自漆包线回收金属导体的方法与流程

本发明涉及电子线圈领域，尤其涉及一种将电子线圈的组成材料—漆包线收集后，自漆包线中回收金属导体的方法。

背景技术：

漆包线为电子、电机器材的上游原料，其应用对象诸如：电机业、电器业、电子零组件业、车用电子、汽车电装产业、发输配电电机业及电子产品业，范围相当广泛。故漆包线虽为传统工业的产品，却是电子、电机器材等先进技术在电磁转换方面不可或缺的基本材料。

漆包线的组成为在高纯度、高导电率的金属导体表面涂布一层漆膜，待漆膜经烘干后而成形；依据涂布的漆膜的种类与厚度不同，各漆包线的耐热等级亦有所差异，从而能够适用在不同的用途。

为能将漆包线中的金属导体回收再利用，必须先将漆包线的漆膜自金属导体表面分离。现有技术最初采用机械剥漆法，即利用削刀刮除漆包线中金属导体表面的漆膜。然而，机械剥漆法仅适用于去除少量、小范围的漆包线的漆膜，不适于剥除大量漆包线的漆膜。

此外，现有技术另提供一种化学剥漆法，其是将漆包线浸泡于热碱溶液脱漆剂、酸性脱漆剂或有机溶剂脱漆剂中，通过溶解、渗透、溶胀、剥离等一系列物理、化学过程实现脱漆作用。碱性脱漆剂使用时一般需要加热，利用氢氧化钾或氢氧化钠等强碱与漆膜的基团反应，再由热碱蒸汽使漆膜失去强度并使其与金属导体间的附着力降低，达到脱漆效果，然而热碱蒸气使得脱漆过程具有危害性。酸性脱漆剂使用浓硝酸、浓硫酸与浓盐酸等强酸溶液浸泡漆包线以分解金属导体表面的漆膜，然而，采用上述强酸溶液浸泡漆包线也会腐蚀金属导体，影响回收得到的金属导体的质量，且上述强酸易挥发产生酸雾污染环境。有机溶剂脱漆剂的主溶剂一般为苯、烃、酮及醚类，二氯甲烷与三氯甲烷是其中运用最为广泛的主要有机溶剂，因其可快速渗入并软化漆膜涂层而达到脱漆效果，但此类有机溶液脱漆剂一般具有很高的挥发性与致癌性。化学剥漆法使用的化学物质因其职业危害性和环境污染性而需要被严格管制，而经多次使用后已失效的化学剥漆剂仍具有相当危害性与环境污染性，废弃物处理成本高，若未妥善处理更将造成环境危害。因此化学剥漆剂用在大量漆包线的金属导体回收上，并不具有经济价值，更将造成环境污染隐忧。

另若欲将大量的高纯度金属导体回收再利用，现有技术一般会采用高温熔融方式，如中国台湾专利公开第201246232号所揭示，在金属导体熔融的高温下让漆包线的漆膜完全裂化分解，避免漆膜因裂解不完全继续附着于金属导体表面，再于1200℃至1300℃的温度下将熔融状态的金属导体自熔渣中与漆膜残渣分离回收，最终自漆包线中回收得到金属导体。但现有技术以高温熔融方式回收漆包线的金属导体存在以下缺点：在漆膜被高温熔融的过程中会释放有害气体，致使空气遭受有害气体的污染；且由熔渣中分离回收取得的金属导体，难以完全将漆膜的残渣分离干净，导致金属导体的纯度降低，影响金属导体回收再利用的价值。且长时间以高温熔融方式来回收大量漆包线的金属导体相当耗能，故仍有其改良的必要。

