CN101353441A - 废旧印制电路板复合非金属粉末改性方法及设备 - Google Patents

Abstract

一种废旧印制电路板复合非金属粉末改性方法及设备，在废旧印制电路板复合非金属粉末中加入由硬脂酸和KH550(硅烷偶联剂)复配而成的改性剂后，送入高速改性混料机中，在温度为100℃－130℃进行改性，改性后的粉体经分级机进行分级，上述改性方法的专用设备包括依次连接的磨粉机、旋风分离器、双螺杆螺旋送料装置、改性剂加热计量装置、高速改性混料机、分级机、旋风分离器、脉冲除尘器、尾气处理塔。本发明的改性废旧印制电路板复合非金属粉末分级后，分数效果好，不团聚，与其他材料相容性好，吸油值由原来的60下降为40，降低了产品的1/3吸油值，实际应用效果好。

Description

废旧印制电路板复合非金属粉末改性方法及设备

技术领域：

本发明涉及材料加工技术领域，具体涉及一种废旧印制电路板复合非金属粉末(简称VT粉)材料改性方法及设备。

背景技术：

随着工农业的现代化和科技的进步，特别是信息技术的日新月异，使电子产品的更新换代更加频繁，随之而来的是被淘汰和报废的电子线路板堆积如山，严重影响和破坏了生态环境。目前世界上对于废旧电子线路板的处理方法众多，但主要目的是回收废旧电子线路板中的贵重和稀有金属，如铜、锡、镍、金、银等…；对于回收处理后所遗留下来的复合非金属粉末材料，数量巨大且难以处理，一般小型工厂或个体企业是根本没有条件和技术力量来处理这些粉末的，唯一的方式只能是堆积或填埋，大型企业或环保处理中心大多也是采用焚烧的方法，这样对土壤和空气及水资源的污染是非常严重的，对于资源的回收利用也是不利的；

一般情况下，废旧印制电路板经过金属回收处理后所遗留下来的复合非金属粉末是不能直接被应用的，必须通过专用设备系统将粉末磨细、改性、分级及科学配方等工艺处理后才能作为填充料应用于塑胶或其它行业之中。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种将废旧印制电路板复合非金属粉末进行改性充分利用、并为此提供一种集粉碎、计量配料、改性高速混料、分级功能于一体专用设备的废旧印制电路板复合非金属粉末改性方法及设备。

本发明采用的技术方案是：

废旧印制电路板复合非金属粉末改性方法为：在废旧印制电路板复合非金属粉末中加入改性剂，送入高速混料机中搅拌均匀，在温度为100℃-130℃范围内进行改性，改性后的粉体分散效果好，不团聚，与其他材料的相容性好，吸油值由原来的60下降为40。

上述技术方案中，改性剂由硬脂酸和KH550(硅烷偶联剂)组成，组分配比为：按wt％，硬脂酸∶KH550(硅烷偶联剂)＝1.5∶1.0，改性剂的制备工艺为：将称量好的硬脂酸在100℃-120℃范围内加热，熔化成液体，然后在搅拌的条件下逐步将称量好的KH550(硅烷偶联剂)加入到硬脂酸溶液中，使之混合均匀，然后逐步自然冷却，即得。

上述制得的改性剂理化性能和实验数据为：外观：白色粘稠状固体；比重：0.95。

上述技术方案中，在废旧印制电路板复合非金属粉末中加入改性剂的配比为：按wt％，废旧印制电路板复合非金属粉末∶改性剂＝100∶1.2-1.5。

废旧印制电路板复合非金属粉末改性设备，包括磨粉机、双螺杆螺旋送料装置、改性剂加热计量装置、高速改性混料机、分级机、旋风分离器、脉冲除尘器、尾气处理塔，废旧印制电路板材料及粉末进入磨粉机进行粉磨，输出经旋风分离器固、气分离，收料后进入储料仓，储料仓下料口连接双螺杆螺旋送料装置，将粉末送入高速改性混料机，与此同时，改性剂在改性剂加热计量装置内加热，熔化成液体，经计量后加入高速改性混料机，两者高速混料，改性，高速改性混料机输出经分级机分级及旋风分离器固、气分离，收集改性后的粉末，作为待使用物料，尾气及粉尘经脉冲除尘器、尾气处理塔进行环保处理。

