专利名称：废旧线路板非金属粉的改性方法
技术领域：
本发明属于固体废弃物综合利用技术领域，具体涉及一种废旧线路板非金属粉的改性方法。
背景技术：
目前，对于废旧线路板处置过程中非金属材料的资源化利用，国内外目前尚缺乏有效的经济手段，很大一部分非金属材料被当作垃圾丢弃、焚烧或掩埋，不仅造成了严重的环境污染，而且导致有用资源的大量浪费。废旧线路板中非金属材料一般占60%以上，主要成分为玻璃纤维和热固性环氧树脂，若能充分利用这些材料，不仅可以缓解废弃物处理压力，还可以降低材料成本，具有重大的经济意义和社会意义。复合材料是目前材料领域最具有应用和发展前景的领域之一，也是废旧塑料回收利用的主要途径。废旧线路板非金属粉中的玻璃纤维是一种理想的增强材料，绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，同时废旧线路板非金属粉的玻璃纤维是与固化了的环氧树脂紧密结合在一起的复合颗粒，因此它和塑料有着很好的相容性。利用水热法活化处理废旧线路板非金属粉能打断非金属粉料中固化环氧树脂的化学键，同时使废旧线路板非金属粉表面产生-NH2和-OH等能和新的塑料基体产生化学反应的活性基团，从而使废旧线路板非金属粉可以作为复合材料的生产原料回收利用，进而形成原料-产品-原料的封闭循环，实现废旧材料资源化利用方式的最高层次。不仅解决了废旧线路板带来的环境污染问题，又节约资源，降低了生产成本，具有重大的环境、社会和经济效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧线路板非金属粉的改性方法。本发明提出的废旧线路板非金属粉的改性方法，将干燥后的废旧线路板非金属粉、溶剂和少量催化剂一起加入高压反应釜中进行低温水热活化处理，最终得到表面接有-NH2和-OH等活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。其具体步骤如下
(1)用高速粉碎机将回收的废旧线路板非金属粉粉碎为粒径为2(Γ200目的颗粒，再将粉碎后的废旧线路板非金属粉放到烘箱里，在25 120°C下干燥1 48小时，得到干燥的废旧线路板非金属粉；
(2)在高压反应釜中加入1 4X10 溶剂和1 1 X IO3g催化剂，用玻璃棒搅拌1 30分钟后，再加入1 1 X IO3g干燥的废旧线路板非金属粉，用玻璃棒搅拌分散1 60分钟后，在1. 2^1. 4MPa的空气压力、广200°C下处理1分钟 12小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性，在25 120°C下干燥1 48小时，得到表面接有-NH2和-OH 等活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。本发明中，步骤(1)中所述废旧线路板非金属粉为通过将废旧线路板破碎、粉碎磨成粉末再分离得到的非金属粉末。本发明中，步骤O)中所述溶剂为水、苯酚、甲醇、乙醇、乙二醇、聚乙二醇、丙醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇、环己醇、四氢萘或十氢萘中的任一种或其多种组合。本发明中，步骤O)中所述催化剂为硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、高氯酸、苯磺酸、乙二酸、醋酸、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾或碳酸钠中的任一种或其多种组合。本发明工艺简单，利用水热法活化处理废旧线路板非金属粉能打断非金属粉料的化学键，同时使废旧线路板非金属粉表面产生-NH2和-OH等活性基团，从而使废旧线路板非金属粉可以作为复合材料的生产原料回收利用，进而形成原料-产品-原料的封闭循环， 实现废旧材料资源化利用方式的最高层次。不仅解决了废旧线路板带来的环境污染问题， 又节约资源，降低了生产成本，具有重大的环境、社会和经济效益。
图1为实施例1给出的功能化废旧线路板非金属粉的扫描电镜图。
具体实施例方式下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。实施例1 以水为液化溶液、硫酸为催化剂对干燥后的废旧线路板非金属粉进行水热法活化处理，得到表面接有-NH2和-OH等活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。步骤(1)用转速为8000转/分钟的高速粉碎机将回收的废旧线路板非金属粉粉碎为粒径为60目的颗粒，再将粉碎后的废旧线路板非金属粉放到烘箱里，在120°C下干燥1 小时，得到干燥的废旧线路板非金属粉；
