專利名稱：用廢線路板中回收的玻璃纖維制備聚丙烯復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用廢線路板中回收的玻璃纖維制備聚丙烯復(fù)合材料的方法，屬于固體 廢棄物有資源化綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電子工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品的生命周期也變的越來越短，導(dǎo)致了大 量的電子產(chǎn)品被丟棄，由此產(chǎn)生了大量的廢舊印刷線路板。廢舊印刷線路板隨意的丟棄到 環(huán)境中不僅是對環(huán)境的污染，也是對資源的浪費。因此，如何對廢舊印刷線路板進行有效的 處理以及資源化回收利用，已經(jīng)成為環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展所面臨的一大難題。當前對廢舊 印刷線路板的處理方法主要有機械物理法，化學(xué)處理法，熱處理法等，其中真空熱解法處 理廢舊印刷線路板不但可以實現(xiàn)全部組分材料的分離與回收，而且具有低污染排放和高能 源回收率的優(yōu)點，因此被認為是最具前景的處理方法。但是真空熱解處理廢線路板的過程 中產(chǎn)生大量的玻璃纖維，如果直接排放到環(huán)境中不僅破壞環(huán)境而且浪費資源，因此對廢舊 印刷線路板中的玻璃纖維的資源化利用研究很有意義。玻璃纖維作為廢舊印刷線路板的重要組分之一，其回收利用常常被忽視，研究的 比較少。目前，有些研究是將廢舊印刷線路板中的樹脂和玻璃纖維一起作為填料來利用，從 效果來說，影響了復(fù)合材料的綜合性能，因為復(fù)合材料中起增強作用的是玻璃纖維，而那樣 玻璃纖維就不能夠與基體很好的接觸，帶來對性能增強的影響；從經(jīng)濟角度來說，是一種資 源的浪費，通過熱解處理可以將高分子的樹脂轉(zhuǎn)變成附加值更高的熱解油來加以利用。目 前有關(guān)將廢舊印刷線路板的真空熱解渣中的玻璃纖維作為聚丙烯增強材料方面的研究尚 未見報道。玻璃纖維是一種良好且常用的高分子增強材料，對其的回收利用研究具有良好 的環(huán)保效益，經(jīng)濟效益和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容
基于以上背景，為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了用廢線路板中回收的玻 璃纖維制備聚丙烯復(fù)合材料的方法，解決了廢舊印刷線路板中玻璃纖維的污染環(huán)境問題， 同時帶來了成本低廉，工藝簡單，性能良好的玻璃纖維利用方法。一種用廢線路板中回收的玻璃纖維制備聚丙烯復(fù)合材料的方法步驟如下①使用廢舊印刷線路板中回收的玻璃纖維；②用硅烷偶聯(lián)劑對回收的玻璃纖維進行表面處理；③處理后的玻璃纖維與聚丙烯經(jīng)過高速混合；④混合料經(jīng)過雙螺桿擠出機擠出、造粒和干燥；⑤粒料經(jīng)過注塑機注塑成型。本發(fā)明采用的具體步驟1.玻璃纖維的制備使用的玻璃纖維是廢舊印刷線路板經(jīng)過真空熱解后所得 到的，經(jīng)過剪切破碎、重力分選、煅燒加標準篩篩分得到長度范圍為0. 180 0. 450mm、0. 125 0. 180mm、0. 098 0. 125mm、0. 076 0. 098mm 和小于 0. 076mm 的玻璃纖維，按重量
