專利名稱：利用廢棄印刷電路板中非金屬材料制備酚醛模塑料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用廢棄印刷電路板中非金屬材料制備酚醛模塑料的方法，回收利用廢棄印刷電路板非金屬材料代替部分木粉，低成本的制備酚醛模塑料。屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域中的工業(yè)廢棄物處理、資源化領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
廢棄印刷電路板(PCB)是電子垃圾的一種，其中含有銅、金、銀、鈀等十幾種回收價(jià)值較高的金屬，如廢舊手機(jī)電路板中的金屬含量為金280g/t、銀2kg/t、銅1000g/t、鈀100g/t。金屬的價(jià)值是廢棄電路板回收行業(yè)的主要經(jīng)濟(jì)驅(qū)動力，研究者研究的重點(diǎn)也主要集中在廢棄印刷電路板中稀貴金屬及有價(jià)金屬的回收上，而忽視非金屬的回收和再利用問題。
目前，多采用破碎的方法分離印刷電路板中的金屬和非金屬，主要回收其中的金屬，而廢棄印刷電路板中的非金屬材料作為垃圾丟掉。印刷電路板中的非金屬材料主要是以玻璃纖維、環(huán)氧類和酚醛類樹脂組成的混合物。其中環(huán)氧類和酚醛類樹脂為熱固性樹脂，難于熔化和溶解；玻璃纖維熱值較低，無法使用焚燒的方法來處理。填埋是目前大規(guī)模處理廢舊印刷電路板的主要方法，但把它當(dāng)作垃圾丟掉，會造成大量的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。文獻(xiàn)《印刷電路板廢棄物的熱解及其產(chǎn)物分析》(孫路石，陸繼東等，《燃料化學(xué)學(xué)報(bào)》2002年第3期)和文獻(xiàn)《印刷電路板基材的熱解實(shí)驗(yàn)研究》(彭科等，《環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備》2004年第5期)介紹了用熱解方法處理廢舊印刷電路板。該方法主要是使PCB中的高分子有材料裂解成小分子烷烴，合理回收后可作燃料和化工原料使用；同時(shí)PCB中玻璃纖維等無機(jī)物大多不發(fā)生變化，還是以固體廢棄物形式存在。由于在PCB中含少量的高分子有機(jī)材料，并且在熱解過程中產(chǎn)生很多的有害氣體(如多溴二苯醚可生成多溴代二苯并二惡烷及多溴代二苯并呋喃)。因此，該方法存在成本高、工藝復(fù)雜，造成二次環(huán)境污染等問題，并不是處理廢棄印刷電路板中非金屬材料的最理想的方法。
酚醛模塑料是人類歷史上最早得到開發(fā)應(yīng)用的合成材料，它具有價(jià)廉、絕緣性好、耐熱性好的特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于家用炊具、電子電器及汽車制造等領(lǐng)域。木粉是生產(chǎn)酚醛模塑料的主要原材料之一，隨著國內(nèi)外酚醛模塑料產(chǎn)量的不斷增加，木粉的需求量也日益增多。近幾年來，環(huán)保意識日漸增強(qiáng)、木材資源日益枯竭及價(jià)格上漲，尋找木粉的替代材料來保護(hù)木材資源及降低生產(chǎn)成本已成為許多酚醛模塑料生產(chǎn)廠家的當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用廢棄印刷電路板中非金屬材料制備酚醛模塑料的方法，解決電路板非金屬材料的環(huán)境污染問題，同時(shí)又能獲得低成本、高質(zhì)量的環(huán)保型合成材料。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明從資源的再生利用和環(huán)境保護(hù)這兩個(gè)角度出發(fā)，將廢棄電路板非金屬材料作為原材料，代替部分木粉用于酚醛模塑料的生產(chǎn)，將廢棄電路板非金屬材料顆粒與酚醛樹脂、木粉、固化劑、無機(jī)填料和及潤滑劑混合均勻，混煉到合適的程度后經(jīng)冷卻、造粒，即得到環(huán)保型酚醛模塑料。
本發(fā)明的方法具體如下以重量計(jì)，原料組分為酚醛樹脂100份，廢棄電路板非金屬材料顆粒25-75份，木粉25-55份，固化劑12-20份，無機(jī)填料10-30份，潤滑劑2-6份；先將用量為固化劑量的10％的廢棄電路板非金屬材料顆粒與固化劑預(yù)混，再將所有原料混合均勻，在90-110℃下混煉3-5分鐘，然后冷卻，造粒，即得到復(fù)合酚醛模塑料。
其中，酚醛樹脂為酸催化固體酚醛樹脂或者改性酚醛樹脂。
廢棄電路板非金屬材料的顆粒尺寸為80目全通過。
木粉細(xì)度為80目全通過，水分含量小于8％。
無機(jī)填料為碳酸鈣、滑石粉、云母粉、氧化鎂、氫氧化鈣、水合硅酸鋁、氫氧化鋁中的一種或多種。
固化劑為六次甲基四胺、多聚甲醛、環(huán)氧樹脂中的一種或多種。
潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁脂、乙撐雙硬脂酸酰胺、甲撐雙硬脂酸酰胺中的一種或多種。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(1)使廢棄電路板中的非金屬材料得到回收利用，減少了其填埋或焚燒處理造成的二次環(huán)境污染；(2)作為酚醛模塑料的填料，代替部分木粉，保護(hù)了森林資源，降低了生產(chǎn)成本；(3)該法工藝簡單，產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)，有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
以下通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例所采用的原料不構(gòu)成對本發(fā)明技術(shù)方案的限定。
