专利名称：路用木质素纤维及制备方法
技术领域：
本发明涉及SMA沥青混合料中稳定剂及制备方法，尤其涉及一种路用木质 素纤维及制备方法。
背景技术：
SMA全称沥青玛蹄脂碎石混合料，是一种由沥青纤维稳定剂、矿粉及少量的 细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙而组成的沥青混合 料。其结构强度来自于粗集料骨架之间的相互嵌挤及锁结力。在原料组成上具 有粗集料、矿粉、沥青含量高而细集料含量低的特点；在结构上具有骨料间有 效嵌挤、沥青膜较厚、空隙率小、表面粗糙的特点。SMA的组成和结构特点决定 了混合料具有抗滑耐久、密实耐久、抗高温软化以及减少低温开裂的优异性能。
而在生产沥青玛蹄脂碎石混合料时须采用到一种重要材料一一纤维稳定 剂， 一般都使用纤维，其是SMA的必要组成成分。科研人员已开发出来许多种 类的纤维，它们包括木质素纤维、有机纤维、玻璃纤维和钢渣纤维等。道路研 究人员将上述纤维添加到玛蹄脂碎石混合料(SMA)中并做了大量的各种性能试 验。试验结果表明，上述纤维在性能上各有所长，综合评价其总体性能，并考 虑到工程的经济性，木质素纤维是较为合理的选择，因此得到了广泛的应用。
路面木质素纤维在SMA混合料中的作用，现在有很多不同的说法，也很难 确认，从公路部门的用户来说，机理固然重要，但实质还是看对沥青混合料的 影响如何。应用于SMA沥青混合料中主要起到稳定剂和增强剂的作用。随着研究的不断深入，纤维稳定剂在沥青混合料中不可替代的作用也逐渐 被人员所认识并且得到肯定， 一些专门从事纤维生产的公司也应运而生，比较
著名的有德国的JRS公司，美国的INTERFIBER公司和FIBERAND公司等。纤维 种类也从最初的矿物纤维、有机聚合物纤维发展到目前主流的木质素纤维。
近年来，用木质素纤维铺设的SMA沥青路面以其使用性能好、施工技术简 单的特点己受到了普遍关注。自20世纪60年代，澳大利亚、加拿大等国家首 先在沥青混合料中添加纤维材料以来，欧美许多国家己兴起了纤维增加沥青路 面技术的研究高潮，做了大量的工作。美国、加拿大、澳大利亚、德国、比利 时、奥地利等国家在许多工程中都采用了纤维，并形成了一些专利产品，如美 国的 BoniFiber ， GoodRoadII ， FiberPave ， Road—Celden ， 德国的 ARBOCELDolanitAS等。
我国在SMA方面的研究起步较晚，但自从1992年首次将SMA技术应用 到修建"国门第一路"首都机场高速公路以来，关于SMA的研究在国内发展很 快。但纵观国内的研制现状，在对路用木质素纤维产品系统性开发与生产工艺 控制等相关研究工作还未有实质性的开展，大多数厂家还处于模仿国外的生产 工艺进行生产的摸索阶段，所用原料品种复杂且成本高， 一般采用湿法工艺生 产，不但所需设备较多而且占地面积大，还需要较大面积的贮浆池，生产投资 大，制造成本高，不易推广应用；在生产过程中有废水排出，容易对周边环境 形成污染，且对水源和能源的消耗都较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种所需原料品种单一且低廉、生产工艺简单且低 能耗、生产成本低、不消耗水源、无环境污染的一种路用木质素纤维产品及制 备方法，它通过下述技术方案来实施所述路用木质素纤维包括下列重量百分比的废纸废弃刊物纸50 70%， 废弃新闻纸30 50%;废弃刊物纸的吸油率应为4 5倍，灰分含量应为20 30%;废弃新闻纸的吸油率应为6 8倍，灰分含量应为5 8%。
采用如下步骤的干法工艺
1) 备料对作为原料的废弃新闻纸和废弃刊物纸的水分和灰分分别进行检
测，应达到所述规定范围，并按所述重量百分比分别称量各原料；
2) 切碎将称量好的原料分别用切碎机切碎，通过控制其转速和进料量使 切碎宽度控制在10土3mm;
