专利名称：利用废弃电路板非金属粉制备改性沥青的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用废弃电路板非金属粉改性沥青的方法，利用经破碎分 选后的废弃电路板非金属粉制备改性沥青，提高石油沥青的高温性能，降低改 性沥青的成本。属于环境保护领域中的工业废弃物处理，资源化领域。
背景技术：
废弃印刷电路板(PCB)是电子垃圾的一种，其中含有铜、金、银、钯等十几 种回收价值较高的金属，如废旧手机电路板中的金属含量为金280g/t、银2kg/t、 铜1000g/t、钯100g/t。金属的价值是废弃电路板回收行业的主要经济驱动力， 研究者研究的重点也主要集中在废弃印刷电路板中稀贵金属及有价金属的回收 上，而忽视非金属的回收和再利用问题。在回收电路板中金属的过程中，将产 生大量电路板非金属材料，如果不对其进行必要的处置，只是进行简单的填埋 或焚烧，不仅侵占大量土地，也将对环境造成严重污染。
因此，从环保和资源两个方面考虑，如何科学处理废弃电路板的非金属材 料的问题己迫在眉睫。
印刷电路板中的非金属材料主要是以玻璃纤维、环氧类和酚醛类树脂组成 的混合物。其中环氧类和酚醛类树脂为热固性树脂，难于熔化和溶解；玻璃纤 维热值较低，无法使用焚烧的方法来处理。填埋是目前大规模处理废旧印刷电 路板的主要方法，但把这些废旧印刷电路板当作垃圾丢掉，会造成大量的资源 浪费，并引起严重的环境污染。文献《印刷电路板废弃物的热解及其产物分析》 (孙路石，陆继东等，《燃料化学学报》2002年第3期)和文献《印刷电路板基 材的热解实验研究》(彭科等，《环境污染治理技术与设备》2004年第5期)介 绍了用热解方法处理废旧印刷电路板。该方法主要是使PCB中的高分子有机材 料裂解成小分子烷烃，合理回收后可作燃料和化工原料使用；同时PCB中玻璃 纤维等无机物大多不发生变化，还是以固体废弃物形式存在。由于在PCB中含
少量的高分子有机材料，并且在热解过程中产生很多的有害气体(如多溴二苯 醚可生成多溴代二苯并二恶垸及多溴代二苯并呋喃)。因此，该方法存在成本高、 工艺复杂，造成二次环境污染等问题。
沥青是铺路和其它建筑领域使用量巨大的一种粘弹性材料。针对沥青的改 性由来已久，然而所用的改性剂大多是采用价格昂贵的高分子材料来提高沥青 的各项性能，增加了沥青的成本。随着国内高速公路建设的高速发展，改性沥 青的需求量不断增加，同时高分子材料改性剂的需求量也日益增多。近几年来， 由于资源日益枯竭及价格上涨，人们环保意识日渐增强，寻找沥青改性剂的替 代材料及降低生产成本已成为改性沥青生产的当务之急。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用废弃电路板非金属 粉制备改性沥青的方法，解决电路板非金属材料的环境污染问题，同时又能获 得低成本、高质量的环保型改性沥青。
为实现上述目的，本发明从资源的再生利用和环境保护这两个角度出发， 将废弃电路板非金属粉末作为改性剂，添加到已加热到液态的石油沥青中，经 过高速剪切共混均匀，得到非金属粉改性沥青。
本发明的方法具体如下
以重量百分数计，原料组分为石油沥青70~95 %，废弃电路板非金属粉
5~30%。
先将经破碎分选后的废弃电路板非金属粉加热到80-120 。C，干燥30-60 min 后添加到己加热到液态的石油沥青中，维持温度为140 180。C，在高速剪切下共 混10 60 min，使其共混均匀而制成改性沥青。
其中，所述废弃电路板非金属粉粒度为0.03 l.OOmm。
如果需要改善沥青的其它性能，可以同时与其它改性剂共同使用，以达到 协同效应。
本发明采用的经破碎分选后的废弃电路板非金属粉主要成分是环氧树脂和 玻璃纤维粉末，其高温稳定性能优异。因此，本发明将经破碎分选后的废弃电
路板非金属粉作为改性剂添加到沥青中，可以提高沥青的高温性能和降低改性 沥青的成本。改性后的沥青的抗车辙因子G*/sinS、极限使用温度(G"sinS = 1 kPa)、软化点、针入度等一系列指标得到显著改善。
本发明的优点(1)使废弃电路板中的非金属材料得到回收利用，减少了 其填埋或焚烧处理造成的二次环境污染；(2)作为沥青的改性剂，节约了昂贵 的高分子原料，保护了不可再生资源，降低了生产成本；(3)工艺简单，产品 符合标准，有利于实现工业化应用。
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作进一步描述。以下实施例不 构成对本发明的限定。 实施例1
原料组分为70号石油沥青重量百分数90%，废弃电路板非金属粉重量百 分数10%，废弃电路板非金属粉的粒度为0.07mm。
