碳酸钙用量为20％绝干浆，活性重质或轻质碳酸钙用量为0.5％绝干浆，高岭土或滑石粉用量为 5％绝干浆。
优选的，所述的阳离子表面活性剂为0.1％的十六烷基氯化铵，十六烷基溴化铵。
优选的，上述步骤S40中所述的的防水剂为烷基烯酮二聚体用量为0.15％绝干浆或分散松香胶用量为2％绝干浆，所述的助留助滤体系为阳离子聚丙烯酸胺(400ppm)-硼润土(0.25％绝干浆)或环氧乙烷(600ppm)-改性酚醛树脂 (1.0％)。
优选的，上述步骤S60的绒毛化过程中加入高岭土和活性碳酸钙，使木质纤维素在沥青中均匀分散。
工艺流程说明如下：
附图说明
图1为木质纤维的生产工艺流程。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该筑路用木质纤维素材料及制备方法，选用大麻秆为原料，在制备产品过程中，未除去原料中的甾醇和油脂成分，降低了生产成本约10％。采用干法和湿法加填工艺相结合，利用不同类型，粒度，形状，性能的填料赋予了产品所需分散性能和吸油率。采用烷基烯酮二聚体或分散松香胶施胶，提高了纤维表面的疏水性能，并将其界面性能由亲水变为亲油，有利于改善在沥青中的分散。采用540KN/m的线压力，提高了压榨部脱水率，降低了干燥负荷。采用烘缸干燥后接红外干燥的工艺，将纤维过干燥，其干度可达97％以上。并且红外干燥过程中纤维表面疏水化，内部的树脂成分也赋予了纤维疏水亲油性能，减少了受潮易结团的可能性。对于干燥的纸板，采用绒毛化工艺，将纤维的表面积提高到2-6m2/g，将产品的吸油率提高到9-15g/g。采用干、湿法加入抗静电剂，将产品的表面电阻系数降低为21×109Ω。有效的降低了纤维的表面静电积累，有利于在风送过程中的纤维分散。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了筑路用木质纤维素材料及制备方法，筑路用木质纤维素材料由大麻秆、混合填料(其中研磨碳酸钙用量为20％绝干浆，活性重质碳酸钙用量为0.5％绝干浆，高岭土用量为4.5％绝干浆)、表面活性剂(十六烷基氯化铵用量为0.1％绝干浆)、防水剂(烷基烯酮二聚体用量为0.15％绝干浆)、助留剂(聚丙烯酸胺-膨润土用量为0.25％绝干浆)以绝干浆计算的重量配比为100∶25∶0.1∶0.15∶0.25；其制备步骤如下：
(1)大麻秆疏解分散：在5立方的碎浆机中加入250kg大麻秆，疏解 10-30分钟，将其完全疏解分散；
(2)浆料的筛选除渣：疏解后的纤维经过稀释后浓度为1％先后经过压力筛筛选，随后经过一级三段锥形除渣器除渣，除掉浆料中含有的纤维束和砂石杂质；
(3)配浆加料：筛选除渣后的浆料进入100立方配浆池，然后加入混合填料(其中研磨碳酸钙用量为20％绝干浆，活性重质碳酸钙用量为0.5％绝干浆，高岭土用量为4.5％绝干浆)，最后加入0.1％阳离子表面活性剂(十六烷基氯化铵)，搅拌均匀；
(4)加胶：将浆池内的浆料通过冲浆泵进入高位箱，加入烷基烯酮二聚体(用量为0.15％绝干浆)胶料和助留助滤体系(阳离子聚丙烯酸胺 (400ppm)-膨润土(0.25％绝干浆)；
(5)冲浆上网：浆料以1.5％浆浓进入流浆箱上网，在1600多缸多圆网纸机上成型；
(6)压榨：得到的湿纸板经过三段520KN/m线压力复合压榨，脱除水分；
(7)干燥：压榨后的纸板经过烘干干燥，达到约80％的干度，随后进入红外干燥装置，剧烈干燥除去剩余的水，并使得纸板干燥，干度达97％以上；
(8)绒毛化：将得到的纸板利用绒毛化器绒毛化，绒毛化过程中风送加入高岭土(5％绝干浆)和活性重质碳酸钙(0.5％绝干浆)，利用集棉器集棉；
(9)产品检验，包装，入库既得。
实施例2以实际生产中试为例，筑路用木质纤维素材料由大麻秆、混合填料(其中研磨碳酸钙用量为20％绝干浆，活性重质碳酸钙用量为0.5％绝干浆，高岭土用量4.5％绝干浆)、表面活性剂(十六烷基溴化铵用量为0.1％绝干浆)、防水剂(分散松香胶用量为2％绝干浆)、助留剂(环氧乙烷-改性酚醛树脂用量为1％绝干浆)以绝干浆计算的重量配比为100∶25∶0.1∶2∶1；其制备步骤如下：
