一种废旧电路板非金属粉聚双环戊二烯弹性体及其制备方法与流程

本发明属于弹性材料的制备方法领域，具体涉及一种废旧电路板非金属粉聚双环戊二烯弹性体及其制备方法。
背景技术：
：通常以聚双环戊二烯为原材料制备的弹性体材料，称为弹性体，具有互穿网络结构。在生产弹性体的过程中，由于双环戊二烯聚合是放热的自加速反应，反应放热集中，升温速率快，因此制备时的放热温度不可控，导致形成的弹性体结构不稳定。技术实现要素：本发明意在提供一种废旧电路板非金属粉聚双环戊二烯弹性体及其制备方法，以解决现有技术由于双环戊二烯聚合是放热的自加速反应，反应放热集中，升温速率快，因此制备时的放热温度不可控，导致形成的弹性体结构不稳定的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种废旧电路板非金属粉聚双环戊二烯弹性体，包括以下原料：非金属粉末、双环戊二烯、缩水甘油酯、环氧预固化剂、grubbs二代催化剂、缩水甘油脂固化反应促进剂、红磷微胶囊阻燃剂；其中非金属粉末的重量占总原料重量的15-45％；将双环戊二烯等分为两份，其中一份双环戊二烯与缩水甘油酯的重量比为0.25-3:1；环氧预固化剂与缩水甘油酯的重量比为0.03-0.15:1；缩水甘油固化反应促进剂与缩水甘油酯的重量比为0.01-0.05:1；红磷胶囊阻燃剂的重量占总原料重量的9％。本发明还提供了另一技术方案，废旧电路板非金属粉聚双环戊二烯弹性体的制备方法，包括以下步骤：步骤一：清洗并烘干废旧电路板，选取出废旧电路板中的非金属部件，并将非金属部件破碎后得到非金属粉末并将非金属粉末干燥30-60min，得到干燥的非金属粉末；步骤二：将双环戊二烯和缩水甘油酯混合并搅拌均匀，形成混合分散剂溶液；步骤三：将步骤一中的非金属粉末加入至步骤二中的混合分散剂溶液内，混合均匀后得到混合溶液；步骤四：向步骤四中的混合溶液内加入环氧预固化剂，并搅拌均匀，得到缩水甘油酯预聚体，标记为a液；步骤五：再选取与步骤二中等量的双环戊二烯，并加入grubbs二代催化剂、缩水甘油脂固化反应促进剂、红磷微胶囊阻燃剂混合并搅拌，实现均匀分散，将形成的溶液标记为b液；其中grubbs二代催化剂与双环戊二烯的质量比为3:10000；步骤六：将步骤四中的a液和步骤五中的b液混合后注塑成型，形成废旧电路板非金属粉聚双环戊二烯弹性体。本技术方案的有益效果：1、步骤一中，通过对非金属粉末进行烘干，能够避免非金属粉末中的水分降低分散剂的浓度，使得制备的聚双环戊二烯弹性体的稳定性更佳；同时使用废旧电路板上的非金属粉末，能够起到变废为宝的作用；废旧电路板上的非金属粉末是填充有大量玻璃纤维的热固定粉末，不能重新熔融加工，而将其作为制备聚双环戊二烯弹性体的原料使用，非金属粉末中的玻璃纤维能够对双环戊二烯起到增加强度的作用，改善制备的弹性体的强度和耐磨性能；同时还能够节约生产成本；2、在步骤二和步骤三中，通过先将双环戊二烯和缩水甘油酯混合，能够使双环戊二烯能够降低缩水甘油酯的黏度，从而实现在加入非金属粉末时，非金属粉末的分散和浸润效果更佳，从而实现混合更均匀，提高制备的聚双环戊二烯弹性体的稳定性；3、步骤四中，加入了环氧预固化剂，能够实现对非金属粉末外的环氧基团进行反应，从而增强非金属粉末与各原料之间的粘接力，从而提高制备的弹性体的稳定性；4、在制备的过程中，双环戊二烯聚合是放热自催化加速反应，放热集中导致产品出现气泡、应力集中缺陷，而采用缩水甘油酯作为第二聚合单体，利用双环戊二烯聚合放热加速缩水甘油酯聚合，从而降低反应体系中的单位体积的放热量，使体系聚合反应的放热过程更加可控，从而避免制备聚双环戊二烯弹性体的过程受影响，确保制备的聚双环戊二烯弹性体的稳定性强。综上所述，利用上述技术方案制备聚双环戊二烯弹性体时，体系聚合反应过程可控，从而使得制备的聚双环戊二烯弹性体结构更稳定；同时利用废旧电路板上的非金属粉末作为原料，既能够变废为宝，降低成本，又能够利用废旧电路板上的非金属粉末内的玻璃纤维对双环戊二烯起到增强的作用，改善弹性体的强度和耐磨性能。进一步，步骤一中，步骤一中，非金属粉末粒径为100-500μm。