計玻璃纖維在復(fù)合材料中占10% 50%。2.玻璃纖維的表面處理所用的玻璃纖維經(jīng)過Y-氨丙基三乙氧基硅烷處理，用 Y “氨丙基三乙氧基硅烷對玻璃纖維進行表面處理，首先以無水乙醇為溶劑配制硅烷偶聯(lián) 劑溶液，硅烷偶聯(lián)劑與要處理的玻璃纖維重量比為2 100，持續(xù)攪拌至硅烷偶聯(lián)劑充分溶 解，隨后將玻璃纖維放入，并不停的振蕩溶液15分鐘，再在室溫下浸泡1 2小時，隨后取 出于120°C干燥約4小時，取出冷卻備用。3.原料的混合表面改性的玻璃纖維與聚丙烯經(jīng)過經(jīng)過混合機混合均勻，混合機 速度為750轉(zhuǎn)/分鐘，時間5分鐘，按重量計聚丙烯在復(fù)合材料中占50% 90%。4.擠出，造粒混合原料經(jīng)過雙螺桿擠出機擠出，造粒且干燥。擠出條件為螺桿 轉(zhuǎn)速35轉(zhuǎn)/分鐘，雙螺桿擠出機上-區(qū)到六區(qū)的溫度分別為175°C、185°C、195°C、200°C、 210°C、220°C。5.注塑粒料經(jīng)過注塑機注塑成型。即得復(fù)合材料，注塑條件為注塑機的注塑 壓力:80Mpa，保壓壓力:65Mpa，注射時間5s，冷卻時間30s，模具溫度:70°C，料筒溫度 190 230°C，噴嘴溫度220°C。所得到的復(fù)合材料與純聚丙烯相比，彎曲模量增幅68. 42 %，彎曲強度增幅 31. 16%，拉升強度增幅25. 93%，沖擊強度增幅41. 38%，維卡軟化點增加3. 2°C。本發(fā)明的有益效果1.通過真空熱解法在得到玻璃纖維的同時樹脂組分轉(zhuǎn)變?yōu)闊峤庥图右岳谩?.玻璃纖維不但起到填充作用還起到增強的作用，復(fù)合材料的性能得到很好的增強。3.工藝簡單，節(jié)約成本，沒有污染。4.保護了環(huán)境，廢物資源化利用，實現(xiàn)了良好的環(huán)保效益，經(jīng)濟效益和社會效益。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖.圖2為本發(fā)明自制真空熱解試驗裝置流程示意圖。其中1.熱解反應(yīng)器，2.加熱器，3.控溫爐，4.熱電偶，5.真空表，6.水冷凝器，7.冰 冷凝器，8.球閥，9.水環(huán)真空泵，10.水箱，11.氫氧化鈉溶液，12.氣體采樣點，13.氣袋， 14.溫度控制器，15.液體收集器，16.真空繼電器，17.電磁閥，18.安全緩沖器。
具體實施例方式以下通過具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步描述，以下的實施例所采用 的原料不構(gòu)成對本發(fā)明技術(shù)方案的限定。實施例11.廢線路板的真空熱解利用自行設(shè)計制造的真空熱解裝置，首先把廢線路板切 割成尺寸為50mmX50mm的塊料，放入真空熱解裝置中進行真空熱解，熱解條件為熱解終 溫為550°C、加熱速率為10°C · min-1、熱解壓力為20kPa及恒溫時間為60min，得到真空熱解渣。2.玻璃纖維的制備所使用的玻璃纖維是從廢線路板真空熱解渣中得到的，真空 熱解渣經(jīng)過剪切破碎、重力分選、煅燒加標準篩篩分得到長度范圍為0. 180 0. 450mm的玻 璃纖維，按重量計玻璃纖維占30 %，聚丙烯占70 %。3.玻璃纖維的表面處理所用的玻璃纖維經(jīng)過Y-氨丙基三乙氧基硅烷處理，用 Y “氨丙基三乙氧基硅烷對玻璃纖維進行表面處理，首先以無水乙醇為溶劑配制硅烷偶聯(lián) 劑溶液，硅烷偶聯(lián)劑與要處理的玻璃纖維重量比為2 100，持續(xù)攪拌至硅烷偶聯(lián)劑充分溶 解，隨后將玻璃纖維放入，并不停的振蕩溶液15分鐘，再在室溫下浸泡1 2小時，隨后取 出于120°C干燥約4小時，取出冷卻備用。4.原料的混合表面改性的玻璃纖維與聚丙烯經(jīng)過經(jīng)過混合機混合均勻，混合機 速度為750轉(zhuǎn)/分鐘，時間5分鐘。5.擠出，造?；旌显辖?jīng)過雙螺桿擠出機擠出，造粒且干燥，擠出條件為螺桿 轉(zhuǎn)速35轉(zhuǎn)/分鐘，雙螺桿擠出機上一區(qū)到六區(qū)的溫度分別為175°C、185°C、195°C、200°C、 210°C、220°C。6.