一種廢棄印刷電路板非金屬粉/三元乙丙橡膠復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明主要設(shè)及機(jī)電產(chǎn)品資源化回收領(lǐng)域，關(guān)于廢棄印刷電路板非金屬粉的回收 利用，特別設(shè)及一種廢棄印刷電路板非金屬粉/=元乙丙橡膠復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，對(duì)環(huán)境保護(hù)提出了更高的要求，電子垃圾的回 收與利用成為多數(shù)國(guó)家面臨的棘手問題。目前我國(guó)已成為家用電器的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，僅 W年報(bào)廢更新2%計(jì)算，每年淘汰的4大類家用電器就達(dá)2000萬臺(tái)，加上在全社會(huì)普及使用的 更新周期只有2-4年的電腦、手機(jī)等高科技電子產(chǎn)品，W及不斷涌現(xiàn)的質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的新型家電 產(chǎn)品，使得我國(guó)家用電器的實(shí)際年報(bào)廢更新已高達(dá)2500萬臺(tái)W上。印刷電路板(PCB)作為廢 棄家電中的關(guān)鍵部件，其回收和資源化問題已成為急需解決的熱點(diǎn)問題。目前中國(guó)已經(jīng)成 為PCB第一大生產(chǎn)國(guó)，生產(chǎn)過程中的大量邊角料、廢板的回收也面臨重大難題。
[0003 ]金屬的價(jià)值一直是廢棄印刷電路板(WPCBs )回收的直接動(dòng)力。經(jīng)過分選富集的金 屬一般可送到金屬冶煉公司進(jìn)行深加工或是電解提純。而占電路板質(zhì)量70%左右的玻璃纖 維樹脂粉末（即非金屬粉）由于成分復(fù)雜和相對(duì)較低的回收價(jià)值，致使針對(duì)其的資源化研究 比較少，據(jù)估算，我國(guó)每年將產(chǎn)生15萬噸的WPCBs非金屬粉。目前，我國(guó)對(duì)熱固性復(fù)合材料 廢棄物的處理主要采取填埋和焚燒。原則上，填埋處理選擇在山溝或荒地，也有些單位采取 就近掩埋，運(yùn)種方法會(huì)造成±壤的破壞和大量±地的浪費(fèi)。焚燒處理一般采用直接燃燒，運(yùn) 種方法比較簡(jiǎn)單，不會(huì)造成±地浪費(fèi)，但由于燃燒中產(chǎn)生大量毒氣，會(huì)造成環(huán)境污染。
[0004] 在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，特別是在歐洲，熱固性復(fù)合材料回收利用技術(shù)日益受人關(guān)注。各 有關(guān)大公司共同投資、聯(lián)合建廠，并且有政府資助?；厥占庸S多W粉碎和熱解法技術(shù)為 主，已具備一定的規(guī)模，技術(shù)日趨成熟，其主要研究方向大致分為2個(gè)方面，一是研究非再生 熱固性復(fù)合材料廢棄物的處理新技術(shù)，二是開發(fā)可再生、可降解的新材料?；厥辗椒ㄓ蠾下 巧中主要方法，即能量回收(焚燒法）、化學(xué)回收(熱解法）、粒子回收(粉碎法）。無論從技術(shù)可 行性還是實(shí)用性來講，粉碎回收法是最為可取的，可回收的熱固性復(fù)合材料廢棄物品種較 多，對(duì)用一般方法難W回收的熱固性復(fù)合材料廢棄物(如PCB廢棄物)也能較好的回收，且不 會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，是解決熱固性復(fù)合材料廢棄物污染的一個(gè)重要發(fā)展方向。廢棄線路板 基板的主要組成是纖維強(qiáng)化熱固性樹脂，由于熱固性塑料本身的特點(diǎn)，除了焚燒回收熱值 夕h還可W作為粉末用于涂料、鋪路材料等重新利用;雖然運(yùn)些再生品質(zhì)量低下、檔次不高， 而且在經(jīng)濟(jì)投資和資源利用方面也是不合理的，但是，近幾年的研究結(jié)果表明，熱固性塑料 可W重新制成復(fù)合材料，可W根據(jù)廢棄線路板基板原材料的不同，進(jìn)行分開粉碎處理，選擇 新的樹脂基體，最終生產(chǎn)出多種復(fù)合材料，即廢棄物復(fù)合材料。
