专利名称：用废线路板中回收的玻璃纤维制备聚丙烯复合材料的方法
技术领域：
本发明涉及用废线路板中回收的玻璃纤维制备聚丙烯复合材料的方法，属于固体 废弃物有资源化综合利用技术领域。
背景技术：
随着电子工业技术的快速发展，电子产品的生命周期也变的越来越短，导致了大 量的电子产品被丢弃，由此产生了大量的废旧印刷线路板。废旧印刷线路板随意的丢弃到 环境中不仅是对环境的污染，也是对资源的浪费。因此，如何对废旧印刷线路板进行有效的 处理以及资源化回收利用，已经成为环境保护与经济发展所面临的一大难题。当前对废旧 印刷线路板的处理方法主要有机械物理法，化学处理法，热处理法等，其中真空热解法处 理废旧印刷线路板不但可以实现全部组分材料的分离与回收，而且具有低污染排放和高能 源回收率的优点，因此被认为是最具前景的处理方法。但是真空热解处理废线路板的过程 中产生大量的玻璃纤维，如果直接排放到环境中不仅破坏环境而且浪费资源，因此对废旧 印刷线路板中的玻璃纤维的资源化利用研究很有意义。玻璃纤维作为废旧印刷线路板的重要组分之一，其回收利用常常被忽视，研究的 比较少。目前，有些研究是将废旧印刷线路板中的树脂和玻璃纤维一起作为填料来利用，从 效果来说，影响了复合材料的综合性能，因为复合材料中起增强作用的是玻璃纤维，而那样 玻璃纤维就不能够与基体很好的接触，带来对性能增强的影响；从经济角度来说，是一种资 源的浪费，通过热解处理可以将高分子的树脂转变成附加值更高的热解油来加以利用。目 前有关将废旧印刷线路板的真空热解渣中的玻璃纤维作为聚丙烯增强材料方面的研究尚 未见报道。玻璃纤维是一种良好且常用的高分子增强材料，对其的回收利用研究具有良好 的环保效益，经济效益和社会效益。
发明内容
基于以上背景，为了解决现有技术的不足，本发明提供了用废线路板中回收的玻 璃纤维制备聚丙烯复合材料的方法，解决了废旧印刷线路板中玻璃纤维的污染环境问题， 同时带来了成本低廉，工艺简单，性能良好的玻璃纤维利用方法。一种用废线路板中回收的玻璃纤维制备聚丙烯复合材料的方法步骤如下①使用废旧印刷线路板中回收的玻璃纤维；②用硅烷偶联剂对回收的玻璃纤维进行表面处理；③处理后的玻璃纤维与聚丙烯经过高速混合；④混合料经过双螺杆挤出机挤出、造粒和干燥；⑤粒料经过注塑机注塑成型。本发明采用的具体步骤1.玻璃纤维的制备使用的玻璃纤维是废旧印刷线路板经过真空热解后所得 到的，经过剪切破碎、重力分选、煅烧加标准筛筛分得到长度范围为0. 180 0. 450mm、0. 125 0. 180mm、0. 098 0. 125mm、0. 076 0. 098mm 和小于 0. 076mm 的玻璃纤维，按重量
计玻璃纤维在复合材料中占10% 50%。2.玻璃纤维的表面处理所用的玻璃纤维经过Y-氨丙基三乙氧基硅烷处理，用 Y “氨丙基三乙氧基硅烷对玻璃纤维进行表面处理，首先以无水乙醇为溶剂配制硅烷偶联 剂溶液，硅烷偶联剂与要处理的玻璃纤维重量比为2 100，持续搅拌至硅烷偶联剂充分溶 解，随后将玻璃纤维放入，并不停的振荡溶液15分钟，再在室温下浸泡1 2小时，随后取 出于120°C干燥约4小时，取出冷却备用。3.原料的混合表面改性的玻璃纤维与聚丙烯经过经过混合机混合均勻，混合机 速度为750转/分钟，时间5分钟，按重量计聚丙烯在复合材料中占50% 90%。4.挤出，造粒混合原料经过双螺杆挤出机挤出，造粒且干燥。挤出条件为螺杆 转速35转/分钟，双螺杆挤出机上-区到六区的温度分别为175°C、185°C、195°C、200°C、 210°C、220°C。5.注塑粒料经过注塑机注塑成型。即得复合材料，注塑条件为注塑机的注塑 压力:80Mpa，保压压力:65Mpa，注射时间5s，冷却时间30s，模具温度:70°C，料筒温度 190 230°C，喷嘴温度220°C。所得到的复合材料与纯聚丙烯相比，弯曲模量增幅68. 42 %，弯曲强度增幅 31. 16%，拉升强度增幅25. 93%，冲击强度增幅41. 38%，维卡软化点增加3. 2°C。本发明的有益效果1.通过真空热解法在得到玻璃纤维的同时树脂组分转变为热解油加以利用。2.玻璃纤维不但起到填充作用还起到增强的作用，复合材料的性能得到很好的增强。3.工艺简单，节约成本，没有污染。4.保护了环境，废物资源化利用，实现了良好的环保效益，经济效益和社会效益。
图1为本发明的工艺流程图.图2为本发明自制真空热解试验装置流程示意图。其中1.热解反应器，2.加热器，3.控温炉，4.热电偶，5.真空表，6.水冷凝器，7.冰 冷凝器，8.球阀，9.水环真空泵，10.水箱，11.氢氧化钠溶液，12.气体采样点，13.气袋， 14.温度控制器，15.液体收集器，16.真空继电器，17.电磁阀，18.安全缓冲器。
