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_2

文档序号:9919419阅读:来源:国知局
料的制备方法。
[0011] 本发明的技术原理是:首先对废弃印刷电路板非金属粉进行细化和臭氧活化处 理,再用琉基硅烷偶联剂进行预处理;之后将预处理的废弃印刷电路板非金属粉、马来酸酢 (或不饱和簇酸)接枝=元乙丙橡胶、=元乙丙橡胶、增塑剂、填料、促进剂、氧化锋、硬脂酸、 硫横制成混炼化后,硫化制成制品。
[0012] 本发明所要解决的技术问题是通过如下方案解决的:一种废弃印刷电路板非金属 粉/=元乙丙橡胶复合材料,该复合材料是由W下重量份数的原料组成: 立元乙丙橡胶 100份; 改性印刷电路板非金属粉 20~120份; 接枝S元乙丙橡胶 5~15份; 增塑剂 0~80份; 填料 0~50份; 促进剂 2~5份; 氧化锋 3~5份; 硬醋酸 0.8~1.2份; 硫横 0.5~1.5份。
[001引优选的,本发明所述的改性印刷电路板非金属粉,按如下方法制得: 1) 将琉基硅烷偶联剂溶解在乙醇溶剂中,静置醇解,制得琉基硅烷偶联剂乙醇溶液; 2) 将球磨、过筛后的印刷电路板非金属粉置于臭氧中进行活化; 3) 将步骤2)活化后的印刷电路板非金属粉置于高速揽拌机中揽拌,边揽拌边加入步骤 1)制得的偶联剂溶液,自然干燥,然后置于烘箱烘干。
[0014] 其中,步骤1)中,琉基硅烷偶联剂乙醇溶液的质量百分浓度为10~50%,醇解时间 为5~30分钟;步骤2)中,活化时间为3~15分钟;步骤3)中,高速揽拌机转速为500~1000 转/分钟,揽拌时间为10~30分钟,烘箱溫度80~120°C,烘干时间1~3小时,所述琉基硅烷 偶联剂的用量为改性印刷电路板非金属粉质量的0.5~1.5%,所述琉基硅烷偶联剂为琉丙 基二甲氧基硅烷或琉丙基二乙氧基硅烷。
[0015] 进一步优选的,本发明所述的接枝=元乙丙橡胶选自马来酸酢、马来酸、丙締酸或 甲基丙締酸接枝S元乙丙橡胶中的一种,所述的接枝S元乙丙橡胶凝胶含量小于2%,接枝 率为2~8%,该接枝S元乙丙橡胶由S元乙丙橡胶与接枝单体在高溫和高剪切力下通过硫 醇-締反应制得,所述的接枝单体具有如下结构通式: 其中,
[0016] 更优选的,本发明所述的接枝单体可W由W下步骤制得: 1) 将琉基丙酸季戊四醇醋溶解在有机溶剂中,配成第一溶液; 2) 将不饱和簇酸或酸酢溶解在有机溶剂中,并加入自由基引发剂,配成第二溶液; 3) 加热第一溶液,边揽拌边滴加第二溶液,滴加结束后继续反应,减压除去有机溶剂, 即得多官能团接枝单体; 其中,步骤1)中所述第一溶液的质量百分浓度为20~60%,步骤2)中所述第二溶液的质 量百分浓度为20~60%,所述自由基引发剂的加入量为琉基丙酸季戊四醇醋与不饱和簇酸 或酸酢质量之和的0.2~2%,琉基丙酸季戊四醇醋与不饱和簇酸或酸酢的摩尔比为1:3,步 骤3)中所述第一溶液的加热溫度为60~90°C,反应时间为0.5~2小时; 所述的有机溶剂选自甲苯、丙酬、乙酸乙醋中的一种,所述的不饱和簇酸或酸酢选自马 来酸酢、顺下締二酸、甲基丙締酸或丙締酸中的一种,所述的自由基引发剂为过氧化苯甲酯 或偶氮二异下腊。
[0017] 特别的,本发明所述的接枝单体也可W由W下步骤制得: 1) 将琉基丙酸季戊四醇醋溶解在有机溶剂中,配成第一溶液; 2) 将不饱和簇酸或酸酢溶解在有机溶剂中,加入光引发剂,配成第二溶液; 3) 在常溫下,缓慢将第二溶液边揽拌边滴加入第一溶液,同时边进行紫外光照,滴加结 束后,继续进行紫外光照,减压除去溶剂,得多官能团接枝单体; 其中,步骤1)中所述第一溶液的质量百分浓度为20~60%,步骤2)中所述第二溶液的质 量百分浓度为20~60%,所述光引发剂加入量为琉基丙酸季戊四醇醋与不饱和簇酸或酸酢 质量之和的0.2~2%,其中琉基丙酸季戊四醇醋与不饱和簇酸或酸酢的摩尔比为1:3,步骤 3)中滴加时间为30~60分钟,继续紫外光照时间为10~30分钟; 所述的有机溶剂选自甲苯、丙酬、乙酸乙醋中的一种,所述的不饱和簇酸或酸酢选自马 来酸酢、顺下締二酸、甲基丙締酸或丙締酸中的一种,所述的光引发剂选自光引发剂184, 1173,907,659 中的一种。
