专利名称：利用废弃印刷电路板中非金属材料制备酚醛模塑料的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用废弃印刷电路板中非金属材料制备酚醛模塑料的方法，回收利用废弃印刷电路板非金属材料代替部分木粉，低成本的制备酚醛模塑料。属于环境保护技术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。
目前，多采用破碎的方法分离印刷电路板中的金属和非金属，主要回收其中的金属，而废弃印刷电路板中的非金属材料作为垃圾丢掉。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，但把它当作垃圾丢掉，会造成大量的资源浪费和环境污染。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烷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，并不是处理废弃印刷电路板中非金属材料的最理想的方法。
酚醛模塑料是人类历史上最早得到开发应用的合成材料，它具有价廉、绝缘性好、耐热性好的特点，被广泛地应用于家用炊具、电子电器及汽车制造等领域。木粉是生产酚醛模塑料的主要原材料之一，随着国内外酚醛模塑料产量的不断增加，木粉的需求量也日益增多。近几年来，环保意识日渐增强、木材资源日益枯竭及价格上涨，寻找木粉的替代材料来保护木材资源及降低生产成本已成为许多酚醛模塑料生产厂家的当务之急。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用废弃印刷电路板中非金属材料制备酚醛模塑料的方法，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、高质量的环保型合成材料。
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材料作为原材料，代替部分木粉用于酚醛模塑料的生产，将废弃电路板非金属材料颗粒与酚醛树脂、木粉、固化剂、无机填料和及润滑剂混合均匀，混炼到合适的程度后经冷却、造粒，即得到环保型酚醛模塑料。
本发明的方法具体如下以重量计，原料组分为酚醛树脂100份，废弃电路板非金属材料颗粒25-75份，木粉25-55份，固化剂12-20份，无机填料10-30份，润滑剂2-6份；先将用量为固化剂量的10％的废弃电路板非金属材料颗粒与固化剂预混，再将所有原料混合均匀，在90-110℃下混炼3-5分钟，然后冷却，造粒，即得到复合酚醛模塑料。
其中，酚醛树脂为酸催化固体酚醛树脂或者改性酚醛树脂。
废弃电路板非金属材料的颗粒尺寸为80目全通过。
木粉细度为80目全通过，水分含量小于8％。
无机填料为碳酸钙、滑石粉、云母粉、氧化镁、氢氧化钙、水合硅酸铝、氢氧化铝中的一种或多种。
固化剂为六次甲基四胺、多聚甲醛、环氧树脂中的一种或多种。
润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁脂、乙撑双硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺中的一种或多种。
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)作为酚醛模塑料的填料，代替部分木粉，保护了森林资源，降低了生产成本；(3)该法工艺简单，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。以下实施例所采用的原料不构成对本发明技术方案的限定。
实施例1原料组分以重量计为酚醛树脂100份，废弃电路板非金属材料颗粒25份，木粉55份，六次甲基四胺15份，滑石粉30份，硬脂酸6份。
先将用量为六次甲基四胺用量10％的废弃电路板非金属材料颗粒与六次甲基四胺进行预混，再将预混后的原料与其它所有原料混合均匀，在100℃下混炼4分钟，然后冷却，造粒，即得到复合酚醛模塑料。
经测试，所得复合酚醛模塑料的相对密度为1.42，弯曲强度为75MPa，缺口冲击强度为2.2KJ/m2，热变形温度为159℃，介电强度为3.0MV/m。