(1)大麻秆疏解分散：在5立方的碎浆机中加入250kg大麻秆，疏解10-30 分钟，将其完全疏解分散；
(2)浆料的筛选除渣：疏解后的纤维经过稀释后浓度为1％先后经过压力筛筛选，随后经过一级三段锥形除渣器除渣，除掉浆料中含有的纤维束和砂石杂质；
(3)配浆加料：筛选除渣后的浆料进入80立方配浆池，然后加入混合填料(其中沉淀碳酸钙用量为20％绝干浆，活性轻质碳酸钙用量为0.5％绝干浆，滑石粉用量为4.5％绝干浆)，最后加入0.1％阳离子表面活性剂(十六烷基溴化铵)，搅拌均匀；
(4)加胶：将浆池内的浆料通过冲浆泵进入高位箱，加入分散松香胶(用量为2％绝干浆)胶料和助留助滤体系(环氧乙烷(600ppm)-改性酚醛树脂 (1.0％)助留助滤体系)；
(5)冲浆上网：浆料以1.5％浆浓进入流浆箱上网，在1600多缸多圆网纸机上成型；
(6)压榨：得到的湿纸板经过三段530KN/m线压力复合压榨，脱除水分；
(7)干燥：压榨后的纸板经过烘干干燥，达到约80％的干度，随后进入红外干燥装置，剧烈干燥除去剩余的水，并使得纸板干燥，干度达97％以上；
(8)绒毛化：将得到的纸板利用绒毛化器绒毛化，绒毛化过程中风送加入滑石粉(5％绝干浆)和活性轻质碳酸钙(0.5％绝干浆)，利用集棉器集棉；
(9)产品检验，包装，入库既得。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种筑路用木质纤维素材料及制备方法，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：大麻秆、混合填料、表面活性剂、防水剂和助留剂以90∶35∶(0.1-1)∶(0.1-2)∶(0.2-1.0)的重量配比，其重量按绝干浆计算，通过湿法和干法造纸过程制得；其制备步骤如下；
步骤S10：将大麻秆原料经过碎浆机疏解成单根纤维；
步骤S20：疏解后的纤维经过稀释后浓度为0.1-5％，先后经过压力筛和锥形除渣器，除掉浆料中含有的纤维束和砂石杂质；
步骤S30：筛选除渣后的浆料进入配浆池，加入混合填料，然后加入表面活性剂，搅拌均匀；
步骤S40：将浆池内的浆料通过冲浆泵进入高位箱，加入防水剂和助留剂；
步骤S50：浆料进入流浆箱上网，经过成型，压榨，干燥后得到干燥的纸板；
步骤S60：将得到的纸板利用绒毛化器绒毛化，绒毛化过程中风送加入高岭土或滑石粉，用量为6.0％绝干浆和活性重质或轻质碳酸钙，用量为0.8％绝干浆，利用集棉器集棉；
步骤S70：产品检验，包装，入库既得。
2.根据权利要求1所述筑路用木质纤维素材料及制备方法，其特征在于：所述的混合填料为研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、活性重质或轻质碳酸钙、高岭土或滑石粉中的一种或几种混合组成。
3.根据权利要求1所述筑路用木质纤维素材料及制备方法，其特征在于：所述的防水剂为烷基烯酮二聚体或分散松香胶。
4.根据权利要求1所述筑路用木质纤维素材料及制备方法，其特征在于：所述的助留剂为阳离子聚丙烯酸胺-膨润土或环氧乙烷-改性酚醛树脂。
5.根据权利要求1所述筑路用木质纤维素材料及制备方法，其特征在于：所述的表面活性剂为十六烷基氯化铵，十六烷基溴化铵。
6.根据权利要求1所述筑路用木质纤维素材料及制备方法，其特征在于：在步骤S10后不需对纤维进行脱甾醇和油脂处理而直接进入步骤S20，充分利用了大麻秆中的甾醇、油脂成分，将其变为有效的填料加以利用。
7.根据权利要求1所述筑路用木质纤维素材料及制备方法，其特征在于：在步骤S50中所述的上网浆料浓度达1-5％，干燥后纸板的干度＞95％。
8.根据权利要求1所述筑路用木质纤维素材料及制备方法，其特征在于：在步骤S60中用绒毛化器来实现单根纤维的分离，使木质纤维素达2-6m2/g的比表面积。
9.根据权利要求1所述筑路用木质纤维素材料及制备方法，其特征在于：所述的木质纤维素材料在沥青玛蹄脂碎石路面即高速公路面中的应用。
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