3) 混料将切碎后的原料以所述质量百分配比放入混料机进行混合；
4) 粉碎将上述混合的物料经加料装置送入粉碎机粉碎，使粉碎后成品物 料在通过O. 15mm筛孔时的筛分率为70±10%;
5) 包装称重后用内衬PVE薄膜的包装袋真空封口包装，称重误差不大于
10/0。
所述粉碎机为叶轮式超级粉碎机，在粉碎过程中通过控制进料量、叶轮转 速和系统风量大小，调节成品物料粒度和纤维形态，使其达到所述筛分率。
本发明仅用两种废纸作为原料来生产符合质量标准的路用木质素纤维产 品，不但原料品种单一，而且变废为宝大大降低原料成本。
本发明采用干法工艺，使整个生产过程无化学反应，无废水排出，对周边 环境无任何影响，工艺流程简单，所需操作人员少，工艺条件易于控制，所需 设备少且容易操作，耗电少节能，可节省了大量的木材、水、电以及化工原料， 所以大大降低了生产成本，具有明显的经济效益和社会效益。
本发明采用通用设备，生产投资成本低，易于上马筹建，通过干法工艺生 产出的路用木质素纤维在质量及路用性能上均达到了国外同类产品的质量标准，完全可以代替进口产品用于路面施工，从而可实现铺路原料国产化，降低 铺路成本。
本发明将吸油率与灰分含量作为原料检验的关键指标，使原料遴选方便快 捷并确保了路用木质素纤维的质量。
图1是灰分含量与吸油率关系图。
具体实施例方式
本申请的发明人通过大量的试验研究，发现纤维的灰分含量与吸油率之间 具有相当高的相关性，请参见图l，随着灰分含量的增加，吸油率成反比下降。 这是因为无机矿物质的吸油率本质上就比天然纤维低；同时，在同一重量下， 灰分含量高则纯纤维含量就低，而提高吸油率的有效成分应该是纤维而并非灰 分，因此灰分高导致吸油率下降。选用的高灰分含量的原料从而会导致吸油率 指标偏低，以至于不满足规定的要求，而路用木质素纤维素质量标准又有明确 规定的灰分含量要求。所以，本发明利用废弃新闻纸吸油率高而废弃刊物纸灰 分含量高的特点，在大量试验的基础上得出的废弃新闻纸和废弃刊物纸的适合 配比，以期达到产品既具较高吸油率又符合所规定的灰分含量要求，从而保证 本发明的路用木质素纤维具有良好的高、低温性能并符合SMA路面性能特点的 要求。
本发明还根据灰分含量与吸油率的相关性，对废弃纸原料提出吸油率与灰 分含量指标作为制备路用木质素纤维产品原料的参考指标，以便更好、更方便 快捷地控制原料，从而保证产品质量。
下面以三个实施例对本发明做进一步说明。 实施例11) 备料
对废弃新闻纸和废弃刊物纸原料的的吸油率与灰分含量别进行检测，检验 指标如下并按所述重量百分比分别称重；
吸油率 灰分含量 废弃刊物纸 5.0倍 30%
废弃新闻纸 6.0倍 5%
按下列质量百分配比称重上述原料 废弃刊物纸 70%;
废弃新闻纸 30%
2) 切碎
将称量好的废弃新闻纸和废弃刊物纸原料分别用切碎机切碎，通过控制其 转速和进料量使切碎宽度控制在10土3mm;
3) 混料
将切碎后的废弃新闻纸和废弃刊物纸原料通过称重按重量比为7: 3配比放 入混料机进行充分混合。
4) 粉碎
将上述混合的物料经加料装置送入叶轮式超级粉碎机粉碎，在粉碎过程中 通过控制进料量、叶轮转速和系统风量大小，调节成品物料粒度和纤维形态， 使粉碎后成品物料在通过0. 15 mm筛孔时的筛分率为70±10%;
5) 包装
将成品物料按包装重量称重，称重后的成品物料通过专用的包装机械灌入 其内衬为PVE薄膜的包装袋，并进行真空封口包装，称重误差不大于1%。实施例2
1) 备料
对废弃刊物纸和废弃新闻纸原料的的吸油率与灰分含量别进行检测，检验 指标如下并按所述重量百分比分别称重；
吸油率 灰分含量 废弃刊物纸 4.5倍 25%
废弃新闻纸 6.8倍 7%
按下列质量百分配比称重上述原料-废弃刊物纸 50% 废弃新闻纸 50%;
2) 切碎
将称量好的废弃新闻纸和废弃刊物纸原料分别用切碎机切碎，通过控制其 转速和进料量使切碎宽度控制在10士3mm;
