专利名称：废旧线路板非金属粉改性废旧塑料复合材料的制备方法
废旧线路板非金属粉改性废旧塑料复合材料的制备方法技术领域
本发明属于固体废弃物综合利用技术领域，具体涉及一种废旧线路板非金属粉改性废旧塑料复合材料的制备方法。
背景技术：
目前，对于废旧线路板处置过程中非金属材料的资源化利用，国内外目前尚缺乏有效的经济手段，很大一部分非金属材料被当作垃圾丢弃、焚烧或掩埋，不仅造成了严重的环境污染，而且导致有用资源的大量浪费。废旧线路板中非金属材料一般占60%以上，主要成分为玻璃纤维和热固性环氧树脂，若能充分利用这些材料，不仅可以缓解废弃物处理压力，还可以降低材料成本，具有重大的经济意义和社会意义。
复合材料是目前材料领域最具有应用和发展前景的领域之一，也是废旧塑料回收利用的主要途径。废旧线路板非金属粉中的玻璃纤维是一种理想的增强材料，绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，同时废旧线路板非金属粉的玻璃纤维是与固化了的环氧树脂紧密结合在一起的复合颗粒，因此它和塑料有着很好的相容性。利用水热法活化处理废旧线路板非金属粉能打断非金属粉中固化环氧树脂的化学键产生新的活化点，从而使废旧线路板非金属粉产生新的活化基团，达到改善废旧线路板非金属粉与树脂基体的界面结合性能的目的，从而进一步提高复合材料的整体性能。以废旧线路板非金属粉和废旧塑料为原料制备的复合材料具有较理想的综合性能，其技术的推广应用，开辟了废旧线路板非金属粉和废旧塑料回收利用的新领域，形成原料-产品-原料的封闭循环，实现了最高层次的废旧材料资源化利用，不仅可以缓解废弃物处理压力，还可以降低材料成本，具有重大的经济意义和社会意义。发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧线路板非金属粉改性废旧塑料复合材料的制备方法。
本发明提出的废旧线路板非金属粉改性废旧塑料复合材料的制备方法，将干燥后的废旧线路板非金属粉进行水热法活化处理，得到活化的废旧线路板非金属粉，再将活化的废旧线路板非金属粉和废旧热塑性树脂回收料混合后在平行同向双螺杆挤出机中挤出成型，得到废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料。其具体步骤如下(1)在高压反应釜中加入1 4X IO3g液化溶剂和1 IX IO3g催化剂，用玻璃棒搅拌1 30分钟后，再加入1 IX IO3g干燥的废旧线路板非金属粉，用玻璃棒搅拌分散1 60分钟后，在广200°C下处理1分钟 12小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性，在25 120°C下干燥1 48小时，得到经水热法活化处理的废旧线路板非金属粉；(2)将步骤⑴所得的经水热法处理的废旧线路板非金属粉1 IX 10 和废旧塑料回收料1 IX 10 —起加入高速混合机中，在转子转速为1 300r/min的条件下混合1 60分钟后取出，得到预混料；(3)将步骤(2)所得的预混料1 IX IO3g和润滑剂1 IX IO2g加入平行同向双螺杆挤出机中，在温度为广200°C、螺杆转速为1 200r/min的条件下挤出成型，得到废旧线路板非金属粉改性废旧塑料复合材料。
本发明中，步骤(1)中所述液化溶剂为水、苯酚、甲醇、乙醇、乙二醇、聚乙二醇、丙醇、丁醇、四氢萘或十氢萘中的任一种或其多种组合。
本发明中，步骤(1)中所述催化剂为硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、高氯酸、苯磺酸、乙二酸、醋酸、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾或碳酸钠中的任一种或其多种组合。
本发明中，步骤(1)中所述废旧线路板非金属粉为通过将废旧线路板破碎、粉碎磨成粉末再分离得到的非金属粉末。
本发明中，步骤O)中所述的废旧塑料回收料为废旧聚乙烯回收料、废旧聚丙烯回收料、废旧聚氯乙烯回收料、废旧聚苯乙烯回收料、废旧聚甲基丙烯酸甲酯回收料、废旧聚甲醛回收料、废旧聚酰胺回收料、废旧聚碳酸酯回收料、废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯回收料、废旧聚对苯二甲酸丁二醇酯回收料、废旧聚苯基硫醚、废旧聚苯醚回收料或废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯回收料中的任一种或其多种组合。
本发明中，步骤(3)中所述的润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸锌或硬脂酸中的任一种或其多种组合。
本发明工艺简单，利用水热法活化处理废旧线路板非金属粉能打断非金属粉的化学键，产生新的活化点使废旧线路板非金属粉产生新的活化基团，达到改善废旧线路板非金属粉与树脂基体的界面结合性能的目的，从而提高复合材料的整体性能。本发明制备的复合材料以废旧线路板非金属粉和废旧塑料为原料，形成原料-产品-原料的封闭循环，实现了最高层次的废旧材料资源化利用，不仅可以缓解废弃物处理压力，还可以降低材料成本，具有重大的经济意义和社会意义。