具体实施例方式以下通过具体的实施例对本发明的技术方案做进一步描述，以下的实施例所采用 的原料不构成对本发明技术方案的限定。实施例11.废线路板的真空热解利用自行设计制造的真空热解装置，首先把废线路板切 割成尺寸为50mmX50mm的块料，放入真空热解装置中进行真空热解，热解条件为热解终 温为550°C、加热速率为10°C · min-1、热解压力为20kPa及恒温时间为60min，得到真空热解渣。2.玻璃纤维的制备所使用的玻璃纤维是从废线路板真空热解渣中得到的，真空 热解渣经过剪切破碎、重力分选、煅烧加标准筛筛分得到长度范围为0. 180 0. 450mm的玻 璃纤维，按重量计玻璃纤维占30 %，聚丙烯占70 %。3.玻璃纤维的表面处理所用的玻璃纤维经过Y-氨丙基三乙氧基硅烷处理，用 Y “氨丙基三乙氧基硅烷对玻璃纤维进行表面处理，首先以无水乙醇为溶剂配制硅烷偶联 剂溶液，硅烷偶联剂与要处理的玻璃纤维重量比为2 100，持续搅拌至硅烷偶联剂充分溶 解，随后将玻璃纤维放入，并不停的振荡溶液15分钟，再在室温下浸泡1 2小时，随后取 出于120°C干燥约4小时，取出冷却备用。4.原料的混合表面改性的玻璃纤维与聚丙烯经过经过混合机混合均勻，混合机 速度为750转/分钟，时间5分钟。5.挤出，造粒混合原料经过双螺杆挤出机挤出，造粒且干燥，挤出条件为螺杆 转速35转/分钟，双螺杆挤出机上一区到六区的温度分别为175°C、185°C、195°C、200°C、 210°C、220°C。6.注塑粒料经过注塑机注塑成型，即得复合材料，注塑条件为注塑机的注塑 压力:80Mpa，保压压力:65Mpa，注射时间5s，冷却时间30s，模具温度:70°C，料筒温度 190-230°C，喷嘴温度2200C。复合材料拉伸性能测试采用塑料拉伸性能试验方法(GB/T1040-92)、弯曲性能测 试采用塑料弯曲性能试验方法(GB/T 9341-2000)、冲击性能测试采用塑料悬臂梁冲击试 验方法(GB/T 1843-1996)、热性能测试采用热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定(GB/ T1633)。经测试，复合材料冲击强度8. 2KJ/m2 ；拉升强度37. 93MPa ；弯曲强度42. 64MPa ；弯 曲模量2590. 3IMPa ；维卡软化点157. 8°C。实施例21.同实施例1。2.玻璃纤维的制备所使用的玻璃纤维是从废线路板真空热解渣中得到的，真空 热解渣经过剪切破碎、重力分选、煅烧加标准筛筛分得到长度范围为0. 125 0. 180mm的玻 璃纤维。按重量计玻璃纤维占30%，聚丙烯占70%。3，4，5，6及测试方法同实施例1。 经测试，复合材料冲击强度7. 54KJ/m2 ；拉升强度36. 25MPa ；弯曲强度39. 7MPa ；弯 曲模量2450. 2IMPa ；维卡软化点156. 6°C。实施例31.同实施例1。2.玻璃纤维的制备所使用的玻璃纤维是从废线路板真空热解渣中得到的，真空 热解渣经过剪切破碎、重力分选、煅烧加标准筛筛分得到长度范围为0. 098 0. 125mm的玻 璃纤维，按重量计玻璃纤维占40 %，聚丙烯占60 %。3，4，5，6及测试方法同实施例1。经测试，复合材料冲击强度6. 81KJ/m2 ；拉升强度34. 04MPa ；弯曲强度35. 75MPa ； 弯曲模量2367. OlMPa ；维卡软化点155. 5°C
实施例41.同实施例1。2.玻璃纤维的制备所使用的玻璃纤维是从废线路板真空热解渣中得到的，真空 热解渣经过剪切破碎、重力分选、煅烧加标准筛筛分得到长度范围为0. 076 0. 098mm的玻 璃纤维。按重量计玻璃纤维占30%，聚丙烯占70%。3，4，5，6及测试方法同实施例1。经测试，复合材料冲击强度6. 12KJ/m2 ；拉升强度33. 18MPa ；弯曲强度34. OlMPa ； 弯曲模量2317. 48MPa ；维卡软化点155°C实施例51.同实施例1。2.玻璃纤维的制备所使用的玻璃纤维是从废线路板真空热解渣中得到的，真空 热解渣经过剪切破碎、重力分选、煅烧加标准筛筛分得到长度范围为小于0. 076mm的玻璃 纤维。按重量计玻璃纤维占30%，聚丙烯占70%。3，4，5，6及测试方法同实施例1。经测试，复合材料冲击强度5. 