3) 混料
将切碎后的废弃新闻纸和废弃刊物纸原料通过称重按重量比为1: 1配比放 入混料机进行充分混合。
4) 粉碎
将上述混合的物料经加料装置送入叶轮式超级粉碎机粉碎，在粉碎过程中 通过控制进料量、叶轮转速和系统风量大小，调节成品物料粒度和纤维形态， 使粉碎后成品物料在通过0. 15 mm筛孔时的筛分率为70±10%;
5) 包装
将成品物料按包装重量称重，称重后的成品物料通过专用的包装机械灌入 其内衬为PVE薄膜的包装袋，并进行真空封口包装，称重误差不大于1%。实施例3
1) 备料
对废弃新闻纸和废弃刊物纸原料的的吸油率与灰分含量分别进行检测，检 验指标如下并按所述重量百分比分别称重；
吸油率 灰分含量 废弃刊物纸 4.0倍 20%
废弃新闻纸 8.0倍 8%
按下列质量百分配比称重上述原料 废弃刊物纸 60%; 废弃新闻纸 40%
2) 切碎
将称量好的废弃新闻纸和废弃刊物纸原料分别用切碎机切碎，通过控制其 转速和进料量使切碎宽度控制在10士3mm;
3) 混料
将切碎后的废弃新闻纸和废弃刊物纸原料通过称重按重量比为3: 2配比放 入混料机进行充分混合。
4) 粉碎
将上述混合的物料经加料装置送入叶轮式超级粉碎机粉碎，在粉碎过程中 通过控制进料量、叶轮转速和系统风量大小，调节成品物料粒度和纤维形态， 使粉碎后成品物料在通过0. 15 mm筛孔时的筛分率为70士10%;
5) 包装
将成品物料按包装重量称重，称重后的成品物料通过专用的包装机械灌入 其内衬为PVE薄膜的包装袋，并进行真空封口包装，称重误差不大于1%。
权利要求
1.路用木质素纤维，其特征在于包括下列重量百分比的废弃纸废弃刊物纸50～70％，废弃新闻纸30～50％；废弃刊物纸的吸油率应为4～5倍，灰分含量应为20～30％；废弃新闻纸的吸油率应为6～8倍，灰分含量应为5～8％。
2. 路用木质素纤维的制备方法，其特征在于采用如下步骤的干法工艺1) 备料对作为原料的废弃新闻纸和废弃刊物纸的水分和灰分分别进行检 测，应达到上述规定范围，并按所述重量百分比分别称量各原料；2) 切碎将称量好的原料分别用切碎机切碎，通过控制其转速和进料量使 切碎宽度控制在10土3mm;3) 混料将切碎后的原料以所述质量百分配比放入混料机进行混合；4) 粉碎将上述混合的物料经加料装置送入粉碎机粉碎，使粉碎后成品物 料在通过0. 15 mm筛孔时的筛分率为70±10%;5) 包装称重后用内衬PVE薄膜的包装袋真空封口包装，称重误差不大于1%。
3. 根据权利要求2所述的路用木质素纤维的制备方法，其特征在于所述粉 碎机为叶轮式超级粉碎机，在粉碎过程中通过控制进料量、叶轮转速和系统风 量大小，调节成品物料粒度和纤维形态，使其达到所述筛分率。
全文摘要
本发明涉及路用木质素纤维及制备方法。所述纤维包括下列重量百分比的废纸废弃刊物纸50～70％，废弃新闻纸30～50％；废弃刊物纸的吸油率应为4～5倍，灰分含量应为28～32％；废弃新闻纸的吸油率应为6～8倍，灰分含量应为6～8％。上述纤维的制备方法包括1)备料，对作为原料的水分和灰分分别检测及称重；2)切碎，切碎宽度控制在10±3mm；3)混料，原料放入混料机进行混合；4)粉碎，通过0.15mm筛孔时的筛分率为70±10％。本发明采用干法工艺，使整个生产过程无化学反应，无废水排出，对周边环境无任何影响，工艺流程简单易于控制，操作人员少，节能，可节省大量的木材、水、电以及化工原料，产品质量及路用性能均达到了国外同类产品的质量标准，降低了生产成本，具有明显的经济效益和社会效益。
文档编号C04B16/02GK101607800SQ20091018168
公开日2009年12月23日 申请日期2009年7月24日 优先权日2009年7月24日
发明者侯永发, 商士斌, 张志祥, 曹荣吉, 游玉石, 丹 王 申请人:江苏省交通科学研究院股份有限公司;中国林业科学研究院林产化学工业研究所