技术实现要素：

鉴于现有技术所面临的技术缺陷，本发明的目的在于改良漆包线的金属导体的回收方法，藉此克服现有技术的金属导体回收产物纯度不足以及回收工艺中产生环境污染源等缺陷。

本发明的另一目的在于提升漆包线的金属导体的回收率，使大量的漆包线的漆膜可以被快速剥除，并且顺利回收高纯度的金属导体。

本发明再一目的在于避免使用具有强烈腐蚀性的强酸回收漆包线的金属导体，藉以改善回收漆包线的金属导体的工艺安全性。

为达成前述目的，本发明提供一种自漆包线回收金属导体的方法，所述方法包括以下步骤：准备漆包线，其包含金属导体以及漆膜，所述漆膜包覆于所述金属导体的表面；

将所述漆包线置于可快速受热的热源环境中，得到经热处理的漆包线，所述经热处理的漆包线包含所述金属导体及经热解碳化的漆膜；

将所述经热处理的漆包线置入含有至少一种具磺酸基的化合物的水溶液中，藉此分离所述经热解碳化的漆膜与所述金属导体，且所述金属导体表面形成有包含所述具磺酸基的化合物的保护膜；以及

自含有所述具磺酸基的化合物的所述水溶液中取出所述金属导体，以自漆包线中回收得到所述金属导体。

由于本发明先利用将漆包线置于可快速受热的热源环境中的热处理方式将漆包线的漆膜热解碳化后得到经热处理的漆包线，接着再利用将经热处理的漆包线置入含有具磺酸基的化合物的水溶液中浸泡的方式使经热解碳化的漆膜自金属导体表面脱附，并且同时利用所述水溶液中的具磺酸基的化合物与所述金属导体产生反应，因而在所述金属导体表面形成包含具磺酸基的化合物的保护膜，藉以确保金属导体不会与该水溶液过度反应，提升金属导体的回收率与回收质量。据此，本发明自漆包线回收金属导体的方法能利用可快速受热的热源环境使漆包线漆膜热解碳化，并通过湿式处理步骤有效将碳化漆膜自金属导体表面完全去除，免除现有技术为了确保漆膜自金属导体表面完全去除而必需以能将金属导体熔融的高温来进行漆包线回收处理的限制，且由于使用的具磺酸基的化合物并非有害化合物，有效降低回收工艺的污染产生，提供一种快速且低污染、低耗能的自漆包线大量回收金属导体的方法。

优选的，前述金属导体的材料可以为铜、镀锡铜，但并非仅限于此；而所述漆膜则是由高分子绝缘材料所组成，所述高分子绝缘材料可以为聚酯树脂、聚亚胺酯树脂、聚胺酯树脂、聚酰胺亚胺酯树脂或聚酯亚胺树脂。

依据本发明，所述热源环境的温度可以根据漆包线的金属导体与漆膜的材料特性进行调整，只要使热源环境的温度高于所述漆膜的高分子绝缘材料的热解温度、并且低于金属导体材料的熔点即可。优选的，所述热源环境的温度为400℃至1000℃。由于一般常见的漆包线的金属导体其熔点大于1000℃，而常见的漆包线的漆膜的高分子材料其受热后热解碳化的温度为400℃以上，故本发明选用的热源环境的温度为400℃至1000℃，主要是可以让漆包线的漆膜的高分子材料热解碳化，同时不会使漆包线的金属导体熔融成液态金属，有效避免金属导体熔融后与经热解碳化的漆膜相互熔融混合而难以分离，造成后续金属导体回收的困扰。

更优选的，所述热源环境的温度为500℃至600℃。选用前述温度范围的热源环境不仅可以让漆包线的漆膜有效率地热解碳化，且相较于传统的高温熔融方式更大幅减少能源消耗，同时降低回收成本。

依据本发明，将该漆包线置于所述热源环境中进行热解碳化的时间为10至60分钟；优选的，所述时间为10至30分钟。进行热解碳化的时间长短可以根据漆包线的金属导体、漆膜的材料特性以及前述热解碳化的温度进行调整，仅需将漆包线置于热源环境中直到漆膜热解碳化即可。其中，所述热解碳化的时间若过长并不会影响金属导体的回收效率，只是会耗费多余的热能、增加金属导体的回收成本。

