[發明專利]廢棄電路板非金屬超細粉體及其與聚烯烴的復合材料和它們的制備方法

有效

• 申請號: 201410524682.6
• 申請日: 2014-10-08
• 公開（公告）號: CN104327374B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 白時兵;楊雙橋;王琪;華正坤
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/06;C08L51/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K7/14;C08J3/22
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 唐麗蓉

本發明公開的一種廢棄電路板非金屬超細粉體的制備方法是將市售廢棄電路板非金屬粉加入固相力化學反應器中進行碾磨，碾磨后即得平均體積粒徑≤65μm，比表面積≥0.12m²/g，粒徑分散度小于≤4的廢棄電路板超細粉體。本發明公開的用該超細粉體與聚烯烴制備復合材料的方法是將該超細粉體先與市售廢棄聚烯烴粒料、偶聯劑、相容劑和聚烯烴蠟制成母料，然后再與市售廢棄聚烯烴粒料按1?1.5:1共混均勻后經雙螺桿擠出機在190?210℃擠出。本發明操作簡便，回收成本低廉，易于規模化生產，所得復合材料的外觀和性能大為提高，是廢棄電路板非金屬粉體的一條新的回收利用途徑。

技術領域

本發明屬于非金屬粉回收材料及其回收方法技術領域，具體涉及一種廢棄電路板非金屬超細粉體及其與聚烯烴的復合材料和它們的制備方法

背景技術

印刷電路板(PCB)產業是電子電器行業的基礎，其產量和用量都很巨大，2012年全球印制電路板產值已達543.10億美元(國家統計年鑒，2013年)。我國是全球最大的印刷電路板的生產和消費國，約占40％(全球電子電路行業2013年年度報告)。每年我國廢棄的印刷電路板(WPCB)超過50萬噸(中國塑料行業2013年統計報告)，WPCB中的金屬材料回收技術已較為成熟，但其中的非金屬材料部分是由玻纖以及交聯環氧或不飽和樹脂組成，約占總重量的50％，由于其不溶不熔，難以回收，一般通過堆放、焚燒或填埋處理，這不僅浪費大量可再回收資源，還對環境造成嚴重危害。如在我國廣東清遠地區，堆積如山的WPCB非金屬粉(見圖1)由于沒有合適的方法處理，露天堆放在路邊，給當地的環境造成嚴重的污染。因此，如何將其合理回收利用是國民經濟持續發展亟待解決的問題。

在廢舊電路板非金屬材料的回收利用技術中，利用廢棄電路板中的非金屬粉制備復合材料是當前研究的熱點和主流。如將廢棄電路板非金屬粉填充環氧樹脂(CN1792618A)、聚氯乙烯(PVC)(Wang X,Guo Y,Liu J.et al,Journal of environmentalmanagement,2010,91:2505-2510)，代替木粉制備酚醛復合材料(CN101037527A；Guo J,RaoQ,Xu Z.et al,Journal of Hazardous materials,2008,153:728-734)或作為增強填料增強聚酯(Hong S G,Su S H.et al/Journal of Environmental Science&Health Part A,1996,31:1345-1359)、聚丙烯(PP)(Zheng Y,Shen Z,Cai C,et al.Journal of HazardousMaterials,2009,163:600-606)等。但直接采用這些粉體來填充制備的復合材料存在以下問題：1)制品外觀極差，難以被市場所接收。從利用WPCB制備的PP復合材料(PP/WPCB＝7/3)可以看到，由于普通工業方法制備的WPCB非金屬粉體粒徑較大且分布較寬(大于300μm)，故制備的復合材料分散較差，使得成型的制品表面有許多白色顆粒或黃斑，表面粗糙，外觀極差(見圖3)。2)制品力學性能差，強度低，性能不穩定，其實用性面臨巨大的挑戰。究其原因，是因為市售的WPCB非金屬粉中存在大量粒徑大于200um的玻纖的聚集體(見圖4)，且環氧或不飽和樹脂緊密附著在玻纖表面(見圖5)，當這種粉體填充至PP經熱塑加工后，這些聚集體仍不能良好分散，會在材料中形成白色顆粒或黃斑(見圖6)，嚴重影響材料的外觀和力學性能。

針對現有WPCB非金屬粉體填充制備的復合材料存在的問題，研究較多的是采用的高溫熱解的方法將WPCB非金屬粉中的熱固性樹脂分解，將剩余的玻璃纖維作為填料填充聚合物制備復合材料(Zheng Y,Shen Z,Shulin Ma,Cai C,et al.Journal of Hazardousmaterials,2009,170:978-982)，但熱解過程產生大量有毒有害氣體，對環境危害極大。將WPCB非金屬粉進一步粉碎，再經表面處理填充至高分子基體制備復合材料是解決WPCB非金屬粉回收利用難題的有效方法。但遺憾的是，目前尚無將市售WPCB非金屬粉進行進一步超細粉碎改性研究的相關工作報道。