先将废弃电路板的非金属粉，加热到120 。C干燥30 min，然后添加到已加 热到液态的石油沥青中，维持温度为150。C，并在高速剪切下共混10min，使其 共混均匀，制成改性沥青。
经测试，所得改性沥青的环球软化点(。C)为51.5， 25 。C针入度(dmm) 为60.6， 15。C延度(cm)为〉100, 60 °C的G*/sin5 (Pa)为2411.85，极限使用 温度(°C ) (G*/sin5= 1 kPa)为66.2。
以上试验数据中，环球软化点根据ASTMD36测得；
针入度根据ASDM D 5测得；
延度是根据ASTMD 113-86测得；
G*/sinS和极限使用温度根据美国高速公路战略研究项目(SHRP)的规定测得。
由此可见，本实施例得到的改性沥青提高了石油沥青的高温性能，同时保 留了其低温性能。 实施例2
原料组分为70号石油沥青重量百分数85 %，废弃电路板非金属粉重量百 分数15 %，废弃电路板非金属粉的粒度为0.09 mm。
先将废弃电路板非金属粉，加热到120。C干燥50min，然后添加到己加热 到液态的石油沥青中，维持温度为160。C，并在高速剪切下共混20 min，使其 共混均匀，制成改性沥青。
经测试，所得改性沥青的环球软化点(。C)为52.5， 25。C针入度(dmm)为 59.0， 15。C延度(cm)为70.3, 60 °C的G*/sinS (Pa)为3001.05，极限使用温度 (°C ) (G*/sin5= 1 kPa)为67.9。 测试方法同实施例1。
由此可见，本实施例的改性沥青提高了石油沥青的高温性能，同时保留了 其低温性能。 实施例3
原料组分为70号石油沥青重量百分数80%,废弃电路板非金属粉重量百 分数20 %，废弃电路板非金属粉的粒度为0.08 mm。
先将废弃电路板的非金属粉，加热到IOO °C干燥30min，然后添加到己加 热到液态的石油沥青中，维持温度为155。C，并在高速剪切下共混50min，使其 共混均匀，制成改性沥青。
经测试，所得改性沥青的环球软化点(。C)为53， 25。C针入度(dmm)为 58.0， 15。C延度(cm)为59.1, 60 °C的G*/sin5 (Pa)为3406.33，极限使用温度 (°C ) (G*/sin5= 1 kPa)为68.4。 测试方法同实施例1。
由此可见，本实施例的改性沥青提高了石油沥青的高温性能，同时保留了 其低温性能。 实施例4
原料组分为70号石油沥青重量百分数75%，废弃电路板非金属粉重量百 分数25%，废弃电路板非金属粉的粒度为0.7mm。
将废弃电路板进行粗破碎和细破碎，然后由高压静电分选得到非金属粉富 集体。先将得到的废弃电路板非金属粉加热到120 。C干燥30 min，添加到已加 热到液态的石油沥青中，维持温度为160。C，并在高速剪切下共混20 min，使 其共混均匀，制成改性沥青。
经测试，所得改性沥青的环球软化点(。C)为54.0， 25。C针入度(dmm)为 53.7， 15。C延度(cm)为43.5， 60 °C的G"sin5 (Pa)为3995.27，极限使用温度 (°C ) (G*/sin5 = 1 kPa)为69.4。 测试方法同实施例1。
由此可见，本实施例的改性沥青提高了石油沥青的高温性能，同时保留了 其低温性能。
权利要求
1、一种利用废弃电路板非金属粉制备改性沥青的方法，其特征在于以重量百分数计，取原料组分为石油沥青70～95％，经破碎分选后的废弃电路板非金属粉5～30％；先将废弃电路板非金属粉加热到80-120℃，干燥30-60min，然后添加到已加热到液态的石油沥青中，维持温度为140～180℃，在高速剪切下共混10～60min，使其共混均匀，获得改性沥青。
2、根据权利要求l的利用废弃电路板非金属粉制备改性沥青的方法，其特征 在于所述废弃电路板非金属粉的粒度为0.03 1.00 mm。
全文摘要
本发明公开了一种利用废弃电路板非金属粉制备改性沥青的方法，将经破碎分选后的废弃电路板非金属粉作为改性剂添加到沥青中，以提高沥青的高温性能和降低改性沥青的成本。改性沥青由重量百分数为70～95％的石油沥青和5～30％的废弃电路板非金属粉组成。先将经过破碎分选的废弃电路板的非金属粉，加热到80-120℃干燥30-60min后加入到加热到液态的石油沥青中，经高速剪切使其共混均匀，即得改性沥青。本发明可以解决废弃电路板非金属粉的处置及污染问题，也可以降低改性沥青的生产成本。
文档编号C10C3/00GK101353585SQ200810042789
公开日2009年1月28日 申请日期2008年9月11日 优先权日2008年9月11日
发明者王仕峰, 许振明, 杰 郭, 郭久勇 申请人:上海交通大学