[0005] 物理填充法處理非金屬粉，無需改變非金屬粉的化學(xué)狀態(tài)，可用作通用填料使用， 技術(shù)可行、無污染、處理量大和易于工業(yè)化應(yīng)用，是非金屬粉資源化有較好前景的技術(shù)。目 前，國(guó)內(nèi)外研究者也對(duì)WPCBs非金屬粉進(jìn)行了一些物理填充法的嘗試，并取得一些成果。如： 文南犬l(Mou, P.; Xiang, D.; Duan, G. Products made from nonmetallie materials reclaimed from wasteprinted circuit boards. Tsinghua Sci. Technol. 2007, 12 (3): 276-283.);文南犬2(Mou, P. New solutions for reusing nonmentals reclaimed from waste printed circuit boards. Proceedings of the IEEE International Symposium on Electronics and the Environment, IEEE: New York, 2005; pp 205-209.)對(duì)非金屬粉的再利用方法進(jìn)行多種嘗試。通過不同加工方法，制備得到了多種非金屬 粉填充材料，如磚塊、陰溝柵、復(fù)合板材和鼠標(biāo)模型等。
[0006] 水泥固化技術(shù)也被用于WPCBs的處理處置，如：文獻(xiàn)3(Niu，X. Treatment Of waste printed wire boards in electronic waste for safe disposal. J. Hazard. Mater. 2007，145 (3): 410-416.)采用高壓壓縮和水泥固化兩種方法對(duì)電路板進(jìn)行固化 處置。文獻(xiàn)4(黃發(fā)榮.酪醒樹脂及其應(yīng)用.北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2003.)報(bào)道了將破碎、靜 電分選銅錐基酪醒板所得的樹脂粉作為紙質(zhì)酪醒層壓板填料，加入10%左右，可不同程度地 提高流動(dòng)性和固化速度及制品的機(jī)械電器性能。
[0007] 國(guó)內(nèi)一些科研人員也對(duì)非金屬粉進(jìn)行了填充再利用，如將非金屬粉填充制備聚丙 締（PP)和聚氯乙締（PVC)復(fù)合材料，如：文獻(xiàn)5(Zheng, Y. The reuse of nonmetals recycled from waste printed circuit boards as reinforcing fillers in the polypropylene composites. J. Hazard. Mater. 2009, 163 (2-3): 600-606)，文獻(xiàn)6 (Zheng, Y. A novel approach to recycling of glass fibers from nonmetal materials of waste printed circuit boards. J. Hazard. Mater. 2009, 170 (2-3): 978-982.)，文獻(xiàn)7(林芝.廢棄線路板中環(huán)氧樹脂再利用技術(shù)初探.環(huán)境科技.2009,22巧）： 1-3.)。一些專利文獻(xiàn)也設(shè)及此方面的研究，例如CN101591459 A制備了廢印刷電路板非金 屬粉/聚丙締樹脂復(fù)合材料;CN103087458 B制備了廢印刷電路板非金屬粉/ABS樹脂復(fù)合材 料;CN101190981 B采用聚丙締為主體樹脂、=元乙丙橡膠作為增初劑，加入廢印刷電路板 非金屬粉制得了汽車保險(xiǎn)杠專用料;CN101591459 BW廢印刷電路板非金屬粉、高密度聚乙 締及木粉制得了木塑材料;CN 102161806 BW廢印刷電路板非金屬粉、聚氯乙締、氯化聚乙 締及木粉制得了木塑材料;CN 102161802 B制備了廢印刷電路板非金屬粉/聚氯乙締復(fù)合 材料;CN 102226025 B將廢印刷電路板非金屬粉用于回收聚丙締的填充改性。
[0008] 目前為止，廢印刷電路板非金屬粉在聚合物的填充改性均集中在熱塑性和熱固性 塑料的填充改性中，CN 102675717 B提出的改性印刷電路板非金屬回收料及其制備方法所 制得的改性非金屬粉也是只適用于塑料填充之中，將廢棄印刷電路板非金屬粉應(yīng)用在橡膠 材料中的填充改性尚未見報(bào)道，就目前情況而言，將廢棄印刷電路板非金屬粉直接加入橡 膠后，其無法起到補(bǔ)強(qiáng)的作用，只能作為惰性填料。如果能夠提高其在橡膠中的補(bǔ)強(qiáng)性能， 對(duì)提高回收利用材料的附加值、節(jié)約資源、降低制品的成本均具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)無法使得加入廢棄印刷電路板非金屬粉的=元乙丙橡膠具 有較高的力學(xué)性能而提供一種廢棄印刷電路板非金屬粉/=元乙丙橡膠復(fù)合材料，W此提 高廢棄印刷電路板非金屬粉在=元乙丙橡膠中的補(bǔ)強(qiáng)性能。
[0010] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種廢棄印刷電路板非金屬粉/=元乙丙橡膠復(fù)合材