依据本发明自漆包线回收金属导体的方法，在将所述漆包线的漆膜热解碳化后，可直接将前述经热处理的漆包线置入含有具磺酸基的化合物的水溶液中进行湿式处理，使所述经热解碳化的漆膜自金属导体表面脱附，即可回收得到所述金属导体，无须添加其他辅助试剂或在此湿式处理步骤之前或之后进行额外的分离步骤。因此，本发明的自漆包线回收金属导体的方法能以简单又有效率的方式进行。

依据本发明，所述含有至少一种具磺酸基的化合物的水溶液仅有轻微的刺激性，相较于传统的化学剥漆法所使用的浓硝酸、浓硫酸或浓盐酸等具有强烈腐蚀性的强酸，本发明在操作过程中具有高度的安全性。

优选的，前述具磺酸基的化合物如通式(i)所示：rx-so3m式(i)，其中，rx为氨基、未经取代且碳数为1至3的烷基、经氨基取代且碳数为1至3的烷基、未经取代且碳数为6至10的芳香烃基或经氨基取代且碳数为6至10的芳香烃基；m为氢、碱金属离子或铵基。举例而言，所述具磺酸基的化合物可为甲基磺酸(methanesulfonicacid)、乙基磺酸(ethanesulfonicacid)等烷基磺酸，或是甲基磺酸钠(sodiummethanesulfonate)、乙基磺酸钠(sodiumethanesulfonate)、甲基磺酸铵(ammoniummethanesulfonate)或乙基磺酸铵(ammoniumethanesulfonate)等烷基磺酸盐；所述具磺酸基的化合物也可为苯磺酸(benzenesulfonicacid)等芳香烃磺酸，或是苯磺酸钠(sodiumbenzenesulfonate)、苯磺酸铵(ammoniumbenzenesulfonate)、等芳香烃磺酸盐。所述具磺酸基的化合物还可为氨基磺酸(sulfamicacid)、氨基甲磺酸(aminomethanesulfonicacid)、氨基乙磺酸(2-aminoethane-1-sulfonicacid)或氨基丙磺酸(3-amino-1-propanesulfonicacid)等具氨基取代的烷基磺酸，或是氨基磺酸钠(sodiumsulfamate)、氨基磺酸铵(ammoniumsulfamate)等具氨基取代的烷基磺酸盐；所述具磺酸基的化合物还可为氨基苯磺酸(aminobenzenesulphonicacid)等具氨基取代的芳香烃磺酸，或是氨基苯磺酸钠(sodiumaminobenzenesulphonate)、氨基苯磺酸铵(ammoniumaminobenzenesulphonate)等具氨基取代的芳香烃磺酸盐。所述具磺酸基的化合物的磺酸基团可与所述金属导体产生反应，使该金属导体的表面形成包含具磺酸基的化合物的保护层，有效避免金属导体与所述水溶液过度反应而降低回收率与回收质量。

优选的，以含有所述具磺酸基的化合物的所述水溶液的总重为基准，所述具磺酸基的化合物的浓度为大于或等于5重量％(wt％)且小于或等于90重量％(wt％)。更优选的，所述具磺酸基的化合物的浓度为大于或等于5wt％且小于或等于50wt％。

依据本发明，于湿式处理步骤中，所述具磺酸基的化合物的重量与所述经热处理的漆包线重量比为0.001：1至0.01：1。

依据本发明，经热处理的漆包线置入含有所述具磺酸基的化合物的水溶液的浸泡时间长短可以根据漆包线额金属导体与漆膜的材料特性进行调整，仅需将所述经热处理的漆包线置于所述含有具磺酸基的化合物的水溶液中直到经热解碳化的漆膜脱离金属导体表面即可。具体而言，所述浸泡时间可为5至60分钟；优选的，所述浸泡时间为8至20分钟；更优选的，所述浸泡时间为10至15分钟。由于磺酸基会与金属导体进行反应，在所述金属导体的表面形成含有具磺酸基的化合物的保护层，因此所述金属导体即使在所述水溶液中浸泡过久，也不会造成所述金属导体与所述水溶液过度反应而降低金属导体的回收率。而所述含有具磺酸基的化合物的保护层，可轻易以水洗去除并不会影响金属导体的回收纯度。