图1为实施例1给出的废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料冲击断面扫描电镜图。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1 以水为液化溶液、硫酸为催化剂对废旧线路板非金属粉进行水热法活化处理，得到经水热法活化的废旧线路板非金属粉；再将以上经水热法活化的废旧线路板非金属粉和废旧聚乙烯回收料混合后在平行同向双螺杆挤出机中挤出成型，得到废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料。
步骤(1)在高压反应釜中加入800mL的水和80mL、90%重量浓度硫酸溶液，用玻璃棒搅拌10分钟后，再加入干燥的废旧线路板非金属粉250g，用玻璃棒搅拌分散30分钟后，在180°C下处理4小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性，在 120°C下干燥6小时，得到经水热法活化处理的废旧线路板非金属粉；步骤O)将步骤(1)所得的经水热法活化处理的废旧线路板非金属粉200g和废旧聚乙烯回收料800g —起加入高速混合机中，在高速混合机转子转速为150r/min的条件下混合30分钟后取出，得到预混料；步骤(3)将步骤( 所得的预混料IOOOg和润滑剂石蜡IOg加入平行同向双螺杆挤出机中，在温度为180°C、螺杆转速为70r/min的条件下挤出成型，得到废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料。
力学性能测试结果表明废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料的冲击强度为8KJ. πΓ2，弯曲强度为70MPa，弯曲模量为6GPa。
图1给出废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料冲击断面扫描电镜图。
实施例2 以水为液化溶液、氢氧化钾为催化剂对废旧线路板非金属粉进行水热法活化处理，得到经水热法活化的废旧线路板非金属粉；再将以上经水热法活化的废旧线路板非金属粉和废旧聚丙烯回收料混合后在平行同向双螺杆挤出机中挤出成型，得到废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料。
步骤(1)在高压反应釜中加入900mL的水和90g的氢氧化钾，用玻璃棒搅拌20分钟后，再加入干燥的废旧线路板非金属粉300g，用玻璃棒搅拌分散20分钟后，在160°C下处理6小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性，在10(TC下干燥6小时，得到经水热法活化处理的废旧线路板非金属粉；步骤O)将步骤(1)所得的经水热法活化处理的废旧线路板非金属粉250g和废旧聚丙烯回收料750g —起加入高速混合机中，在高速混合机转子转速为120r/min的条件下混合40分钟后取出，得到预混料；步骤(3)将步骤( 所得的预混料IOOOg和润滑剂石蜡IOg加入平行同向双螺杆挤出机中，在温度为160°C、螺杆转速为80r/min的条件下挤出成型，得到废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料。
力学性能测试结果表明废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料的冲击强度为9KJ. m-2，弯曲强度为75MPa，弯曲模量为8GPa。
实施例3 以水为液化溶液、碳酸钾为催化剂对废旧线路板非金属粉进行水热法活化处理，得到经水热法活化的废旧线路板非金属粉；再将以上经水热法活化的废旧线路板非金属粉和废旧聚氯乙烯回收料混合后在平行同向双螺杆挤出机中挤出成型，得到废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料。
步骤(1)在高压反应釜中加入600mL的水和60g的碳酸钾，用玻璃棒搅拌20分钟后，再加入干燥的废旧线路板非金属粉200g，用玻璃棒搅拌分散30分钟后，在170°C下处理 5小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性，在110°C下干燥5小时， 得到经水热法活化处理的废旧线路板非金属粉；步骤O)将步骤(1)所得的经水热法活化处理的废旧线路板非金属粉150g和废旧聚氯乙烯回收料850g —起加入高速混合机中，在高速混合机转子转速为120r/min的条件下混合40分钟后取出，得到预混料；步骤(3)将步骤( 所得的预混料IOOOg和润滑剂石蜡15g加入平行同向双螺杆挤出机中，在温度为160°C、螺杆转速为80r/min的条件下挤出成型，得到废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料。
