專利名稱：利用廢棄印刷電路板制備木塑復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域的工業(yè)廢棄物回收制備方法，具體是 一種利用廢棄印刷電路板制備木塑復(fù)合材料的方法。
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(dòng)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(huì)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 的最理想方法。
木塑復(fù)合材料是指釆用木質(zhì)型材料和熱塑性塑料(含回收塑料)，經(jīng)混煉加工制成的新型綠色環(huán)保材料。木塑復(fù)合材料具有美觀、低維護(hù)、防潮防腐蝕性等 特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于鋪板、鐵路軌枕及園林景觀等領(lǐng)域。木粉作為木質(zhì)型材料 中的一種，是生產(chǎn)木塑復(fù)合材料的主要原材料之一。
經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，專利公開號為CN1857884A的專利公開了一種 木塑復(fù)合材料及其板材的制備方法。該方法中的木質(zhì)型材料的添加量為60 75%， 并且要求對木質(zhì)型材料進(jìn)行干燥，使其含水率《2%。木質(zhì)型材料的大量使用必將 造成木材資源的枯竭及木塑復(fù)合材料防腐蝕性能的降低。另外，干燥所需的大量 能耗，也會(huì)增加生產(chǎn)工藝的成本。因此，尋找木粉的替代材料來保護(hù)木材資源及 降低生產(chǎn)成本已成為木塑復(fù)合材料生產(chǎn)廠家的當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種利用廢棄印刷電路板制備木 塑復(fù)合材料的方法，將經(jīng)過破碎和分選后獲得的廢棄電路板非金屬材料作為原材 料，代替部分木粉用于木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)，將廢棄電路板非金屬材料顆粒與熱 塑性塑料、木粉、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)保型木塑復(fù)合材料。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括以下步驟
第一步、按重量比例將熱塑性塑料25 35份、廢棄電路板非金屬材料顆粒 15 40份、木粉30 60、接枝相容劑2 4份、潤滑劑1 2份以及偶聯(lián)劑0. 3 0.6份進(jìn)行混合塑煉處理，制成木塑粒子；
所述的熱塑性塑料為回收獲得的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、等聚烯烴、聚 苯乙烯(PS)或聚氯乙烯(PVC)中的一種或其組合。
所述的廢棄電路板非金屬材料顆粒是指將廢棄電路板經(jīng)過破碎分選后獲得 的非金屬材料碎材，再通過80目篩選后得到的非金屬材料顆粒。
所述的木粉的細(xì)度為80目全通過，該木粉中的水分含量小于2%。
所述的接枝相容劑為聚烯烴(PP、 PE)接枝馬來酸酐、乙烯-乙酸乙烯共聚 樹脂接枝馬來酸酐或聚烯烴彈性體POE接枝馬來酸酐所得到的接枝共聚物中的 一種或其組合。
所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁脂、 乙撐雙硬脂酸酰胺或甲撐雙硬脂酸酰胺中的一種或其組合。所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或硅垸偶聯(lián)劑中的一種或其組合。
所述的混合塑煉處理是指通過高速混料機(jī)混料后經(jīng)雙螺桿造粒機(jī)進(jìn)行塑煉 造粒。
第二步、將木塑粒子送入擠出機(jī)進(jìn)行擠出成型處理，然后再經(jīng)冷卻定型后制 成木塑復(fù)合材料。
所述的擠出成型處理是指設(shè)置擠出機(jī)的主電機(jī)轉(zhuǎn)速為15r/min，加料電機(jī)轉(zhuǎn) 速7 8r/min，擠出機(jī)熔體壓力9 12MPa，機(jī)頭溫度180。C,擠出速度500 700腿/miric
本發(fā)明制備所得的木塑復(fù)合材料兼具木材和塑料性能的優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品強(qiáng)度高、 耐酸堿腐蝕、二次加工性好，可鋸、可釘、可鉆、可刨。本發(fā)明加工工藝簡單， 在按規(guī)定配方和擠出成型條件下，可連續(xù)生產(chǎn)出木塑復(fù)合材料產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式
下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下 進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限 于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
原料組分以重量計(jì)為高密度聚乙烯(HDPE)回收料35份，廢棄電路板非金 屬材料顆粒30份，木粉30份，接枝接枝馬來酸酐2.5份，硬脂酸鋅2份，鈦 酸酯偶聯(lián)劑0.5份。
第一步、先將木粉、廢棄電路板非金屬材料顆粒和塑料顆粒按比例進(jìn)行混合 著色后，然后在混合體中加入其它助劑，由高速混料機(jī)高溫改性，使各組分相溶 成一體，再經(jīng)螺桿造粒機(jī)造粒生成木塑粒子。
第二步、設(shè)置擠出機(jī)的主電機(jī)轉(zhuǎn)速為15r/min，加料電機(jī)轉(zhuǎn)速7r/min，擠出 機(jī)熔體壓力9MPa，機(jī)頭溫度18(TC，擠出速度500mm/min，將木塑粒子由雙螺桿 擠出機(jī)擠出成型，冷卻后即成木塑復(fù)合材料。