步骤O)在高压反应釜中加入800mL水和80mL、90%重量浓度硫酸溶液，用玻璃棒搅拌10分钟后，再加入干燥的废旧线路板非金属粉250g，用玻璃棒搅拌分散30分钟后，在 1. 4MPa的空气压力、180°C下处理4小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性，在120°C下干燥6小时，得到表面接有-NH2和-OH等活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。XPS测试结果表明功能化废旧线路板非金属粉的-NH2含量为5 wt%, -OH含量为
6.2wt%。图1给出功能化废旧线路板非金属粉的扫描电镜图。实施例2 以水为液化溶液、氢氧化钾为催化剂对干燥后的废旧线路板非金属粉进行水热法活化处理，得到表面接有-NH2和-OH等活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。步骤(1)用转速为8000转/分钟的高速粉碎机将回收的废旧线路板非金属粉粉碎为粒径为80目的颗粒，再将粉碎后的废旧线路板非金属粉放到烘箱里，在100°C下干燥2 小时，得到干燥的废旧线路板非金属粉；
步骤O):在高压反应釜中加入900mL水和90g氢氧化钾，用玻璃棒搅拌20分钟后， 再加入干燥的废旧线路板非金属粉300g，用玻璃棒搅拌分散20分钟后，在1. 4MPa的空气压力、160°C下处理6小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性，在 100°C下干燥6小时，得到表面接有-NH2和-OH等活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。XPS测试结果表明功能化废旧线路板非金属粉的-NH2含量为5. 2wt%, -OH含量为
7.3wt%0
实施例3 以水为液化溶液、碳酸钾为催化剂对干燥后的废旧线路板非金属粉进行水热法活化处理，得到表面接有-NH2和-OH等活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。步骤(1)用转速为8000转/分钟的高速粉碎机将回收的废旧线路板非金属粉粉碎为粒径为100目的颗粒，再将粉碎后的废旧线路板非金属粉放到烘箱里，在120°C下干燥 2小时，得到干燥的废旧线路板非金属粉；
步骤O)在高压反应釜中加入600mL水和60g碳酸钾，用玻璃棒搅拌20分钟后，再加入干燥的废旧线路板非金属粉200g，用玻璃棒搅拌分散30分钟后，在1. 4MPa的空气压力、 170°C下处理5小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性，在110°C下干燥5小时，得到表面接有-NH2和-OH等活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。XPS测试结果表明功能化废旧线路板非金属粉的-NH2含量为4. 2wt%, -OH含量为 4. 8wt%。实施例4 以水为液化溶液、硝酸为催化剂对干燥后的废旧线路板非金属粉进行水热法活化处理，得到表面接有-NH2和-OH等活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。步骤(1)用转速为8000转/分钟的高速粉碎机将回收的废旧线路板非金属粉粉碎为粒径为120目的颗粒，再将粉碎后的废旧线路板非金属粉放到烘箱里，在120°C下干燥 2小时，得到干燥的废旧线路板非金属粉；
步骤O)在高压反应釜中加入800mL水和80mL、90%重量浓度硝酸溶液，用玻璃棒搅拌20分钟后，再加入干燥的废旧线路板非金属粉200g，用玻璃棒搅拌分散45分钟后，在 1. 4MPa的空气压力、160°C下处理6小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性，在115°C下干燥6小时，得到表面接有-NH2和-OH等活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。XPS测试结果表明功能化废旧线路板非金属粉的-NH2含量为4. 2wt%, -OH含量为 4. 6wt%。实施例5 以苯酚为液化溶液、硫酸为催化剂对干燥后的废旧线路板非金属粉进行水热法活化处理，得到表面接有-NH2和-OH等活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。步骤(1)用转速为8000转/分钟的高速粉碎机将回收的废旧线路板非金属粉粉碎为粒径为150目的颗粒，再将粉碎后的废旧线路板非金属粉放到烘箱里，在100°C下干燥 3小时，得到干燥的废旧线路板非金属粉；