注塑粒料經(jīng)過注塑機注塑成型，即得復(fù)合材料，注塑條件為注塑機的注塑 壓力:80Mpa，保壓壓力:65Mpa，注射時間5s，冷卻時間30s，模具溫度:70°C，料筒溫度 190-230°C，噴嘴溫度2200C。復(fù)合材料拉伸性能測試采用塑料拉伸性能試驗方法(GB/T1040-92)、彎曲性能測 試采用塑料彎曲性能試驗方法(GB/T 9341-2000)、沖擊性能測試采用塑料懸臂梁沖擊試 驗方法(GB/T 1843-1996)、熱性能測試采用熱塑性塑料維卡軟化溫度(VST)的測定(GB/ T1633)。經(jīng)測試，復(fù)合材料沖擊強度8. 2KJ/m2 ；拉升強度37. 93MPa ；彎曲強度42. 64MPa ；彎 曲模量2590. 3IMPa ；維卡軟化點157. 8°C。實施例21.同實施例1。2.玻璃纖維的制備所使用的玻璃纖維是從廢線路板真空熱解渣中得到的，真空 熱解渣經(jīng)過剪切破碎、重力分選、煅燒加標準篩篩分得到長度范圍為0. 125 0. 180mm的玻 璃纖維。按重量計玻璃纖維占30%，聚丙烯占70%。3，4，5，6及測試方法同實施例1。 經(jīng)測試，復(fù)合材料沖擊強度7. 54KJ/m2 ；拉升強度36. 25MPa ；彎曲強度39. 7MPa ；彎 曲模量2450. 2IMPa ；維卡軟化點156. 6°C。實施例31.同實施例1。2.玻璃纖維的制備所使用的玻璃纖維是從廢線路板真空熱解渣中得到的，真空 熱解渣經(jīng)過剪切破碎、重力分選、煅燒加標準篩篩分得到長度范圍為0. 098 0. 125mm的玻 璃纖維，按重量計玻璃纖維占40 %，聚丙烯占60 %。3，4，5，6及測試方法同實施例1。經(jīng)測試，復(fù)合材料沖擊強度6. 81KJ/m2 ；拉升強度34. 04MPa ；彎曲強度35. 75MPa ； 彎曲模量2367. OlMPa ；維卡軟化點155. 5°C
實施例41.同實施例1。2.玻璃纖維的制備所使用的玻璃纖維是從廢線路板真空熱解渣中得到的，真空 熱解渣經(jīng)過剪切破碎、重力分選、煅燒加標準篩篩分得到長度范圍為0. 076 0. 098mm的玻 璃纖維。按重量計玻璃纖維占30%，聚丙烯占70%。3，4，5，6及測試方法同實施例1。經(jīng)測試，復(fù)合材料沖擊強度6. 12KJ/m2 ；拉升強度33. 18MPa ；彎曲強度34. OlMPa ； 彎曲模量2317. 48MPa ；維卡軟化點155°C實施例51.同實施例1。2.玻璃纖維的制備所使用的玻璃纖維是從廢線路板真空熱解渣中得到的，真空 熱解渣經(jīng)過剪切破碎、重力分選、煅燒加標準篩篩分得到長度范圍為小于0. 076mm的玻璃 纖維。按重量計玻璃纖維占30%，聚丙烯占70%。3，4，5，6及測試方法同實施例1。經(jīng)測試，復(fù)合材料沖擊強度5. 52KJ/m2 ；拉升強度32. 87MPa ；彎曲強度33. 90MPa ； 彎曲模量2216. 3IMPa ；維卡軟化點154. 8°C實施例61.同實施例1。2.玻璃纖維的制備所使用的玻璃纖維是從廢線路板真空熱解渣中得到的，真空 熱解渣經(jīng)過剪切破碎、重力分選、煅燒加標準篩篩分得到長度范圍為0. 180 0. 450mm的玻 璃纖維。按重量計玻璃纖維占10%，聚丙烯占90%。3，4，5，6及測試方法同實施例1。經(jīng)測試，復(fù)合材料沖擊強度7. 02KJ/m2 ；拉升強度32. 25MPa ；彎曲強度35. 43MPa ； 彎曲模量2155. 99MPa ；維卡軟化點155. 5°C實施例71.同實施例1。2.玻璃纖維的制備所使用的玻璃纖維是從廢線路板真空熱解渣中得到的，真空 熱解渣經(jīng)過剪切破碎、重力分選、煅燒加標準篩篩分得到長度范圍為0. 180 0. 450mm的玻 璃纖維。按重量計玻璃纖維占50%，聚丙烯占50%。3，4，5，6及測試方法同實施例1。經(jīng)測試，復(fù)合材料沖擊強度6. 53KJ/m2 ；拉升強度32. 78MPa ；彎曲強度38. 35MPa ； 彎曲模量3020. 51. 48MPa ；維卡軟化點156. 8°C。