上述技术方案中，对于不需要加工的细粉末，可直接从加料装置输送至旋风分离器及储料仓。

上述技术方案中，分级机、旋风分离器、脉冲除尘器、尾气处理塔均为现有技术，市场可定制。如YF型系列微粉分级机，XP型系列旋风分离器，标准脉冲滤筒除尘器，废气处理洗涤塔(台湾台盛机械制造有限公司)。

上述技术方案中，磨粉机腔壁装有夹套循环水冷却装置，机腔内安装有温度传感器和冷却水喷淋装置，可自动调节和控制机腔内温度；磨粉机的进料口连接螺旋送料装置，螺旋送料装置连接磨粉机内腔。磨粉机腔内装有带粉碎功能的磨削衬板圈、磨盘及三层刀盘，其中每个刀盘中的双面动刀与带牙衬板(定刀)之间的间隙是不同的，其目的是为了改善磨粉效果和提高设备的生产能力；磨粉机中的粉末出口带有分级装置和分级叶轮，通过调整叶轮的转速可随意调节粉末的粒度大小，以满足粉末应用的要求；

上述技术方案中，双螺杆螺旋送料装置具有送料均匀、稳定可靠等特点，通过改变双螺杆的送料转速，在一定范围内可调节送料量的大小以满足不同配料的工艺要求；

上述技术方案中，改性剂加热计量装置带有改性药剂溶解桶，溶解桶的外筒内层为保温棉，保温棉内层为导热油层，导热油层内安装加热电热丝，改性剂输出管经计量泵计量输出，可将固态或半固态改性药剂通过加热变成液态状况，再通过液态计量泵计量将改性药剂准确地输送到混料设备中配料；

上述技术方案中，高速改性混料机，具有成品字形结构的三套高速混料机，可将复合粉末及改性药剂等配料依次通过三套高速混料机的定刀、动刀片均匀地搅拌，在搅拌过程中，高速混料机搅拌叶片通过与物料的磨擦及物料之间的相互磨擦将会自身产生100℃～130℃的温度，能将改性药剂与粉末彻底地融合在一起，从而达到物料改性的作用；

上述技术方案中，分级机可根据对改性粉末粒度的不同要求分级，以满足改性粉末的不同用途；旋风分离器主要是将分级机中输出的改性粉末从气体中分离出来直接进行包装入库；除尘设备主要用于全封闭负压输送管道系统中起除尘和净化空气的作用；尾气处理塔主要是通过冷却水喷淋装置及气水分离装置将除尘器出口管道系统中的有味气体进行净化和清除，并排放到大气中；

本发明的改性方法，改性剂组分少，工艺简单，制备方法为物理方法，容易实现，使用该复配改性剂，能很好的对产品表面进行改性，降低了产品表面的比表面积，增强了产品与其它材料的亲和力和相溶性，降低了产品1/3吸油值，产品分散性好，不团聚。改性后的产品能均匀的分散在相应的制品中，与制品材料结合紧密。

本发明的改性设备集粉碎、计量配料、高速混料及分级功能于一体，对于废旧印制电路板复合非金属材料粉碎、粉磨均匀细度好，计量配料准确精度高，由于高速改性混料机的三套高速混料装置成品字形结构，搅拌均匀，能将物料粉末与改性剂彻底融合在一起，达到物料改性的目的，所以经本发明的高速改性混料机混料，比一般的混料机，其混料质量要高出许多，加上本发明的改性剂加热计量装置的计量精度高，配料好，经本发明改性设备处理的改性废旧印制电路板复合非金属粉末性能好，使用价值大大提升，避免了废旧印制电路板对环境的污染，保护人类的生存环境和身体健康，是一项新的环保技术和新的环保设备。