有益效果：将非金属粉末进一步研磨，能够使得非金属粉末的粒径降低，在与其他原料混合时，能混合更均匀。进一步，步骤四中的搅拌的时间为30-120min，搅拌速度为30-55r/min。有益效果：能够实现混合溶液与环氧预固化剂的均匀混合，并给予各物质充分的反应时间。进一步，步骤四中搅拌时的反应温度为60-85℃。有益效果：通过实验证明，该温度下的各物质反应效果佳。进一步，步骤五中缩水甘油酯固化反应促进剂为三氟化硼的络合物。有益效果：三氟化硼的络合物在双环戊二烯聚合时能起到催化调节作用，加速凝胶，抑制凝胶过程中各原料进一步交联反应，可制备得到性能稳定的弹性体；同时，缩水甘油酯对非金属粉末进行预处理，作为环氧部分的交联点与增强体，使弹性体强度大幅改善，耐磨性能改善。进一步，三氟化硼的络合物为三氟化硼、三氟化硼甲醚络合物、三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼苯酚络合物、三氟化硼正丁醚络合物、三氟化硼一乙胺络合物、三氟化硼哌啶络合物、三氟化硼三乙醇胺络合物、三氟化硼乙酸络合物中任何一种。有益效果：通过使用上述三氟化硼的络合物，能够使得制备的弹性体的稳定性更佳。附图说明图1为本发明中研磨装置的纵向剖视图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细说明：说明书附图中的附图标记包括：研磨箱1、盖板11、研磨台12、导料口13、导向罩14、研磨头2、筛分网3、限位块31、挡料板4、挡块41、转动轴5、搅拌叶片51、传送带6、支撑台61、拉绳7、定滑轮8。一种废旧电路板非金属粉聚双环戊二烯弹性体，包括以下原料：废旧电路板的非金属粉末、双环戊二烯、缩水甘油酯、环氧预固化剂、grubbs二代催化剂、缩水甘油脂固化反应促进剂、红磷微胶囊阻燃剂。其中非金属粉末的重量占总原料重量的15-45％；将双环戊二烯等分为两份，其中一份双环戊二烯与缩水甘油酯的重量比为0.25-3:1；环氧预固化剂与缩水甘油酯的重量比为0.03-0.15:1；缩水甘油固化反应促进剂与缩水甘油酯的重量比为0.01-0.05:1；红磷胶囊阻燃剂的重量占总原料重量的9％。本发明一种废旧电路板非金属粉聚双环戊二烯弹性体的制备方法实施例的各参数如表1所示：表1本发明使用研磨装置对非金属粉末进行研磨。研磨装置，如图1所示，包括机架和固定在机架上的研磨箱1，研磨箱1顶部固定有与其横截面积一致的盖板11，因此盖板11能够将研磨箱1上部密封，盖板11上设有进料口，研磨箱1底部设有加热棒，加热棒连通有电源，能够实现对物料的加热。机架上位于研磨箱1顶部还固定有第一电机，第一电机的输出轴上通过联轴器同轴固定有转轴，转轴的下部贯穿顶盖且延伸至研磨箱1内。转轴的底部同轴固定有研磨头2，研磨头2呈锥形，且研磨箱1的上部设有内腔且呈锥形的研磨台12，研磨头2位于研磨台12的内腔内。研磨箱1内位于研磨头2的下方从上至下依次设有导向罩14、筛分网3、挡料板4和转动轴5。导向罩14呈倒置的圆台状，且导向罩14的大径端固定在研磨台12底部。筛分网3左右两侧上均球铰接有滑动块，滑动块均包括竖向滑动连接在研磨箱1内的第一滑块和球铰接在筛分网3上的第二滑块，第一滑块和第二滑块相对的一侧上均设有滑槽。还包括两块橡胶块，橡胶块均横向滑动连接在同侧的第一滑块和第二滑块的滑槽内，且橡胶块的两端均与滑槽的端部之间固定有弹簧。研磨箱1内位于滑动块和挡料板4之间均固定有限位块31，且左侧的限位块31位于右侧的限位块31的下方，限位块31与第一滑块之间均焊接有弹簧。研磨箱1的左侧壁上位于限位块31和滑块之间设有从右至左向下倾斜的导料口13。挡料板4贯穿研磨箱1的左侧壁且延伸至研磨箱1外，挡料板4与研磨箱1横向滑动连接。挡料板4的左侧设有挡块41，挡块41右侧与研磨箱1左侧之间焊接有弹簧。挡块41右部的上表面呈从左至右向下倾斜的斜面。研磨箱1的右侧壁设有安装槽，安装槽内设有橡胶垫和磁铁块，挡料板4的右端面上设有铁粉层，因此挡料板4的右端位于安装槽内，并通过磁铁块的吸引紧贴在安装槽内。转动轴5的左端贯穿研磨箱1的左侧壁且与研磨箱1的左侧壁转动密封，且转动轴5位于研磨箱1内的右部上固定有多块搅拌叶片51。