實(shí)施例1原料組分以重量計(jì)為酚醛樹脂100份，廢棄電路板非金屬材料顆粒25份，木粉55份，六次甲基四胺15份，滑石粉30份，硬脂酸6份。
先將用量為六次甲基四胺用量10％的廢棄電路板非金屬材料顆粒與六次甲基四胺進(jìn)行預(yù)混，再將預(yù)混后的原料與其它所有原料混合均勻，在100℃下混煉4分鐘，然后冷卻，造粒，即得到復(fù)合酚醛模塑料。
經(jīng)測試，所得復(fù)合酚醛模塑料的相對密度為1.42，彎曲強(qiáng)度為75MPa，缺口沖擊強(qiáng)度為2.2KJ/m2，熱變形溫度為159℃，介電強(qiáng)度為3.0MV/m。
以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)中，相對密度根據(jù)GB1033-86中規(guī)定的A法測得；彎曲強(qiáng)度根據(jù)GB/T 9341測得；缺口沖擊強(qiáng)度根據(jù)GB/T 1034，缺口按GB1404中5.7的規(guī)定；熱變形溫度根據(jù)GB/T 1634，壓力為1.80MPa下測得；介電強(qiáng)度根據(jù)GB/T 1408測得。
由此可見，本實(shí)施例所得的酚醛模塑料完全滿足通用型模塑料性能要求。
實(shí)施例2原料組分以重量計(jì)為酚醛樹脂100份，廢棄電路板非金屬材料顆粒45份，木粉45份，六次甲基四胺16份，碳酸鈣15份，硬脂酸鋅4份。
先將用量為六次甲基四胺用量10％的廢棄電路板非金屬材料顆粒與六次甲基四胺進(jìn)行預(yù)混，再將預(yù)混后的原料與其它所有原料混合均勻，在90℃下混煉5分鐘，然后冷卻，造粒，即得到復(fù)合酚醛模塑料。
經(jīng)測試，所得復(fù)合酚醛模塑料的相對密度為1.40，彎曲強(qiáng)度為81MPa，缺口沖擊強(qiáng)度為2.2KJ/m2，熱變形溫度為176℃，介電強(qiáng)度為2.9MV/m。
測試方法同實(shí)施例1。本實(shí)施例所得的酚醛模塑料完全滿足通用型模塑料性能要求。
實(shí)施例3原料組分以重量計(jì)為酚醛樹脂100份，廢棄電路板非金屬材料顆粒75份，木粉25份，六次甲基四胺20份，滑石粉10份，硬脂酸鋅2份。
先將用量為六次甲基四胺用量10％的廢棄電路板非金屬材料顆粒與六次甲基四胺進(jìn)行預(yù)混，再將預(yù)混后的原料與其它所有原料混合均勻，在110℃下混煉3分鐘，然后冷卻、造粒，即得到復(fù)合酚醛模塑料。
經(jīng)測試，所得復(fù)合酚醛模塑料的相對密度為1.40，彎曲強(qiáng)度為77MPa，缺口沖擊強(qiáng)度為2.2KJ/m2，熱變形溫度為176℃，介電強(qiáng)度為3.8MV/m。
測試方法同實(shí)施例1。本實(shí)施例所得的酚醛模塑料完全滿足通用型模塑料性能要求。
權(quán)利要求
1.一種利用廢棄印刷電路板中非金屬材料制備酚醛模塑料的方法，其特征在于原料組分以重量計(jì)為酚醛樹脂100份，廢棄電路板非金屬材料顆粒25-75份，木粉25-55份，固化劑12-20份，無機(jī)填料10-30份，潤滑劑2-6份；先將用量為固化劑量的10％的廢棄電路板非金屬材料顆粒與固化劑預(yù)混，再將所有原料混合均勻，在90-110℃下混煉3-5分鐘，然后冷卻、造粒，即得到復(fù)合酚醛模塑料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的利用廢棄印刷電路板中非金屬材料制備酚醛模塑料的方法，其特征在于所述酚醛樹脂為酸催化固體酚醛樹脂或者改性酚醛樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的利用廢棄印刷電路板中非金屬材料制備酚醛模塑料的方法，其特征在于所述廢棄電路板非金屬材料的顆粒尺寸為80目全通過。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的利用廢棄印刷電路板中非金屬材料制備酚醛模塑料的方法，其特征在于所述木粉細(xì)度為80目全通過，水分含量小于8％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的利用廢棄印刷電路板中非金屬材料制備酚醛模塑料的方法，其特征在于所述無機(jī)填料為碳酸鈣、滑石粉、云母粉、氧化鎂、氫氧化鈣、水合硅酸鋁、氫氧化鋁中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的利用廢棄印刷電路板中非金屬材料制備酚醛模塑料的方法，其特征在于所述固化劑為六次甲基四胺、多聚甲醛、環(huán)氧樹脂中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的利用廢棄印刷電路板中非金屬材料制備酚醛模塑料的方法，其特征在于所述潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁脂、乙撐雙硬脂酸酰胺、甲撐雙硬脂酸酰胺中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用廢棄印刷電路板中非金屬材料制備酚醛模塑料的方法，將廢棄電路板非金屬材料作為原材料，代替部分木粉用于生產(chǎn)酚醛模塑料。將100份的酚醛樹脂、25－75份的廢棄電路板非金屬材料顆粒、25－55份木粉、15－20份的固化劑、10－30份的無機(jī)填料和2－6份的潤滑劑混合均勻，在90－110℃下混煉、冷卻、造粒，即得該產(chǎn)品。本發(fā)明對可以解決廢棄電路板非金屬材料的處置及污染問題，也可以降低酚醛模塑料的生產(chǎn)成本。
文檔編號C08K5/20GK101037527SQ20071003860
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者郭杰, 許振明, 諸德祺, 顧璇, 張衛(wèi)東 申請人:上海交通大學(xué)