一种废弃印刷电路板非金属粉/三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法

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一种废弃印刷电路板非金属粉/三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明主要设及机电产品资源化回收领域,关于废弃印刷电路板非金属粉的回收 利用,特别设及一种废弃印刷电路板非金属粉/=元乙丙橡胶复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国可持续发展战略的实施,对环境保护提出了更高的要求,电子垃圾的回 收与利用成为多数国家面临的棘手问题。目前我国已成为家用电器的生产和消费大国,仅 W年报废更新2%计算,每年淘汰的4大类家用电器就达2000万台,加上在全社会普及使用的 更新周期只有2-4年的电脑、手机等高科技电子产品,W及不断涌现的质优价廉的新型家电 产品,使得我国家用电器的实际年报废更新已高达2500万台W上。印刷电路板(PCB)作为废 弃家电中的关键部件,其回收和资源化问题已成为急需解决的热点问题。目前中国已经成 为PCB第一大生产国,生产过程中的大量边角料、废板的回收也面临重大难题。
[0003 ]金属的价值一直是废弃印刷电路板(WPCBs )回收的直接动力。经过分选富集的金 属一般可送到金属冶炼公司进行深加工或是电解提纯。而占电路板质量70%左右的玻璃纤 维树脂粉末(即非金属粉)由于成分复杂和相对较低的回收价值,致使针对其的资源化研究 比较少,据估算,我国每年将产生15万吨的WPCBs非金属粉。目前,我国对热固性复合材料 废弃物的处理主要采取填埋和焚烧。原则上,填埋处理选择在山沟或荒地,也有些单位采取 就近掩埋,运种方法会造成±壤的破坏和大量±地的浪费。焚烧处理一般采用直接燃烧,运 种方法比较简单,不会造成±地浪费,但由于燃烧中产生大量毒气,会造成环境污染。
[0004] 在工业发达国家,特别是在欧洲,热固性复合材料回收利用技术日益受人关注。各 有关大公司共同投资、联合建厂,并且有政府资助。回收加工厂多W粉碎和热解法技术为 主,已具备一定的规模,技术日趋成熟,其主要研究方向大致分为2个方面,一是研究非再生 热固性复合材料废弃物的处理新技术,二是开发可再生、可降解的新材料。回收方法有W下 巧中主要方法,即能量回收(焚烧法)、化学回收(热解法)、粒子回收(粉碎法)。无论从技术可 行性还是实用性来讲,粉碎回收法是最为可取的,可回收的热固性复合材料废弃物品种较 多,对用一般方法难W回收的热固性复合材料废弃物(如PCB废弃物)也能较好的回收,且不 会对环境造成污染,是解决热固性复合材料废弃物污染的一个重要发展方向。废弃线路板 基板的主要组成是纤维强化热固性树脂,由于热固性塑料本身的特点,除了焚烧回收热值 夕h还可W作为粉末用于涂料、铺路材料等重新利用;虽然运些再生品质量低下、档次不高, 而且在经济投资和资源利用方面也是不合理的,但是,近几年的研究结果表明,热固性塑料 可W重新制成复合材料,可W根据废弃线路板基板原材料的不同,进行分开粉碎处理,选择 新的树脂基体,最终生产出多种复合材料,即废弃物复合材料。
[0005] 物理填充法处理非金属粉,无需改变非金属粉的化学状态,可用作通用填料使用, 技术可行、无污染、处理量大和易于工业化应用,是非金属粉资源化有较好前景的技术。目 前,国内外研究者也对WPCBs非金属粉进行了一些物理填充法的尝试,并取得一些成果。如: 文南犬l(Mou, P.; Xiang, D.; Duan, G. Products made from nonmetallie materials reclaimed from wasteprinted circuit boards. Tsinghua Sci. Technol. 2007, 12 (3): 276-283.);文南犬2(Mou, P. New solutions for reusing nonmentals reclaimed from waste printed circuit boards. Proceedings of the IEEE International Symposium on Electronics and the Environment, IEEE: New York, 2005; pp 205-209.)对非金属粉的再利用方法进行多种尝试。通过不同加工方法,制备得到了多种非金属 粉填充材料,如砖块、阴沟栅、复合板材和鼠标模型等。
[0006] 水泥固化技术也被用于WPCBs的处理处置,如:文献3(Niu,X. Treatment Of waste printed wire boards in electronic waste for safe disposal. J. Hazard. Mater. 2007,145 (3): 410-416.)采用高压压缩和水泥固化两种方法对电路板进行固化 处置。文献4(黄发荣.酪醒树脂及其应用.北京,化学工业出版社,2003.)报道了将破碎、静 电分选铜锥基酪醒板所得的树脂粉作为纸质酪醒层压板填料,加入10%左右,可不同程度地 提高流动性和固化速度及制品的机械电器性能。
[0007] 国内一些科研人员也对非金属粉进行了填充再利用,如将非金属粉填充制备聚丙 締(PP)和聚氯乙締(PVC)复合材料,如:文献5(Zheng, Y. The reuse of nonmetals recycled from waste printed circuit boards as reinforcing fillers in the polypropylene composites. J. Hazard. Mater. 2009, 163 (2-3): 600-606),文献6 (Zheng, Y. A novel approach to recycling of glass fibers from nonmetal materials of waste printed circuit boards. J. Hazard. Mater. 2009, 170 (2-3): 978-982.),文献7(林芝.废弃线路板中环氧树脂再利用技术初探.环境科技.2009,22巧): 1-3.)。一些专利文献也设及此方面的研究,例如CN101591459 A制备了废印刷电路板非金 属粉/聚丙締树脂复合材料;CN103087458 B制备了废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材 料;CN101190981 B采用聚丙締为主体树脂、=元乙丙橡胶作为增初剂,加入废印刷电路板 非金属粉制得了汽车保险杠专用料;CN101591459 BW废印刷电路板非金属粉、高密度聚乙 締及木粉制得了木塑材料;CN 102161806 BW废印刷电路板非金属粉、聚氯乙締、氯化聚乙 締及木粉制得了木塑材料;CN 102161802 B制备了废印刷电路板非金属粉/聚氯乙締复合 材料;CN 102226025 B将废印刷电路板非金属粉用于回收聚丙締的填充改性。
[0008] 目前为止,废印刷电路板非金属粉在聚合物的填充改性均集中在热塑性和热固性 塑料的填充改性中,CN 102675717 B提出的改性印刷电路板非金属回收料及其制备方法所 制得的改性非金属粉也是只适用于塑料填充之中,将废弃印刷电路板非金属粉应用在橡胶 材料中的填充改性尚未见报道,就目前情况而言,将废弃印刷电路板非金属粉直接加入橡 胶后,其无法起到补强的作用,只能作为惰性填料。如果能够提高其在橡胶中的补强性能, 对提高回收利用材料的附加值、节约资源、降低制品的成本均具有重要的意义。

【发明内容】

[0009] 本发明针对现有技术无法使得加入废弃印刷电路板非金属粉的=元乙丙橡胶具 有较高的力学性能而提供一种废弃印刷电路板非金属粉/=元乙丙橡胶复合材料,W此提 高废弃印刷电路板非金属粉在=元乙丙橡胶中的补强性能。
[0010] 本发明的另一目的在于提供一种废弃印刷电路板非金属粉/=元乙丙橡胶复合材
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