优选的，将所述经热处理的漆包线置入含有所述具磺酸基的化合物的水溶液中进行浸泡的同时可对该水溶液施予外力促进经热解碳化的漆膜脱离金属导体表面。举例而言，可利用机械搅动、超声波震荡等外力加速金属导体与经热解碳化的漆膜进行脱附。

依据本发明，可以将热源环境中产生的热气收集后重新导回热源环境中。此技术手段重复利用热源环境中的热气，省去热源环境重新加热新加入的空气所需耗费的能源，同时减少热气的排出、避免热污染的产生，从而提供更低耗能的自漆包线回收金属导体的方法。

另外，将经前述湿式处理步骤处理后的金属导体直接自所述水溶液中取出，形成固液分离，即完成自漆包线回收金属导体的目的。

自所述水溶液中取出的金属导体，可进一步用水冲洗金属导体表面，以除去金属导体表面吸附的具磺酸基的化合物；而这些冲洗后含有前述具磺酸基的化合物的水，可以再导回湿式处理阶段重复使用；若所述水溶液中的具磺酸基的化合物浓度下降，仅需补充所述具磺酸基的化合物以维持可运作的浓度即可；因此，本发明既可节省水资源的消耗也可减少工艺废液的产生，从而提供工艺简便、环保的自漆包线回收金属导体的方法。

综上所述，本发明通过两阶段脱漆方式，先利用热处理使漆包线漆膜热解碳化，再经过湿式处理使碳化漆膜自金属导体表面脱附，不仅能快速自漆包线回收金属导体，更能有效提升金属导体的回收纯度，同时降低污染源的产生，藉以提升漆包线的金属导体的回收价值，甚而提供一种兼具高效率且高环保、低耗能的自漆包线大量回收高纯度金属导体的方法。

附图说明

图1为本发明的自漆包线回收金属导体的方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下配合图及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

本文中，图所涉及的图标记如下所示：

s1热处理步骤；

s2湿式处理步骤；

s3金属导体回收步骤；

请参见图1所示，其为本发明的自漆包线回收金属导体的方法的步骤流程图。本发明所欲回收的漆包线中包含有高纯度的金属导体以及包覆于金属导体表面的漆膜。于以下实施例1至6中，所述的金属导体的材料为铜。

本发明自漆包线回收金属导体的方法可如下实施例1至6所述：

实施例1

步骤s1为热处理步骤：将漆包线置于热源环境中，通过所述热源环境以热传导、热辐射等方式迅速将热源环境中的热能传递至漆包线，使漆包线表层的漆膜热解碳化，得到经热解碳化的漆膜。其中所述热源环境的温度为500℃，藉以使漆膜受热后热解碳化，而金属导体材料则不会因为受热而熔化，避免因为热源环境的温度过高导致金属导体材料熔化而与经热解碳化的漆膜相互熔融混合，造成后续金属导体回收的困扰。

此外，本发明将漆包线置于热源环境中进行热解碳化的时间为20分钟。配合前述该热源环境的温度，所述热解碳化的时间可使该漆膜热解碳化而不会耗费多余的热能。

另为了节省自漆包线回收金属导体的工艺成本、达到环境保护的需求，本实施例亦可额外增设热气回收设备，将热处理过程中外泄的热气通过该热气回收设备重新再导回到热源环境中重复加热使用，藉此减少回收工艺的能源的消耗，避免热气外泄至外界空气中造成环境的热污染。