力学性能测试结果表明废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料的冲击强度为7KJ. m-2，弯曲强度为72MPa，弯曲模量为7GPa。
实施例4 以水为液化溶液、硝酸为催化剂对废旧线路板非金属粉进行水热法活化处理，得到经水热法活化的废旧线路板非金属粉；再将以上经水热法活化的废旧线路板非金属粉和废旧聚苯乙烯回收料混合后在平行同向双螺杆挤出机中挤出成型，得到废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料。
步骤(1)在高压反应釜中加入800mL的水和80mL、90%重量浓度硝酸溶液，用玻璃棒搅拌20分钟后，再加入干燥的废旧线路板非金属粉200g，用玻璃棒搅拌分散45分钟后，在160°C下处理6小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性，在 115°C下干燥6小时，得到经水热法活化处理的废旧线路板非金属粉；步骤O)将步骤(1)所得的经水热法活化处理的废旧线路板非金属粉150g和废旧聚苯乙烯回收料850g —起加入高速混合机中，在高速混合机转子转速为150r/min的条件下混合60分钟后取出，得到预混料；步骤(3)将步骤( 所得的预混料IOOOg和润滑剂石蜡12g加入平行同向双螺杆挤出机中，在温度为170°C、螺杆转速为130r/min的条件下挤出成型，得到废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料。
力学性能测试结果表明废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料的冲击强度为lIJ.m-2，弯曲强度为lOOMPa，弯曲模量为8GPa。
实施例5 以苯酚为液化溶液、硫酸为催化剂对废旧线路板非金属粉进行水热法活化处理，得到经水热法活化的废旧线路板非金属粉；再将以上经水热法活化的废旧线路板非金属粉和废旧聚乙烯回收料混合后在平行同向双螺杆挤出机中挤出成型，得到废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料。
步骤(1)在高压反应釜中加入1200g的苯酚和100mL、90%重量浓度硫酸溶液，用玻璃棒搅拌20分钟后，再加入干燥的废旧线路板非金属粉300g，用玻璃棒搅拌分散25分钟后，在160°C下处理6小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性，在 120°C下干燥5小时，得到经水热法活化处理的废旧线路板非金属粉；步骤O)将步骤(1)所得的经水热法活化处理的废旧线路板非金属粉250g和废旧聚乙烯回收料750g —起加入高速混合机中，在高速混合机转子转速为130r/min的条件下混合40分钟后取出，得到预混料；步骤⑶将步骤⑵所得的预混料IOOOg和润滑剂聚乙烯蜡12g加入平行同向双螺杆挤出机中，在温度为180°C、螺杆转速为120r/min的条件下挤出成型，得到废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料。
力学性能测试结果表明废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料的冲击强度为9KJ. m-2，弯曲强度为80MPa，弯曲模量为7GPa。
实施例6 以无水乙醇为液化溶液、氢氧化钠为催化剂对废旧线路板非金属粉进行水热法活化处理，得到经水热法活化的废旧线路板非金属粉；再将以上经水热法活化的废旧线路板非金属粉和废旧聚丙烯回收料混合后在平行同向双螺杆挤出机中挤出成型，得到废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料。
步骤(1)在高压反应釜中加入900mL无水乙醇和IOOg的氢氧化钠，用玻璃棒搅拌20分钟后，再加入干燥的废旧线路板非金属粉300g，用玻璃棒搅拌分散35分钟后，在170°C下处理5小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性，在100°C下干燥6小时，得到经水热法活化处理的废旧线路板非金属粉；步骤O)将步骤(1)所得的经水热法活化处理的废旧线路板非金属粉250g和废旧聚丙烯回收料750g —起加入高速混合机中，在高速混合机转子转速为120r/min的条件下混合30分钟后取出，得到预混料；步骤(3)将步骤( 所得的预混料800g和润滑剂硬脂酸8g加入平行同向双螺杆挤出机中，在温度为180°C、螺杆转速为140r/min的条件下挤出成型，得到废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料。
