CN102189689B - 利用破碎-分选废弃电路板制备市政窨井盖的方法 - Google Patents

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Abstract

一种非金属材料回收技术领域的利用破碎-分选废弃电路板制备市政窨井盖的方法，以不饱和聚酯为基体，破碎-分选的废弃电路板非金属粉为填充，钢筋为骨架经热挤压成型的窨井盖的制备方法，将经过破碎和分选后获得的废弃电路板非金属粉作为原材料，代替部分石粉和玻璃纤维用于窨井盖生产，将不饱和聚酯树脂、非金属粉、石粉、玻璃纤维、叔丁酯引发剂按一定比例进行捏合成模压料团，再通过添加钢筋骨架来增强，在热压成型机上制备生产出环保型窨井盖。

Description

利用破碎-分选废弃电路板制备市政窨井盖的方法
技术领域
本发明涉及的是一种非金属材料回收利用技术领域的方法，具体是一种利用破碎-分选废弃电路板制备市政窨井盖的方法。
背景技术
废弃电路板(PCB)是电子垃圾的一种，其中含有铜、金、银、钯等十几种回收价值较高的金属，如废旧手机电路板中的金属含量为：金280g/t、银2kg/t、铜1000g/t、钯100g/t。金属的价值是废弃电路板回收行业的主要经济驱动力，研究者研究的重点也主要集中在废弃印刷电路板中稀贵金属及有价金属的回收上，而忽视非金属的回收和再利用问题。
目前，多采用破碎的方法分离印刷电路板中的金属和非金属，主要回收其中的金属，而废弃印刷电路板中的非金属材料作为垃圾丢掉。印刷电路板中的非金属材料主要是以玻璃纤维、环氧类和酚醛类树脂组成的混合物。其中环氧类和酚醛类树脂为热固性树脂，难于熔化和溶解；玻璃纤维热值较低，无法使用焚烧的方法来处理。填埋是目前大规模处理废旧印刷电路板的主要方法，但把它当作垃圾丢掉，会造成大量的资源浪费和环境污染。文献《印刷电路板废弃物的热解及其产物分析》(孙路石，陆继东等，《燃料化学学报》2002年第3期)和文献《印刷电路板基材的热解实验研究》(彭科等，《环境污染治理技术与设备》2004年第5期)介绍了用热解方法处理废旧印刷电路板。该方法主要是使PCB中的高分子有材料裂解成小分子烷烃，合理回收后可作燃料和化工原料使用；同时PCB中玻璃纤维等无机物大多不发生变化，还是以固体废弃物形式存在。由于在PCB中含少量的高分子有机材料，并且在热解过程中产生很多的有害气体(如多溴二苯醚可生成多溴代二苯并二恶烷及多溴代二苯并呋喃)。因此，该方法存在成本高、工艺复杂，造成二次环境污染等问题，并不是处理废弃印刷电路板中非金属材料的最理想方法。
目前使用的窨井盖有铸铁、钢筋水泥等制备而成，铸铁窨井盖具有很好的抗碾压和冲击载荷能力，但制造成本偏高，又由于存在丢窃问题，带来安全隐患；水泥钢筋窨井盖重量太重，操作不方便，价格比铸铁贵，适合那些不经常开启的场合；以环氧树脂和不饱和聚酯为基体，玻璃纤维为填充，钢筋为骨架经热挤压成型的窨井盖具有重量轻，操作方便的特点，适合应用通讯、自来水、天然气、电力、化工基地等非道路路面的管道窨井井盖，但成本较高。
因此，在生产优质的窨井盖基础上，降低成本生产厂家的当务之急。经过破碎和分选后获得的废弃电路板中非金属材料主要成分为环氧树脂、玻璃纤维，具有低含水率、防腐蚀性及优良的填充增强性能，适合制备以环氧树脂和不饱和聚酯为基体，玻璃纤维为填充，钢筋为骨架经热挤压成型的窨井盖。
经过对现有技术的检索发现，文献《电路板回收粉料作为BMC窨井盖原料研究》(景强，南京工业大学硕士学位论文，2006，5，31)中，进行了电路板回收粉料与碳酸钙粉填料进行对比，研究了块状模塑料(BMC)的各种原料和其模压成型工艺参数对BMC材料力学性能的影响规律，并测定各种原料对BMC的流动性能的影响。但是该现有技术没有涉及到制备窨井盖的材料的配方和利用废弃电路板粉料制备市政窨井盖的方法的技术问题，如果采用该文献的材料(无钢筋等骨架增强)制备窨井盖，其强度满足不了实际要求的。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种利用破碎-分选废弃电路板制备市政窨井盖的方法，以不饱和聚酯为基体，破碎-分选的废弃电路板非金属粉为填充，钢筋为骨架经热挤压成型的窨井盖的制备方法，将经过破碎和分选后获得的废弃电路板非金属粉作为原材料，代替部分石粉和玻璃纤维用于窨井盖生产，将不饱和聚酯树脂、非金属粉、石粉、玻璃纤维、叔丁酯引发剂按一定比例进行捏合成模压料团，再通过添加钢筋骨架来增强，在热压成型机上制备生产出环保型窨井盖。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明通过将不饱和聚酯树脂、PS低收缩剂和叔丁酯引发剂搅拌混合后与碳酸钙粉、废弃电路板非金属材料颗粒、短切玻璃纤维进行捏合，制成非金属料团，再以钢筋为骨架，将非金属料团通过液压机液压固化成型，制成非金属粉再生窨井盖。