權(quán)利要求
1.一種用廢線路板中回收的玻璃纖維制備聚丙烯復(fù)合材料的方法，其特征在于該方法 步驟如下①使用廢舊印刷線路板中回收的玻璃纖維；②用硅烷偶聯(lián)劑對回收的玻璃纖維進行表面處理；③處理后的玻璃纖維與聚丙烯經(jīng)過高速混合；④混合料經(jīng)過雙螺桿擠出機擠出、造粒和干燥；⑤粒料經(jīng)過注塑機注塑成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟①中所使用的玻璃纖維是廢舊印 刷線路板經(jīng)過真空熱解后所得到的，經(jīng)過剪切破碎、重力分選、煅燒加標準篩篩分得到長度 范圍為 0. 180 0. 450mm、0. 125 0. 180mm、0. 098 0. 125mm、0. 076 0. 098mm 和小于 0. 076mm的玻璃纖維，按重量計玻璃纖維在復(fù)合材料中占10% 50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟②中用Y-氨丙基三乙氧基硅烷 對玻璃纖維進行表面處理，首先以無水乙醇為溶劑配制硅烷偶聯(lián)劑溶液，硅烷偶聯(lián)劑與要 處理的玻璃纖維重量比為2 100，持續(xù)攪拌至硅烷偶聯(lián)劑充分溶解；隨后將玻璃纖維放 入，并不停的振蕩溶液15分鐘，再在室溫下浸泡1 2小時，隨后取出于120°C干燥約4小 時，取出冷卻備用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟③中經(jīng)過表面改性的玻璃纖維與 聚丙烯經(jīng)過混合機混合均勻，混合機速度為750轉(zhuǎn)/分鐘，時間5分鐘，按重量計聚丙烯在 復(fù)合材料中占50% 90%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟④中混合原料經(jīng)過雙螺桿擠出機 擠出，造粒且干燥，擠出條件為螺桿轉(zhuǎn)速35轉(zhuǎn)/分鐘，雙螺桿擠出機上一區(qū)到六區(qū)的溫度 分別為 175°C、185°C、195°C、200°C、210°C、220°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟⑤中粒料經(jīng)過注塑機注塑成型即 得復(fù)合材料，注塑條件為注塑機的注塑壓力80Mpa，保壓壓力65Mpa，注射時間5s，冷卻 時間30s，模具溫度70°C，料筒溫度190 230°C，噴嘴溫度220°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用廢線路板中回收的玻璃纖維制備聚丙烯復(fù)合材料的方法，廢舊印刷線路板作為廢舊電子產(chǎn)品的重要組成部分，其基板中含有40％左右的玻璃纖維，如果不能夠很好的處理，將造成環(huán)境污染和資源浪費；本發(fā)明對此問題提出了解決辦法，利用廢線路板中回收的玻璃纖維和聚丙烯制備了復(fù)合材料，按重量計玻璃纖維10％～50％，基體聚丙烯50％～90％；該方法制備步驟是備料，混合，擠出，造粒，干燥，注塑；制備的復(fù)合材料在性能上較聚丙烯有了很大的提升，為線路板的資源化回收利用提供了方法，具有良好的環(huán)保效益，經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號C08K7/14GK102002185SQ201010529818
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者劉敬勇, 孫水裕, 宋衛(wèi)鋒, 戴文燦, 梁海峰, 鐘勝 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)