步骤⑵在高压反应釜中加入1200g苯酚和100mL、90%重量浓度硫酸溶液，用玻璃棒搅拌20分钟后，再加入干燥的废旧线路板非金属粉300g，用玻璃棒搅拌分散25分钟后，在 1. 4MPa的空气压力、160°C下处理6小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性，在120°C下干燥5小时，得到表面接有-NH2和-OH等活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。XPS测试结果表明功能化废旧线路板非金属粉的-NH2含量为5. 8wt%, -OH含量为 6. 4wt%。实施例6 以无水乙醇为液化溶液、氢氧化钠为催化剂对干燥后的废旧线路板非金属粉进行水热法活化处理，得到表面接有-NH2和-OH等活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。步骤(1)用转速为8000转/分钟的高速粉碎机将回收的废旧线路板非金属粉粉碎为粒径为200目的颗粒，再将粉碎后的废旧线路板非金属粉放到烘箱里，在100°C下干燥 2小时，得到干燥的废旧线路板非金属粉；
步骤O)在高压反应釜中加入900mL无水乙醇和IOOg氢氧化钠，用玻璃棒搅拌20分钟后，再加入干燥的废旧线路板非金属粉300g，用玻璃棒搅拌分散35分钟后，在1. 4MPa的空气压力、170°C下处理5小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性， 在100°C下干燥6小时，得到表面接有-NH2和-OH等活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。 XPS测试结果表明功能化废旧线路板非金属粉的-NH2含量为6. 6wt%, -OH含量为 7. 2wt%0 上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员理解和应用本发明。 熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例， 本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种废旧线路板非金属粉的改性方法，其特征在于具体步骤如下(1)用高速粉碎机将回收的废旧线路板非金属粉粉碎为粒径为2(Γ200目的颗粒，再将粉碎后的废旧线路板非金属粉放到烘箱里，在25 120°C下干燥1 48小时，得到干燥的废旧线路板非金属粉；(2)在高压反应釜中加入1 4X10 溶剂和1 1 X IO3g催化剂，用玻璃棒搅拌1 30分钟后，再加入1 1 X IO3g干燥的废旧线路板非金属粉，用玻璃棒搅拌分散1 60分钟后，在1. 2^1. 4MPa的空气压力、广200°C下处理1分钟 12小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性，在25 120°C下干燥1 48小时，得到表面接有-NH2和-OH 活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。
2.根据权利要求1所述的废旧线路板非金属粉的改性方法，其特征在于步骤(1)中所述废旧线路板非金属粉为通过将废旧线路板破碎、粉碎磨成粉末再分离得到的非金属粉末。
3.根据权利要求1所述的废旧线路板非金属粉的改性方法，其特征在于步骤O)中所述溶剂为水、苯酚、甲醇、乙醇、乙二醇、聚乙二醇、丙醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇、环己醇、四氢萘或十氢萘中的任一种或其多种组合。
4.根据权利要求1所述的废旧线路板非金属粉的改性方法，其特征在于步骤O)中所述催化剂为硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、高氯酸、苯磺酸、乙二酸、醋酸、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾或碳酸钠中的任一种或其多种组合。
全文摘要
本发明涉及一种废旧线路板非金属粉的改性方法。具体为将干燥后的废旧线路板非金属粉、溶剂和少量催化剂一起加入高压反应釜中进行低温水热活化处理，最终得到表面接有-NH2和-OH等活性基团的功能化废旧线路板非金属粉。本发明工艺简单，利用水热法活化处理废旧线路板非金属粉能打断非金属粉表面的化学键，同时使废旧线路板非金属粉表面产生-NH2和-OH等活性基团，从而使废旧线路板非金属粉可以作为复合材料的生产原料回收利用，进而形成原料-产品-原料的封闭循环，实现废旧材料资源化利用方式的最高层次。不仅解决了废旧线路板带来的环境污染问题，又节约资源，降低了生产成本，具有重大的环境、社会和经济效益。
文档编号C09C3/04GK102532947SQ20121000946
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者李启胜, 邱军 申请人:同济大学