步骤s2为湿式处理步骤：将经热处理的漆包线置入具磺酸基的化合物的水溶液中，使经热解碳化的漆膜自金属导体的表面脱附，并且所述水溶液中的具磺酸基的化合物与金属导体反应，在所述金属导体的表面形成包含具磺酸基的化合物的保护膜，藉此避免金属导体进一步与所述水溶液过度反应而降低金属导体的回收率与回收质量。其中本实施例所使用的具磺酸基的化合物为具氨基取代的磺酸化合物，其中含有所述具磺酸基的化合物的水溶液的浓度为20wt％。所述具磺酸基的化合物的重量与该经热处理的漆包线的重量比为0.005：1。

此外，本实施例评估所述经热处理的漆包线随着置放于所述含有具磺酸基的化合物的水溶液的浸泡时间拉长，所述经热解碳化的漆膜从金属导体剥除的状况变化。评估的各时间阶段依序为5分钟、10分钟、15分钟、至20分钟，所述金属导体表面的经热解碳化的漆膜愈来愈少，所述金属导体表面愈来愈干净。以最初包覆于所述金属导体表面的漆膜的面积为100％，前述各阶段的碳化漆膜脱落面积分别为35％、85％、85％和90％。经所述含有具磺酸基的化合物的水溶液浸泡20分钟后，所述金属导体表面已仅剩一些碳化的漆膜。

为了提升经热解碳化的漆膜的脱附速率，本实施例可以于湿式处理步骤同时进一步搭配机械搅动、超声波震荡所述水溶液或以高速水流冲洗该经热处理的漆包线等方式，加速经热解碳化的漆膜自金属导体表面脱附的效果。

步骤s3为金属导体的回收步骤：将前述水溶液中的金属导体直接自水溶液中取出，形成固液分离，即完成自漆包线回收金属导体的目的，而所述回收所得的金属导体回收率大于99.5重量％。以原始的金属导体(尚未包覆漆膜的金属导体)的重量为100重量％，而回收所得的金属导体的重量占原始的金属导体的重量的百分比即为所述回收所得的金属导体回收率。

实施例2

实施例2的自漆包线回收金属导体的方法与实施例1的方法的步骤相似，其差异在于：所述热源环境中进行热解碳化的时间为25分钟。本实施例评估所述经热处理的漆包线置放于所述含有具磺酸基的化合物的水溶液的浸泡时间各阶段依序为5分钟、10分钟、至15分钟，各阶段的碳化漆膜脱落面积分别为85％、99％和99.5％。所述金属导体表面的经热解碳化的漆膜愈来愈少，所述金属导体表面愈来愈干净。经所述含有具磺酸基的化合物的水溶液浸泡15分钟后，所述金属导体上残留的碳化漆膜已几乎不为肉眼所见，所述回收所得的金属导体回收率大于99.5重量％。

实施例3

实施例3的自漆包线回收金属导体的方法与实施例1的方法的步骤相似，其差异在于：所述热源环境中进行热解碳化的时间为30分钟。本实施例评估所述经热处理的漆包线置放于所述含有具磺酸基的化合物的水溶液的浸泡时间各阶段依序为5分钟、10分钟、至15分钟，各阶段的碳化漆膜脱落面积分别为95％、100％和100％。所述金属导体表面的经热解碳化的漆膜愈来愈少，所述金属导体表面愈来愈干净。经所述含有具磺酸基的化合物的水溶液浸泡10分钟后，所述金属导体上残留的碳化漆膜已几乎不为肉眼所见；待浸泡15分钟后，所述金属导体的表面更为光亮。所述回收所得的金属导体回收率大于99.5重量％。

实施例4

实施例4的自漆包线回收金属导体的方法与实施例1的方法的步骤相似，其差异在于：所述热源环境中进行热解碳化的温度为550℃、且热解碳化的时间为15分钟。本实施例评估所述经热处理的漆包线置放于所述含有具磺酸基的化合物的水溶液的浸泡时间各阶段依序为5分钟、10分钟、至15分钟，各阶段的碳化漆膜脱落面积分别为33％、96％和100％。所述金属导体表面的经热解碳化的漆膜愈来愈少，所述金属导体表面愈来愈干净。经所述含有具磺酸基的化合物的水溶液浸泡15分钟后，所述金属导体上残留的碳化漆膜已几乎不为肉眼所见，所述回收所得的金属导体回收率大于99.5重量％。