研磨箱1右侧壁的底部设有出料口，研磨箱1右侧壁上还螺纹连接有封闭出料口的密封盖。机架上位于研磨箱1的左侧固定有传送带6和第二电机，传送带6竖直设置，且传送带6的主动辊位于从动辊的上方，第二电机的输出轴与传送带6的主动辊同轴固定。传送带6的传送面为靠近研磨箱1的带面，且传送带6的传送面的底部上固定有横向的支撑板，支撑板上放置有收集槽，收集槽位于导料口13下方。传送带6的从动辊上同轴固定有传动轴，传动轴上设有缠绕轮和转动轮，缠绕轮与传动轴同轴固定。机架上位于挡料板4的左侧还固定有定滑轮8，还包括固定且缠绕在缠绕轮上的拉绳7，拉绳7缠绕在定滑轮8上，且拉绳7的右端固定在挡块41上。转动轮与传动轴之间设有单向轴承，且转动轮转动连接在机架上，转动轮上同轴固定有棘轮，机架上还固定有与棘轮配合的棘爪，当传动轴逆时针转动时，在棘爪的作用下转动轮不发生转动，并且在单向轴承的作用下能实现传动轴转动而转动轮不发生转动。转动轴5位于研磨箱1外的部分同轴固定有传动轮，转动轮与传动轮之间缠绕有皮带，且传动方式为半交叉传动。现以实施例1为例对本发明一种废旧电路板非金属粉聚双环戊二烯弹性体的制备方法进行说明。一种废旧电路板非金属粉聚双环戊二烯弹性体的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将废旧电路板清洗后烘干，选取出废旧电路板的非金属部件，并将废旧电路板的非金属部件进行破碎，得到非金属粉末备用，由于本次是初步破碎，因此筛选出的非金属粉末的粒径较大，需要进行再次研磨粉碎。将待研磨的非金属粉末通过进料口投入研磨箱1内，使其位于研磨台12的空腔内，并启动第一电机，第一电机带动转轴转动，从而实现研磨头2的转动，对分金属粉末进行研磨。研磨后的非金属粉末通过导向罩14进行导向落至筛分网3上，选用孔径为400μm的筛分网3。非金属粉末落至筛分网3上后，筛分网3会在非金属粉末的重力作用下下移，而当粒径小于或等于400μm的非金属粉末通过筛分网3的网孔落下后，筛分网3受到的重力消失，从而实现筛分网3的上下移动，而在筛分网3上移的过程中，能实现非金属粉末的振动，从而提高筛分的效果。而粒径大于400μm的非金属粉末则停留在筛分网3上。随着落至筛分网3上的非金属粉末逐渐增多，筛分网3受到的重力逐渐增加，筛分网3逐渐下移，当右端的筛分网3下移至与右侧的限位块31相抵时，筛分网3的右端停止下移，而左端的筛分网3持续下移，使得筛分网3逐渐倾斜。而在筛分网3左端持续下移的过程中，橡胶块滑出滑槽，实现筛分网3的倾斜。而落至筛分网3上粒径较大的非金属粉末则通过导料口13滑出，落至收集槽内。此时，筛分网3受到的非金属粉末的重力减小，从而在弹簧的作用下上移，实现对非金属粉末的再次筛分。再启动第二电机，使得第二电机带动传送带6的主动辊转动，实现传送带6的转动，传送带6转动时，使得支撑台61带动收集槽上移。当收集槽移动至传送带6的顶部时，关闭第二电机，取下收集槽，并将收集槽内的非金属粉末倒入研磨箱1内，进行再次研磨。而传送带6转动时，从动辊也发生转动，从而带动传动轴转动，实现拉绳7在缠绕轮上缠绕，拉动挡料板4克服磁铁块给予铁粉层的吸引力滑出研磨箱1；而此时转动轮在单向轴承的作用下不发生转动。落至挡料板4上的非金属粉末逐渐的被研磨箱1的侧壁挤压，从而落至研磨桶底部。当支撑台61上的收集槽被拿走后，推动挡料板4向研磨箱1内滑动，实现将研磨桶的底部密封。在滑动挡料板4的过程中，拉动拉绳7，从而使得缠绕轮反向转动，实现传送带6的反向移动，将支撑台61向下传输，便于对非金属粉末的再次收集。同时转动轮也发生转动，并通过皮带传动，实现转动轴5带动搅拌叶片51转动，对研磨桶底部的非金属粉末进行搅拌。并通过启动加热棒，实现对非金属粉末的烘干，烘干45min后，将非金属粉末取出备用。步骤二：选取40kg双环戊二烯和10kg缩水甘油酯，并将20kg双环戊二烯与10kg缩水甘油酯投放至搅拌桶内搅拌均匀，形成混合分散剂溶液。向缩水甘油酯内加入双环戊二烯能够降低缩水甘油酯的黏度。