經(jīng)測試，所得木塑復(fù)合材料的硬度(Hd)為65，吸水厚度膨脹率％為0. 29， 靜曲強(qiáng)度MPa為22. 5，彈性模量MPa為3620，無缺口沖擊強(qiáng)度KJ/nf為4. 2， 握螺釘力N為1590。上述數(shù)據(jù)中硬度根據(jù)GB/T 9342-1988的規(guī)定測得；吸水厚度膨脹率根據(jù)GB/T 17657-1999中4. 5的規(guī)定進(jìn)行，在水中浸泡時(shí)間為24h;靜曲強(qiáng)度和彈性模量根據(jù)GB/T 17657-1999中4. 9的規(guī)定測得；無缺口沖擊強(qiáng)度根據(jù)GB/T 1034中規(guī)定測得；握螺釘力根據(jù)GB/T 17657-1999中4. 10的規(guī)定測得。
實(shí)施例2
原料組分以重量計(jì)為高密度聚乙烯(HDPE) 30份，廢棄電路板非金屬材料顆粒25份，木粉40份，接枝接枝馬來酸酐2.5份，硬脂酸2份，鋁酸酯偶聯(lián)劑0. 5份。
第一步、將木粉、廢棄電路板非金屬材料顆粒和塑料顆粒按比例進(jìn)行混合著色后，然后在混合體中加入其它助劑，由高速混料機(jī)高溫改性，使各組分相溶成一體，再經(jīng)螺桿造粒機(jī)造粒生成木塑粒子。
第二步、設(shè)置擠出機(jī)的主電機(jī)轉(zhuǎn)速為15r/min，加料電機(jī)轉(zhuǎn)速8r/min，擠出機(jī)熔體壓力12MPa，機(jī)頭溫度180°C，擠出速度700mm/min，將木塑粒子由雙螺桿擠出機(jī)擠出成型，經(jīng)冷卻制成木塑復(fù)合材料。
經(jīng)測試，所得木塑復(fù)合材料的硬度(Hd)為72，吸水厚度膨脹率％為0.2，靜曲強(qiáng)度MPa為21. 6，彈性模量MPa為3390，無缺口沖擊強(qiáng)度KJ/m2為3. 9，握螺釘力N為1678。測試方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例性能檢測結(jié)果匯總?cè)缦卤?:
技術(shù)指標(biāo)實(shí)施例1實(shí)施例2
硬度>586572
吸收厚度膨脹率，°/。《10. 290.2
靜曲強(qiáng)度，MPa》2022. 521. 6
彈性模量，MPa》180036203390
無缺口沖擊，KJ/m2-4.23.9
握螺釘力，N》80015901678
如表1所示，本實(shí)施例制備所得的木塑復(fù)合材料與現(xiàn)有技術(shù)相比具有高強(qiáng)度、耐酸堿腐蝕的特性，同時(shí)制備步驟簡單無需特殊設(shè)備即可完成。
權(quán)利要求
1、一種利用廢棄印刷電路板制備木塑復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括以下步驟第一步、按重量比例將熱塑性塑料25～35份、廢棄電路板非金屬材料顆粒15～40份、木粉30～60、接枝相容劑2～4份、潤滑劑1～2份、偶聯(lián)劑0.3～0.6份以及有機(jī)顏料1～2份進(jìn)行混合塑煉處理，制成木塑粒子；第二步、將木塑粒子送入擠出機(jī)進(jìn)行擠出成型處理，然后再經(jīng)冷卻定型后制成木塑復(fù)合材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述的熱塑性塑料為回收獲得的聚乙烯、聚丙烯、等聚烯烴、聚苯乙烯或聚氯乙烯中的一種或其組合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述的廢棄電路板非金屬材料顆粒是指將廢棄電路板經(jīng)過破碎分選后獲得的非金屬材料碎材，再通過80目篩選后得到的非金屬材料顆粒。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述的木粉的細(xì)度為80目全通過，該木粉中的水分含量小于8%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述的接枝相容劑為聚烯烴接枝馬來酸酐、乙烯-乙酸乙烯共聚樹脂接枝馬來酸酐或聚烯烴彈性體接枝馬來酸酐所得到的接枝共聚物中的一種或其組合。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁脂、乙撐雙硬脂酸酰胺或甲撐雙硬脂酸酰胺中的 一種或其組合。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或硅垸偶聯(lián)劑中的一種或其組合。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征是，所述的混合塑煉處理是指通過高速混料機(jī)混料后經(jīng)雙螺桿造粒機(jī)進(jìn)行塑煉造粒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種工業(yè)廢棄物回收技術(shù)領(lǐng)域的利用廢棄印刷電路板制備木塑復(fù)合材料的方法，將經(jīng)過破碎和分選后獲得的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)木塑復(fù)合材料。將熱塑性塑料25-35份，廢棄電路板非金屬材料顆粒15-40份，木粉30-60份，接枝相容劑2-4份，潤滑劑1-2份，偶聯(lián)劑0.3-0.6份經(jīng)過計(jì)量、混合和塑煉制成便于成型的木塑粒子，然后將木塑粒子送入擠出機(jī)進(jìn)行擠出成型，經(jīng)冷卻定型后切割成型。本發(fā)明既可以解決廢棄電路板非金屬材料的處置及污染問題，也可以降低木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)成本。
文檔編號C08L23/12GK101591459SQ20091005431
公開日2009年12月2日 申請日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者施迎春, 許振明, 杰 郭 申請人:上海交通大學(xué)