实施例5

实施例5的自漆包线回收金属导体的方法与实施例2的方法的步骤相似，其差异在于：所述热源环境中进行热解碳化的温度为550℃。本实施例评估所述经热处理的漆包线置放于所述含有具磺酸基的化合物的水溶液的浸泡时间各阶段依序为5分钟、10分钟、至15分钟，各阶段的碳化漆膜脱落面积分别为6.5％、98.5％和100％。所述金属导体表面的经热解碳化的漆膜愈来愈少，所述金属导体表面愈来愈干净。经所述含有具磺酸基的化合物的水溶液浸泡15分钟后，所述金属导体上残留的碳化漆膜已几乎不为肉眼所见，所述回收所得的金属导体回收率大于99.5重量％。

实施例6

实施例6的自漆包线回收金属导体的方法与实施例1的方法的步骤相似，其差异在于：所述热源环境中进行热解碳化的温度为600℃、且热解碳化的时间为10分钟。本实施例评估所述经热处理的漆包线置放于所述含有具磺酸基的化合物的水溶液的浸泡时间各阶段依序为5分钟、10分钟、至15分钟，各阶段的碳化漆膜脱落面积分别为2％、75％和100％。所述金属导体表面的经热解碳化的漆膜愈来愈少，所述金属导体表面愈来愈干净。经所述含有具磺酸基的化合物的水溶液浸泡15分钟后，所述金属导体上残留的碳化漆膜已几乎不为肉眼所见，所述回收所得的金属导体回收率大于99.5重量％。

实验结果讨论

实施例1至6于湿式处理步骤所使用的水溶液仅包含所述具磺酸基的化合物及水，而不包含苯、二氯甲烷或三氯甲烷等有机溶剂，因此操作过程更安全同时也更加环保。

实施例1至6因在同一化合物上同时具有磺酸基团以及氨基基团可与金属表面形成键结，因此具有氨基取代的磺酸化合物能提供良好的金属附着性，不仅能使所述金属导体表面的经热解碳化漆膜的脱附效果更好，且所述具有氨基取代的磺酸化合物与金属导体表面进行反应，因此在金属导体表面形成保护层，可使金属导体即使在所述水溶液中浸泡过久，所述金属导体也不会与所述水溶液过度反应而降低金属导体的回收率。

比较实施例1至实施例3的浸泡时间各阶段的评估所述经热解碳化的漆膜的脱附结果可知，若热处理步骤中进行热解碳化的时间较长，于湿式处理步骤时，短时间内(例如5分钟)浸泡于所述水溶液的脱附经热解碳化漆膜的效果较好。但由实施例4和实施例5的比较结果可知，尽管热处理步骤中进行热解碳化的时间不同，在经适当浸泡时间后(例如15分钟)，实施例4和实施例5的脱附经热解碳化漆膜的效果一样好。

综上所述，本发明所提供的自漆包线回收金属导体的方法，其毋须使用有害化学品作为脱漆药剂，亦无须耗费能源使用高温长时间加热，即可以快速自漆包线中回收高纯度的金属导体，并且将回收所得金属导体重复再利用；且于自漆包线回收金属导体的工艺中不会因为酸液的侵蚀而造成金属导体的损失，也不会因为碳渣与金属导体不易分离而降低金属导体回收纯度，有效提升漆包线的金属导体的回收效率，亦不易产生其它可能对环境造成污染的废弃物，诸如：挥发性有机化合物(volatileorganiccompound，voc)废气、有害气体或有害化学废液，有效促进漆包线中的高纯度金属导体的资源再生，提升金属导体材料回收再利用的价值。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。