52KJ/m2 ；拉升强度32. 87MPa ；弯曲强度33. 90MPa ； 弯曲模量2216. 3IMPa ；维卡软化点154. 8°C实施例61.同实施例1。2.玻璃纤维的制备所使用的玻璃纤维是从废线路板真空热解渣中得到的，真空 热解渣经过剪切破碎、重力分选、煅烧加标准筛筛分得到长度范围为0. 180 0. 450mm的玻 璃纤维。按重量计玻璃纤维占10%，聚丙烯占90%。3，4，5，6及测试方法同实施例1。经测试，复合材料冲击强度7. 02KJ/m2 ；拉升强度32. 25MPa ；弯曲强度35. 43MPa ； 弯曲模量2155. 99MPa ；维卡软化点155. 5°C实施例71.同实施例1。2.玻璃纤维的制备所使用的玻璃纤维是从废线路板真空热解渣中得到的，真空 热解渣经过剪切破碎、重力分选、煅烧加标准筛筛分得到长度范围为0. 180 0. 450mm的玻 璃纤维。按重量计玻璃纤维占50%，聚丙烯占50%。3，4，5，6及测试方法同实施例1。经测试，复合材料冲击强度6. 53KJ/m2 ；拉升强度32. 78MPa ；弯曲强度38. 35MPa ； 弯曲模量3020. 51. 48MPa ；维卡软化点156. 8°C。
权利要求
1.一种用废线路板中回收的玻璃纤维制备聚丙烯复合材料的方法，其特征在于该方法 步骤如下①使用废旧印刷线路板中回收的玻璃纤维；②用硅烷偶联剂对回收的玻璃纤维进行表面处理；③处理后的玻璃纤维与聚丙烯经过高速混合；④混合料经过双螺杆挤出机挤出、造粒和干燥；⑤粒料经过注塑机注塑成型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述步骤①中所使用的玻璃纤维是废旧印 刷线路板经过真空热解后所得到的，经过剪切破碎、重力分选、煅烧加标准筛筛分得到长度 范围为 0. 180 0. 450mm、0. 125 0. 180mm、0. 098 0. 125mm、0. 076 0. 098mm 和小于 0. 076mm的玻璃纤维，按重量计玻璃纤维在复合材料中占10% 50%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述步骤②中用Y-氨丙基三乙氧基硅烷 对玻璃纤维进行表面处理，首先以无水乙醇为溶剂配制硅烷偶联剂溶液，硅烷偶联剂与要 处理的玻璃纤维重量比为2 100，持续搅拌至硅烷偶联剂充分溶解；随后将玻璃纤维放 入，并不停的振荡溶液15分钟，再在室温下浸泡1 2小时，随后取出于120°C干燥约4小 时，取出冷却备用。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述步骤③中经过表面改性的玻璃纤维与 聚丙烯经过混合机混合均勻，混合机速度为750转/分钟，时间5分钟，按重量计聚丙烯在 复合材料中占50% 90%。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述步骤④中混合原料经过双螺杆挤出机 挤出，造粒且干燥，挤出条件为螺杆转速35转/分钟，双螺杆挤出机上一区到六区的温度 分别为 175°C、185°C、195°C、200°C、210°C、220°C。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述步骤⑤中粒料经过注塑机注塑成型即 得复合材料，注塑条件为注塑机的注塑压力80Mpa，保压压力65Mpa，注射时间5s，冷却 时间30s，模具温度70°C，料筒温度190 230°C，喷嘴温度220°C。
全文摘要
本发明公开了一种用废线路板中回收的玻璃纤维制备聚丙烯复合材料的方法，废旧印刷线路板作为废旧电子产品的重要组成部分，其基板中含有40％左右的玻璃纤维，如果不能够很好的处理，将造成环境污染和资源浪费；本发明对此问题提出了解决办法，利用废线路板中回收的玻璃纤维和聚丙烯制备了复合材料，按重量计玻璃纤维10％～50％，基体聚丙烯50％～90％；该方法制备步骤是备料，混合，挤出，造粒，干燥，注塑；制备的复合材料在性能上较聚丙烯有了很大的提升，为线路板的资源化回收利用提供了方法，具有良好的环保效益，经济效益和社会效益。
文档编号C08K7/14GK102002185SQ201010529818
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者刘敬勇, 孙水裕, 宋卫锋, 戴文灿, 梁海峰, 钟胜 申请人:广东工业大学