[發明專利]一種納米復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910987830.0
• 申請日: 2019-10-17
• 公開（公告）號: CN110591297B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 管傳金;殷國成;毛晨晨
• 申請（專利權）人: 上海第二工業大學
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K3/04;C08K3/22;C08J11/16;B82Y30/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 王潔平

本發明公開了一種納米復合材料及其制備方法。其制備方法包括以下步驟：步驟1：將熱固性環氧樹脂廢棄物破碎、分選，收集非金屬粉；步驟2：將非金屬粉加入無機酸中于60～100℃加熱20～100小時；步驟3：過濾，收集濾液，調節濾液pH值，然后加入納米顆粒，攪拌1～3小時，得到環氧樹脂納米復合材料。本發明通過一步法直接回收濾液中環氧樹脂，濾液可循環使用，無二次污染，對環境友好，而且制備的納米復合材料具有更高的附加值。

技術領域

本發明涉及熱固性環氧樹脂廢棄物中環氧樹脂的回收技術領域，具體涉及一種納米復合材料及其制備方法。

背景技術

由于環氧樹脂具有絕緣性能高、結構強度大和密封性能好等獨特的優點，廣泛應用于多個領域，如電子電器、電力工業、風力發電、化學工業、航天航空、土木建筑、體育用品等。熱固性環氧樹脂產品俗稱玻璃鋼，特殊的三維網狀結構使其具有不溶不熔的特性，難以用常規的回收塑料的方法回收。大量的熱固性環氧樹脂廢棄物由于難以回收而堆積在某個角落，或直接填埋，導致大量資源的浪費。

環氧樹脂一個重要應用領域是電子電器工業。印刷線路板（PCB）基板是玻璃纖維增強的環氧樹脂復合材料，具有三維網狀結構。PCB是電子工業的基礎，是電子產品的主要零部件，承擔著元器件的連接和固定，小到電子表大到航天飛機都離不開印刷線路板（PCB）。我國是印刷線路板的生產大國，產量居世界前列。在電子廢棄物中含有大量的廢棄PCB，特別是家用電器。隨著科技的發展和生活水平的提高，電子產品更新周期加快，生命周期縮短，導致大量廢棄PCB的產生。

由于廢棄PCB中含有大量的有價金屬和重金屬，不僅具有回收價值，而且隨意丟棄對環境的污染非常嚴重。因而，在熱固性環氧樹脂廢棄物中，廢棄PCB最受科研工作者的關注。目前，關于廢棄PCB資源化研究最多的是金屬的回收，而廢棄PCB中金屬的回收也比較成熟。據統計，帶有元器件的線路板大約含40%金屬、30%塑料和30%陶瓷；而拆除元器件的線路板大約含有28%的金屬、72%的非金屬材料。在回收金屬后將產生大量的廢棄非金屬基板或非金屬粉。目前處置這些非金屬粉的方法主要是填埋，不僅占有土地，而且浪費資源、污染環境。

目前，關于其他領域的熱固性環氧樹脂廢棄物資源化的研究較少。這些領域的廢棄物由于大部分不含金屬而直接填埋。

在我們以前的專利CN101407596B公布了一種化學方法回收廢棄印刷線路板非金屬粉中環氧樹脂的方法。該方法是用萃取法回收濾液中的環氧樹脂。該方法需要消耗大量萃取劑以及產生較多廢液，過程比較繁瑣，成本較高。為減少環氧樹脂回收產生二次污染，減少回收成本，增加回收環氧樹脂的經濟價值，減少廢液的產生，本發明直接用納米顆粒將濾液中的環氧樹脂沉淀析出。該方法直接制備環氧樹脂納米復合材料，簡化回收過程，減少污染物排放，得到應用范圍更加廣泛、附加值更高的納米復合材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種以熱固性環氧樹脂廢棄物為原料，經過分解后制備環氧樹脂納米復合材料的方法。該方法簡化了環氧樹脂的回收過程，降低了回收成本，同時將回收環氧樹脂制備成一種新的復合材料，賦予回收環氧樹脂更大的應用價值和應用領域。

為了達到上述目的，本發明提供了一種納米復合材料的制備方法，該方法包含：

步驟1，將熱固性環氧樹脂廢棄物粉碎、分選，回收非金屬粉；

步驟2，將非金屬粉加入到無機酸中，加熱至60～100℃，反應20～100小時；反應結束后過濾，收集濾液，調節濾液的pH值為0～3；其中，非金屬粉的重量：無機酸的體積為1 g：3～10mL，無機酸的濃度為5～10mol/L；

步驟3，在攪拌和超聲的共同作用下，向濾液中加入納米顆粒，加完后繼續攪拌1～3小時，此時環氧樹脂納米復合材料沉淀析出，過濾，水洗至中性，干燥，得到環氧樹脂納米復合材料；其中，納米顆粒的加入量為每100mL濾液中加入納米顆粒0.1～10g。