附图说明：

图1为本发明改性设备系统结构示意图

图2为磨粉机结构示意图

图3为改性剂加热计量装置结构示意图

图4为高速改性混料机结构剖面示意图

具体实施方式：

参见图1，本发明的废旧印制电路板复合非金属粉末改性设备包括依次连接的磨粉机1、旋风分离器2、储料仓3、双螺杆螺旋送料装置4、改性剂加热计量装置5、高速改性混料机6、分级机7、旋风分离器2、脉冲除尘器9、高压风机10、尾气处理塔11。废旧印制电路板材料及粉末进入磨粉机1粉磨，粉磨后输出的细粉由管道12输送至旋风分离器2，旋风分离器2将其进行固、气分离，固体粉末收集落下进入储料仓3，含尘气流由顶端连接的负压抽气管道13连接至后面的脉冲除尘器9进行除尘，储料仓3底端的下料口连接双螺杆螺旋送料装置4的入料端，双螺杆螺旋送料装置4的出料端连接高速改性混料机6的输入端。与此同时，按wt％，硬脂酸∶KH550(硅烷偶联剂)＝1.5∶1.0，分别称取硬脂酸和KH550(硅烷偶联剂)，将硬脂酸置于加热容器内，在100℃-120℃范围内加热，熔化成液体，在搅拌的条件下逐步将称量好的KH550(硅烷偶联剂)加入到硬脂酸溶液中，使之混合均匀，然后逐步自然冷却，制成改性剂。将制得的改性剂投入加性剂加热计量装置中，加热至100℃-130℃，熔化为液体，再计量投放到废旧印制电路板复合非金属粉末中，投放比例为：按wt％，改性剂∶废旧印制电路板复合非金属粉末＝1.2-1.5∶100，具有三套高速混料机成品字形结构的高速改性混料机将上述改性剂和废旧印制电路板复合非金属粉末(简称VT粉)等配料依次通过三套高速混料机均匀地搅拌，混料机转速4600转/min，在搅拌过程中，高速改性混料机搅拌叶片通过与物料的磨擦自身产生100℃-130℃的温度，能将改性剂与粉末彻底地融合在一起，从而达到物料改性的作用。改性后的物料输送至分级机进行分级，分级后较粗的物料由底端回收，分级机上部的细粉再次进入旋风分离器，固、气分离回收改性粉料，最后旋风分离器的含尘气流进入后部的除尘、废气处理。改性后的物料能很好的对产品表面进行改性，降低了产品表面的比表面积，增强了产品与其他材料的亲和力和相溶性，降低了产品的1/3吸油值，产品分散性好，不团聚，改性后的产品能均匀的分散在相应的制品中，与制品材料结合紧密。上述分级机和旋风分离器将改性后的物料分别进行分级回收和固、气分离，回收改性物料，而最后的含尘气流进入脉冲除尘器进行除尘和进入尾气处理塔进行废气净化处理，使排入大气的尾气达到环保要求。上述管道输送粉末物料的负压由高压风机10产生，并在高压风机10的输出管道上安装消音器，避免噪声污染。在本发明的进料前端，有的废旧印制电路板复合非金属粉末无须进行粉磨，则由加料装置8输出管道直接输送至旋风分离器，再经旋风分离器固、气分离后底端下料进入储料仓，参与后工序。

因此，本发明的改性方法配方科学，制备容易，工艺简单，改性质量好，而本发明的改性设备功能齐全，计量准确，精度高，环保性能好。

参见图2，磨粉机结构示意图，在机壳内壁安装固定磨削衬板圈，即定刀15，在机壳内腔安装有三套刀盘及动刀16，刀盘及动刀16固定在主轴17上，由主轴皮带轮18传动旋转，机壳一侧内壁还安装有带磨削功能的活动定位圈19，进料口20下端连接螺旋送料装置21，螺旋送料装置21的输送端连接连通磨粉机内腔，在磨粉机出料口22内侧还安装有分级叶轮盘23，分级叶轮盘23轴端固定分级叶轮盘皮带轮24，并由皮带轮24连接传动。

参见图3，改性剂加热计量装置结构示意图，该装置具有改性药剂溶解桶25，溶解桶25的外桶26内侧为保温层27，保温层27内侧为导热油层28，导热油层28内底部装有加热电阻丝14，改性药剂出料管29上端安装有过滤球30，改性药剂出料管29通过计量泵31的计量输出改性剂，滴入废旧印刷电路板复合非金属粉末中，进行混匀改性。改性药剂出料管29上还安装有压力表和清洗溶液桶32，清洗液出口33。改性药剂出料管29还连接连通压缩空气入口34。

参见图4，高速改性混料机结构示意图，该机的主轴35通过轴衬安装在前端盖36、后端盖37上，主轴35上安装有定位套筒38，并通过定位套筒安装有轴销39及动刀片40，与之相对应，在高速改性混料机的定刀盖板41上，固定有圆柱定刀42，圆柱定刀42置于机腔内43。