[0018] 本发明所述填料选自炭黑、白炭黑、陶±、碳酸巧、滑石粉中的一种或几种,所述促 进剂选自促进剂PZ、促进剂BZ、促进剂M、促进剂DM、促进剂TMTD、促进剂TE、促进剂CZ、促进 剂CBS中的一种或几种;所述的增塑剂选自氯化石蜡、石蜡油、环烧油、芳控油中的任意一种 或几种。
[0019] 实现本发明另一目的所采用的技术方案为:一种废弃印刷电路板非金属粉/ =元 乙丙橡胶复合材料的制备方法,其具体制备步骤为: 1) 配料:按质量份数称取=元乙丙橡胶、改性印刷电路板非金属粉、接枝=元乙丙橡 胶、增塑剂、填料、促进剂、氧化锋、硬醋酸、硫横; 2) 混炼:将=元乙丙橡胶、改性印刷电路板非金属粉、接枝=元乙丙橡胶、增塑剂、填 料、氧化锋、硬醋酸投入密炼机进行混炼,混炼溫度为80~160°C,混炼时间为5~10分钟;冷 却至60°C W下后,加入硫横和促进剂,密炼室溫度控制在不超过80°C,制得胶料; 3) 硫化:将步骤2)所制备的胶料,经过压延、挤出成型后进行硫化,制成废弃印刷电路 板非金属粉/=元乙丙橡胶复合材料。
[0020] 本发明与现有技术相比,具有如下优点: 1)本发明对废弃印刷电路板非金属粉中的玻璃纤维W及固化的环氧树脂粉末均进行 了活化,两者均可W通过化学键与=元乙丙橡胶大分子结合起来,故大大地提高了其补强 性能,作为补强剂的改性废弃印刷电路板非金属粉混入橡胶后,不仅可W提高橡胶的定伸 应力和拉伸强度等力学性能,而且还可降低成本和改善工艺性能。
[0021] 2)本发明采用臭氧对废弃印刷电路板非金属粉进行活化处理,W除去其表面的一 层环氧树脂,并且使得玻璃纤维表面产生大量的娃径基,从而提高硅烷偶联剂与玻璃纤维 的反应活性。采用硅烷偶联剂对含娃的填料进行处理是工业上常用的方法,对于本领域的 技术人员来说会直接采用硅烷偶联剂对废弃印刷电路板非金属粉进行硅烷偶联剂处理,然 而在本发明中,发明人发现:废弃印刷电路板非金属粉中的玻璃纤维的主要成分是娃酸盐, 其表面的娃径基很少,且在破碎时大部分表面仍会被很薄的一层环氧树脂所包裹,所W直 接进行硅烷偶联剂处理的效果较差。
[0022] 3)本发明选用的琉基硅烷偶联剂可W与玻璃纤维表面的娃径基发生缩合反应,从 而在废弃印刷电路板非金属粉中的玻璃纤维表面接枝上琉基,琉基在橡胶硫化时可与橡胶 大分子一起发生反应,从而W化学键结合,提高了玻璃纤维与橡胶的结合力。
[0023] 4)本发明选用的马来酸酢、丙締酸或甲基丙締酸接枝=元乙丙橡胶,其中的酸酢 (或簇酸)基团在高溫硫化时可与废弃印刷电路板非金属粉中的环氧树脂发生醋化反应,运 是因为环氧树脂通常W胺类为固化剂,通过氨基的活泼氨与环氧基团发生反应来进行固 化,固化后的环氧树脂结构中仍然有大量未反应的径基。径基与马来酸酢(或马来酸、丙締 酸、甲基丙締酸)接枝=元乙丙橡胶中的酸酢(或簇酸)基团在高溫硫化时发生醋化反应,从 而W化学键与接枝=元乙丙橡胶结合,而接枝=元乙丙橡胶仍然可W与=元乙丙橡胶发生 硫化反应,形成=维网络结构,运样,固化后的环氧树脂在硫化时也通过化学键与橡胶大分 子结合在一起。
[0024] 5)本发明将废弃印刷电路板非金属粉的应用从塑料推广到橡胶中,有利于环境保 护。
【附图说明】
[0025]图1是未经臭氧处理的废弃电路板非金属粉的沈M图。
[00%]图2是经臭氧处理的废弃电路板非金属粉的沈M图。
【具体实施方式】
[0027] W下进一步描述本发明的具体技术方案,W便于本领域的技术人员进一步理解本 发明,而不构成对权利的限制。
[0028] 本发明具体技术方案如下: 1)改性废弃电路板非
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