力学性能测试结果表明废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料的冲击强度为10KJ.m-2，弯曲强度为83MPa，弯曲模量为lOGPa。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员理解和应用本发明。 熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例， 本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.废旧线路板非金属粉改性废旧塑料复合材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下(1)在高压反应釜中加入1 4X103g液化溶剂和1 IX IO3g催化剂，用玻璃棒搅拌1 30分钟后，再加入1 IX IO3g干燥的废旧线路板非金属粉，用玻璃棒搅拌分散1 60分钟后，在广200°C下处理1分钟 12小时后经去离子水稀释洗涤，滤膜抽滤，反复洗涤至滤液呈中性，在25 120°C下干燥1 48小时，得到经水热法活化处理的废旧线路板非金属粉；(2)将步骤(1)所得的经水热法活化处理的废旧线路板非金属粉1 IXIO3g和废旧塑料回收料1 IX IO3g —起加入高速混合机中，在转子转速为1 300r/min的条件下混合1 60分钟后取出，得到预混料；(3)将步骤(2)所得的预混料1 IXIO3g和润滑剂1 IX IO2g加入平行同向双螺杆挤出机中，在温度为广200°C、螺杆转速为1 200r/min的条件下挤出成型，得到废旧线路板非金属粉改性废旧塑料复合材料。
2.根据权利要求1所述的废旧线路板非金属粉改性废旧塑料复合材料的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述液化溶剂为水、苯酚、甲醇、乙醇、乙二醇、聚乙二醇、丙醇、丁醇、 四氢萘或十氢萘中的任一种或其多种组合。
3.根据权利要求1所述的废旧线路板非金属粉改性废旧塑料复合材料的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述催化剂为硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、高氯酸、苯磺酸、乙二酸、醋酸、 氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾或碳酸钠中的任一种或其多种组合。
4.根据权利要求1所述的废旧线路板非金属粉改性废旧塑料复合材料的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述废旧线路板非金属粉为通过将废旧线路板破碎、粉碎磨成粉末再分离得到的非金属粉末。
5.根据权利要求1所述的废旧线路板非金属粉改性废旧塑料复合材料的制备方法，其特征在于步骤O)中所述的废旧塑料回收料为废旧聚乙烯回收料、废旧聚丙烯回收料、废旧聚氯乙烯回收料、废旧聚苯乙烯回收料、废旧聚甲基丙烯酸甲酯回收料、废旧聚甲醛回收料、废旧聚酰胺回收料、废旧聚碳酸酯回收料、废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯回收料、废旧聚对苯二甲酸丁二醇酯回收料、废旧聚苯基硫醚、废旧聚苯醚回收料或废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯回收料中的任一种或其多种组合。
6.根据权利要求1所述的废旧线路板非金属粉改性废旧塑料复合材料的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述的润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸锌或硬脂酸中的任一种或其多种组合。
全文摘要
本发明涉及一种废旧线路板非金属粉改性废旧塑料复合材料的制备方法。本发明将干燥后的废旧线路板非金属粉进行水热法活化处理，得到活化的废旧线路板非金属粉，再将活化的废旧线路板非金属粉和废旧塑料回收料混合后在平行同向双螺杆挤出机中挤出成型，得到废旧线路板非金属粉填充改性废旧塑料复合材料。本发明工艺简单，利用水热法活化处理废旧线路板非金属粉能打断非金属粉的化学键，产生新的活化点使废旧线路板非金属粉产生新的活化基团，达到改善废旧线路板非金属粉与树脂基体的界面结合性能的目的，提高复合材料的整体性能。本发明以废旧线路板非金属粉和废旧塑料回收料为原料，实现了废旧材料资源化利用，同时降低材料成本，具有重大的经济意义和社会意义。
文档编号C08J11/16GK102516592SQ20111035800
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者李启胜, 王宗明, 邱军 申请人:同济大学