以上试验数据中，相对密度根据GB1033-86中规定的A法测得；弯曲强度根据GB/T 9341测得；缺口冲击强度根据GB/T 1034，缺口按GB1404中5.7的规定；热变形温度根据GB/T 1634，压力为1.80MPa下测得；介电强度根据GB/T 1408测得。
由此可见，本实施例所得的酚醛模塑料完全满足通用型模塑料性能要求。
实施例2原料组分以重量计为酚醛树脂100份，废弃电路板非金属材料颗粒45份，木粉45份，六次甲基四胺16份，碳酸钙15份，硬脂酸锌4份。
先将用量为六次甲基四胺用量10％的废弃电路板非金属材料颗粒与六次甲基四胺进行预混，再将预混后的原料与其它所有原料混合均匀，在90℃下混炼5分钟，然后冷却，造粒，即得到复合酚醛模塑料。
经测试，所得复合酚醛模塑料的相对密度为1.40，弯曲强度为81MPa，缺口冲击强度为2.2KJ/m2，热变形温度为176℃，介电强度为2.9MV/m。
测试方法同实施例1。本实施例所得的酚醛模塑料完全满足通用型模塑料性能要求。
实施例3原料组分以重量计为酚醛树脂100份，废弃电路板非金属材料颗粒75份，木粉25份，六次甲基四胺20份，滑石粉10份，硬脂酸锌2份。
先将用量为六次甲基四胺用量10％的废弃电路板非金属材料颗粒与六次甲基四胺进行预混，再将预混后的原料与其它所有原料混合均匀，在110℃下混炼3分钟，然后冷却、造粒，即得到复合酚醛模塑料。
经测试，所得复合酚醛模塑料的相对密度为1.40，弯曲强度为77MPa，缺口冲击强度为2.2KJ/m2，热变形温度为176℃，介电强度为3.8MV/m。
测试方法同实施例1。本实施例所得的酚醛模塑料完全满足通用型模塑料性能要求。
权利要求
1.一种利用废弃印刷电路板中非金属材料制备酚醛模塑料的方法，其特征在于原料组分以重量计为酚醛树脂100份，废弃电路板非金属材料颗粒25-75份，木粉25-55份，固化剂12-20份，无机填料10-30份，润滑剂2-6份；先将用量为固化剂量的10％的废弃电路板非金属材料颗粒与固化剂预混，再将所有原料混合均匀，在90-110℃下混炼3-5分钟，然后冷却、造粒，即得到复合酚醛模塑料。
2.根据权利要求1的利用废弃印刷电路板中非金属材料制备酚醛模塑料的方法，其特征在于所述酚醛树脂为酸催化固体酚醛树脂或者改性酚醛树脂。
3.根据权利要求1的利用废弃印刷电路板中非金属材料制备酚醛模塑料的方法，其特征在于所述废弃电路板非金属材料的颗粒尺寸为80目全通过。
4.根据权利要求1的利用废弃印刷电路板中非金属材料制备酚醛模塑料的方法，其特征在于所述木粉细度为80目全通过，水分含量小于8％。
5.根据权利要求1的利用废弃印刷电路板中非金属材料制备酚醛模塑料的方法，其特征在于所述无机填料为碳酸钙、滑石粉、云母粉、氧化镁、氢氧化钙、水合硅酸铝、氢氧化铝中的一种或多种。
6.根据权利要求1的利用废弃印刷电路板中非金属材料制备酚醛模塑料的方法，其特征在于所述固化剂为六次甲基四胺、多聚甲醛、环氧树脂中的一种或多种。
7.根据权利要求1的利用废弃印刷电路板中非金属材料制备酚醛模塑料的方法，其特征在于所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁脂、乙撑双硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺中的一种或多种。
全文摘要
本发明公开了一种利用废弃印刷电路板中非金属材料制备酚醛模塑料的方法，将废弃电路板非金属材料作为原材料，代替部分木粉用于生产酚醛模塑料。将100份的酚醛树脂、25－75份的废弃电路板非金属材料颗粒、25－55份木粉、15－20份的固化剂、10－30份的无机填料和2－6份的润滑剂混合均匀，在90－110℃下混炼、冷却、造粒，即得该产品。本发明对可以解决废弃电路板非金属材料的处置及污染问题，也可以降低酚醛模塑料的生产成本。
文档编号C08K5/20GK101037527SQ20071003860
公开日2007年9月19日 申请日期2007年3月29日 优先权日2007年3月29日
发明者郭杰, 许振明, 诸德祺, 顾璇, 张卫东 申请人:上海交通大学