所述的非金属料团的原料组分及重量比例为：不饱和聚酯树脂15～25份、废弃电路板非金属材料颗粒10～30份、碳酸钙粉50～30份、玻璃纤维19～8份、PS低收缩剂5-6份、叔丁酯引发剂1份。
所述的搅拌混合是指：不饱和聚酯树脂、PS低收缩剂和丁酯引发剂在搅拌速度为300-600r/min的搅拌机中搅拌5-10min，制成树脂糊。
所述的捏合是指：搅拌混合后的产物、碳酸钙粉、废弃电路板非金属材料颗粒、短切玻璃纤维在混料机中进行捏合10-15min，制成非金属料团。
所述的废弃电路板非金属材料颗粒是指：将废弃电路板经过破碎后分选出非金属粉，再通过80目筛选后得到的非金属材料颗粒。
所述的通过液压机液压固化是指：先将钢筋按放在成型模具内，预热液压机后涂抹硬脂酸锌脱模剂并将非金属料团置于热液压机上下压头之间，启动压机使上下压头闭合，经过加压并保温后实现成型。
所述的预热是指：设定液压机的上下压头分别升温至120-150℃和110-150℃，恒温30-60min分钟后在上下压头上均匀涂抹上硬脂酸锌脱模剂。
所述的加压并保温是指：保持温度不变且恒定压力为6-10MPa，5-15min。
本发明采用加钢筋骨架，经高温模压而制成，具有优良的抗冲击强度及耐腐蚀、抗老化性，比同类产品(如铸铁、水泥类窨井盖)有更好的技术性能和实用性。广泛应用于城市道路窨井盖、水箅、通讯、自来水、天然气、电力、化工基地等管道窨井井盖。产品重量轻、可着色等优点，给安装、维护、鉴别带来很大的方便，同时因产品无再生利用价值，从根本上解决了因偷盗给行人、车辆带来的危险。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
按重量比例将不饱和聚酯树脂25份、废弃电路板非金属材料颗粒20份、碳酸钙粉40、玻璃纤维8份、PS低收缩剂6份、叔丁酯引发剂1份混合。
第一步、按附图1的工艺流程，首先将不饱和聚酯树脂、PS低收缩剂和丁酯引发剂在搅拌速度为300r/min的搅拌机中搅拌8min，制成树脂糊；然后再将搅拌混合后的产物、碳酸钙粉、废弃电路板非金属材料颗粒、短切玻璃纤维在混料机中进行捏合10min，制成非金属料团。
第二步、先将钢筋骨架按放在成型模具内，液压机上/下压头升温至设定温度145/135℃，恒温1h后在压机上下压头上均匀涂抹上硬脂酸锌脱模剂，再将一定重量的非金属料团置于热液压机上下压头之间，启动压机使上下压头闭合，保持恒定温度及恒定压力为6MPa，模压15min后开模，得固化成型的非金属粉再生窨井盖。
所制造的窨井盖基体的洛氏硬度在HRM90、弯曲强度为68.8MPa、冲击强度为6.4kJ/m2。
实施例2
按重量比例将不饱和聚酯树脂20份、废弃电路板非金属材料颗粒15份、碳酸钙粉44份、玻璃纤维15份、PS低收缩剂5份、叔丁酯引发剂1份混合。
第一步、按附图1的工艺流程，首先将不饱和聚酯树脂、PS低收缩剂和丁酯引发剂在搅拌速度为400r/min的搅拌机中搅拌10min，制成树脂糊；然后再将搅拌混合后的产物、碳酸钙粉、废弃电路板非金属材料颗粒、短切玻璃纤维在混料机中进行捏合12min，制成非金属料团。
第二步、先将钢筋骨架按放在成型模具内，液压机上/下压头升温至设定温度145/135℃，恒温1h后在压机上下压头上均匀涂抹上硬脂酸锌脱模剂，再将一定重量的非金属料团置于热液压机上下压头之间，启动压机使上下压头闭合，保持恒定温度及恒定压力为7MPa，模压10min后开模即得固化成型的非金属粉再生窨井盖。
所制造的窨井盖基体的再生窨井盖基体的洛氏硬度在HRM93、弯曲强度为58.5MPa、冲击强度为6.1kJ/m2。
实施例3
按重量比例将不饱和聚酯树脂25份、废弃电路板非金属材料颗粒25份、碳酸钙粉35、玻璃纤维9份、PS低收缩剂5份、叔丁酯引发剂1份混合。
第一步、按附图1的工艺流程，首先将不饱和聚酯树脂、PS低收缩剂和丁酯引发剂在搅拌速度为500r/min的搅拌机中搅拌10min，制成树脂糊；然后再将搅拌混合后的产物、碳酸钙粉、废弃电路板非金属材料颗粒、短切玻璃纤维在混料机中进行捏合15min，制成非金属料团。
第二步、先将钢筋骨架按放在成型模具内，液压机上/下压头升温至设定温度150/145℃，恒温45min后在压机上下压头上均匀涂抹上硬脂酸锌脱模剂，再将一定重量的非金属料团置于热液压机上下压头之间，启动压机使上下压头闭合，保持恒定温度及恒定压力为8MPa，模压10min后开模即得固化成型的非金属粉再生窨井盖。
所制造的窨井盖基体的再生窨井盖基体的洛氏硬度在HRM90、弯曲强度为50.4MPa、冲击强度为5.3kJ/m2。