步骤三：将18.150075kg步骤一中二次研磨后的非金属粉末加入至步骤二中的混合分散剂溶液中，并且在加入的过程中不断搅拌混合分散剂溶液，使得非金属粉末与混合分散剂溶液均匀的混合，得到混合溶液。由于缩水甘油酯的黏度通过加入双环戊二烯进行降低，能够使得加入非金属粉末时，非金属粉末不会结团，使得非金属粉末与混合分散剂溶液均匀混合，从而提高制备的弹性体的稳定性。步骤四：向步骤四中的混合溶液内加入0.9kg环氧预固化剂，搅拌60min，搅拌速度为50r/min，并且搅拌时保持反应温度为70℃，使得环氧预固化剂与很合溶液均匀的混合，得到缩水甘油酯预聚体，标记为a液；步骤五：再取出grubbs二代催化剂0.075g、缩水甘油脂固化反应促进剂0.35kg、红磷微胶囊阻燃剂8.350075kg与剩下的20kg双环戊二烯混合并搅拌，实现均匀分散，并将形成的溶液标记为b液；其中缩水甘油脂固化反应促进剂为三氟化硼及其络合物，三氟化硼及其络合物为三氟化硼、三氟化硼甲醚络合物、三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼苯酚络合物、三氟化硼正丁醚络合物、三氟化硼一乙胺络合物、三氟化硼哌啶络合物、三氟化硼三乙醇胺络合物、三氟化硼乙酸络合物中任何一种，本实施例中使用三氟化硼乙醚络合物。步骤六：将步骤四中的a液和步骤五中的b液混合后注塑成型，形成废旧电路板非金属粉聚双环戊二烯弹性体。实施例2-6与实施例1的不同之处仅在于如图1所示的参数不同。使用研磨装置对非金属粉末进行研磨，对于废旧电路板非金属粉聚双环戊二烯弹性体的制备，具有以下效果：1、通过设置筛分网，能够实现将粒径较大的非金属粉末筛分出，进行二次研磨粉碎，从而能够确保，在制备弹性体使得非金属粉末的粒径较小，因此能够废金属粉末的与其他原料之间的粘接效果，从而使得制备的弹性体的稳定性高。2、通过将废金属粉末进行二次研磨，能够提高非金属粉末的使用率，降低生产弹性体的成本。3.在非金属粉末烘干时，通过转轴带动搅拌叶片转动，能够使得烘干的效果更佳，从而提高制备的弹性体的稳定性。实验：对比例1-6的各参数如表2所示：表2对比例1与实施例1的区别仅在于，未对非金属粉末进行二次研磨；对比例2-6与实施例1的区别仅在于参数不同；对比例7与实施例1的区别仅在于，使用的非金属粉末不是废旧电路板的非金属粉末；对比例8为巴陵公司提供的sbs热塑性弹性体。将实施例1-6制备的聚双环戊二烯弹性体和对比例1-8提供的聚双环戊二烯弹性体进行以下实验，并记录数据；a、选取实施例1-6、对比例1-8提供的弹性体各50个，并利用1000n的拉力拉扯弹性体，记录每组弹性体断裂的平均时间(min)；b、选取实施例1-6、对比例1-8提供的弹性体各50个，并将弹性体均置于300℃的高温下，记录弹性体开始熔化的平均时间(min)；c、选取实施例1-6、对比例1-8提供的弹性体各50个，并利用转动的砂轮对弹性体进行摩擦，砂轮的转动速度为500r/min，10min后记录每组弹性体重量减轻的平均量(g)。实验结果如表3所示：表3abc实施例110.48.820实施例210.18.523实施例310.358.322实施例410.358.422实施例510.258.623实施例610.38.624对比例19.758.127对比例29.58.231对比例39.357.530对比例49.27.430对比例58.57.531对比例69.67.632对比例78.47.131对比例88.16.339综上所述，本发明提供的废旧电路板非金属粉聚双环戊二烯弹性体的制备方法制备的聚双环戊二烯弹性体的稳定性强、耐磨性好、耐热性强，其中实施例1的各效果最佳。并且本发明在制备弹性体时，使用研磨装置对非金属粉末进行研磨，能够实现研磨与烘干一体化，降低制备过程中转运物料的时间，从而降低弹性体制备的时间成本；并且通过对非金属粉末进行筛分，能够使得使用的非金属粉末的粒径较小，从而使得非金属粉末与其他原料之间的粘接效果佳，从而提高制备的弹性体的稳定性。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本专利实施的效果和专利的实用性。当前第1页12