本发明的改性废旧印制电路板复合非金属粉末(简称VT粉)经深圳市谱尼测试科技有限公司测试，危险废弃物浸出毒性鉴别各项数据均在安全范围内，符合环保要求。本发明的改性废旧印制电路板复合非金属粉末(简称VT粉)经湖北合利得橡胶科技有限公司二个月的工业化试用，“VT粉在提高橡胶制品的硬度和强度上有较好的效果”，并提供了应用报告。本发明的VT粉又经株洲南方摩托车制造有限公司橡胶厂试用，“把VT粉用在再生胶中，在配方不变的条件下，可提高硬度5度左右，可提高强度4Mpa以上，胶料制品的挺性和回复性比没有VT粉的要好”，并提供了应用报告。本发明的VT粉还应用在天津海泰环保科技发展有限公司的“空客120大型构件专用道路路面应用工程”上，“路面改性后抗疲劳性能和抗车辙性能大幅度提高，路面高温性能显著改善，有效抑制路面早期破坏”，并提供了应用证明。凡此种种，均说明本发明的改性废旧印制电路板复合非金属粉末技术性能优良。

Claims (7)

1、一种废旧印制电路板复合非金属粉末改性方法，其特征在于：在废旧印制电路板复合非金属粉末中加入改性剂，送入高速混料机中，搅拌均匀，在温度为100℃-130℃范围内进行改性。

2、根据权利要求1所述的废旧印制电路板复合非金属粉末改性方法，其特征在于：改性剂由硬脂酸和KH550(硅烷偶联剂)组成，组分配比为：按wt％，硬脂酸∶KH550(硅烷偶联剂)＝1.5∶1.0，改性剂的制备工艺为：将称量好的硬脂酸在100℃-120℃范围内加热，熔化成液体，然后在搅拌的条件下逐步将称量好的KH550(硅烷偶联剂)加入到硬脂酸溶液中，使之混合均匀，然后逐步自然冷却，即得。

3、根据权利要求1所述的废旧印制电路板复合非金属粉末改性方法，其特征在于：在废旧印制电路板复合非金属粉末中加入改性剂的配比为：按wt％，废旧印制电路板复合非金属粉末∶改性剂＝100∶1.2-1.5。

4、一种废旧印制电路板复合非金属粉末改性设备，其特征在于包括磨粉机、双螺杆螺旋送料装置、改性剂加热计量装置、高速改性混料机、分级机、旋风分离器、脉冲除尘器、尾气处理塔，废旧印制电路板材料及粉末进入磨粉机进行粉磨，输出经旋风分离器固、气分离，收料后进入储料仓，储料仓下料口连接双螺杆螺旋送料装置，将粉末送入高速改性混料机，与此同时，改性剂在改性剂加热计量装置内加热，熔化成液体，经计量后加入高速改性混料机，两者高速混料，改性，高速改性混料机输出经分级机分级及旋风分离器固、气分离，收集改性后的粉末，作为待使用物料，尾气及粉尘经脉冲除尘器、尾气处理塔进行环保处理。

5、根据权利要求4所述的废旧印制电路板复合非金属粉末改性设备，其特征在于磨粉机结构为：在机壳内壁安装固定磨削衬板圈，即定刀，在机壳内腔安装有三套刀盘及动刀，刀盘及动刀固定在主轴上，由主轴皮带轮传动旋转，机壳一侧内壁还安装有带磨削功能的活动定位圈，进料口下端连接螺旋送料装置，螺旋送料装置的输送端连接连通磨粉机内腔，在磨粉机出料口内侧还安装有分级叶轮盘，分级叶轮盘轴端固定分级叶轮盘皮带轮，并由皮带轮连接传动。

6、根据权利要求4所述的废旧印制电路板复合非金属粉末改性设备，其特征在于改性剂加热计量装置结构为：该装置具有改性药剂溶解桶，溶解桶的外桶内侧为保温层，保温层内侧为导热油层，导热油层内底部装有加热电阻丝，改性药剂出料管上端安装有过滤球，改性药剂出料管通过计量泵的计量输出改性剂，滴入废旧印刷电路板复合非金属粉末中，进行混匀改性。改性药剂出料管上还安装有压力表和清洗溶液桶，清洗液出口。改性药剂出料管还连接连通压缩空气入口。

7、根据权利要求4所述的废旧印制电路板复合非金属粉末改性设备，其特征在于高速改性混料机结构为：该机的主轴通过轴衬安装在前端盖、后端盖上，主轴上安装有定位套筒，并通过定位套筒安装有轴销及动刀片，与之相对应，在高速改性混料机的定刀盖板上，固定有圆柱定刀，圆柱定刀置于机腔内。

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