Claims (2)

1.一种利用破碎-分选废弃电路板制备市政窨井盖的方法，其特征在于，通过将不饱和聚酯树脂、PS低收缩剂和叔丁酯引发剂搅拌混合后与碳酸钙粉、废弃电路板非金属材料颗粒、短切玻璃纤维进行捏合，制成非金属料团，再以钢筋为骨架，将非金属料团通过液压机液压固化成型，制成非金属粉再生窨井盖；
所述的通过液压机液压固化是指：先将钢筋按放在成型模具内，预热液压机后涂抹硬脂酸锌脱模剂并将非金属料团置于热液压机上下压头之间，启动压机使上下压头闭合，经过加压并保温后实现成型；
所述的预热是指：设定液压机的上下压头分别升温至120-150℃和110-150℃，恒温30-60 min分钟后在上下压头上均匀涂抹上硬脂酸锌脱模剂；
所述的加压并保温是指：保持温度不变且恒定压力为6 -10MPa，5-15 min；
所述的非金属料团的原料组分及重量比例为：不饱和聚酯树脂15～25份、废弃电路板非金属材料颗粒10～30份、碳酸钙粉50～30份、玻璃纤维19～8份、PS低收缩剂5-6份以及叔丁酯引发剂1份；
所述的搅拌混合是指：不饱和聚酯树脂、PS低收缩剂和叔丁酯引发剂在搅拌速度为300-600 r/min的搅拌机中搅拌5-10 min，制成树脂糊；
所述的捏合是指：搅拌混合后的产物、碳酸钙粉、废弃电路板非金属材料颗粒、短切玻璃纤维在混料机中进行捏合10-15 min，制成非金属料团；
所述的废弃电路板非金属材料颗粒是指：将废弃电路板经过破碎后分选出非金属粉，再通过80目筛选后得到的非金属材料颗粒。
2.一种市政窨井盖，其特征在于，根据权利要求1所述方法制备得到。
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