CN102311650B - 废旧电路板热解油重馏分与丁苯橡胶共同改性沥青的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧电路板热解油重馏分与丁苯橡胶共同改性沥青的方法，该方法是将破碎成粉末的废旧电路板热解油高温重馏分作为改性剂添加到沥青中，提高道路沥青的高温性能，并加入丁苯橡胶使沥青路面的延展性、稳定性提高；本发明通过分馏，提取废旧电路板热解油中的高温重馏分，并将其在常温下破碎过筛，选取大于200目的重量份数2～10的重馏分粉末与重量份数90～98的石油沥青混合，再将重量份数为2～10的丁苯橡胶与之前制备好的混合沥青混合搅拌，保温搅拌温度为130～160℃，混合时间为0.5～1小时，即得改性沥青；本发明既提供了电路板热解法处理后液体产物全组分利用，也提高了沥青性能，降低了改性沥青成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种废旧电路板热解油重馏分与丁苯橡胶（SBR）共同改性沥青的方法，属于电子废弃物的资源化利用技术领域。
背景技术
目前，全球每年产生电子垃圾约4000万吨，正以3倍于其它城市垃圾的速度增加。废印刷电路板产生的来源主要有两个方面：一方面，我国是一个电子电器产品的制造和消费大国，数以千计的各类电路板厂都将产出大量的电路板废料；另一方面，很多电子电器产品目前正处于或将要进入更新换代和废弃的高峰时期，废旧电子电器产出量巨大且增长速度很快，而在废旧电子电器产品拆解与回收过程中必然产出大量的废电路板。以电子工业发达的广东东莞市为例，每月产生的印刷电路板、覆铜板边角料等电子废弃物就超过5000吨，而整个广东省则超过8000吨。
其中，金属混合物含有大量铁磁体、铜及镍、锡、铅、金、银、钯等有色金属及贵金属，可用作冶金工业提炼金属物质的原料。目前废旧线路板中铜等高价金属的回收仍然是废旧线路板资源化利用的主要方向。而非金属部分的回收利用研究较少，面对日益增长的环境压力，非金属材料的资源化利用，已迫在眉睫。
利用热解法处理电路板，可以将电路板中树脂部分同金属和玻璃纤维有效分离开，并转化成高分子热解油，使得树脂的资源化利用成为可能。有机热解油富含许多高分子有机化学物，热解油是有机物热解的主要产物之一，具有广泛的用途。在热解油的资源化利用中，轻组分因沸点低，含有较多可供提纯利用的高分子有机物，资源化利用难度较低；而热解油中的高温馏分，常温下呈固态，含大量稠环类物质、部分焦炭和固体残渣，要找到合理的利用途径极为不易。通过将电路板热解油中的高温重馏分回用到道路沥青中，用作道路材料，一方面，可以切实提高沥青路面的高温稳定性，规避传统沥青改性剂价高的弊端；另一方面，公路建设高速发展对沥青的巨大需求，也为电路板热解油重馏分提供了充足的回用空间和安全的利用途径。
而聚合物改性沥青中，用的最多的是SBS，SBR橡胶类，该类改性沥青高、低温性能优异，温度敏感性低，抗车辙能力，抗低温开裂性都很好，所以被广泛应用。但SBS，SBR改性沥青制作过程中，要在高温时加入硫磺及硫的载体，成硫化氢，危害操作者健康和污染环境。硫化剂的加入量比较大，一般是橡胶加入量的5%以上，且加入硫磺后，体系交联程度不好控制，年度增加，增加实际生产操作的困难。且SBS，SBR价格高，改性沥青成本增加。
中国专利CN1937291A报道了一种将橡胶、热塑性弹性体、聚乙烯三者的混合物加入沥青中，分散均匀后，再加入二硫代吗啉或硫与二硫代吗啉的共混物，制得橡塑共混物改性沥青，达到热储存稳定的目的。但这种方法主要是对橡胶改性沥青，聚乙烯质量只有0-20%。而且改性沥青制作工艺时间长，加入硫化剂后，还要继续搅拌100-120分钟才能全完成硫化反应。采用二硫代吗啉虽然解决了使用硫磺时，体系交联过快，体系粘度变大问题，交联过程平稳，但生产周期太长，从开始剪切聚合物到制得改性沥青要两个小时以上。
沥青是铺路和其他建筑领域使用量巨大的建筑材料，由于纯沥青的各项性能已不能满足现今的建筑需要，所以很早就有学者对沥青改性领域进行过研究。不过到目前为止，针对沥青的改性剂大都采用一些价格昂贵的高分子材料，这些材料尽管可以大幅度提高沥青的各项性能，但是增加了沥青的使用成本，随着城市道路的高速发展，对各种路用材料的使用量也日益增加。由于资源枯竭和各种原材料的价格上涨，利用一些廉价易得的产品与改性剂混合使用，在达到改性要求的同时，也降低改性剂的成本，是改性沥青研究的一个重要方向。
发明内容
本发明提供一种废旧电路板热解油重馏分与丁苯橡胶共同改性沥青的方法，实现沥青性能提升，降低沥青改性剂成本，实现电路板热解处理中热解油的全组分有效回收及资源转化，降低改性沥青使用成本。
为实现上述目的，本发明提供的一种废旧电路板热解油重馏分与丁苯橡胶共同改性沥青的方法，包括如下步骤：
(1) 将拆除电子元器件的废旧电路板放入热解炉中，加热至400～800℃，保持1～1.5小时，直至完全热解，并收集热解后产生的热解油；
(2) 将废旧电路板热解油进行常压分馏，保留340℃以上热解油高温重馏分，若设备条件允许，可提高重馏分分馏温度至360℃，使重组分中低温可挥发组分减少；
(3) 将常温下呈固态的废旧电路板热解油高温重馏分破碎、研磨并过筛，选取大于200目的重馏分粉末作为沥青改性剂；
(4)将重量份数为2～10份的废旧电路板热解油重馏分作为改性剂加入到重量份数为90～98份的130～160℃的石油沥青中，保温搅拌0.5～1小时；
(5) 将丁苯橡胶与上述步骤(4)制得的混合沥青在130～160℃保温搅拌0.5～1小时，制得改性沥青；其中，丁苯橡胶的重量份数为2～10份，由上述步骤(4)制得的混合沥青重量份数为90～98份。
在步骤4和步骤5中，针对不同的用途和要求，可以通过改变沥青、电路板热解油重组分粉末和丁苯橡胶的比例，达到改变沥青针入度，软化点，延度及沥青混合料的稳定性。
上述步骤(4)中石油沥青的重量份数为98份，废旧电路板热解油重馏分的重量份数为2份。
上述步骤(5)中丁苯橡胶的重量份数为8份，混合沥青重量份数为92份。
本发明有益效果在于：
(1) 有效填补电路板热解油中高温重组分资源化综合利用的空白，符合我国当前循环经济发展的要求，并且有较高的资源回收效率。
(2) 以该热解油重组分和SBR共同作为改性剂加入到沥青中，将重组分提高沥青的高温性能与SBR增强沥青延展性能共同作用于沥青中，使沥青性能提升更加全面。
(3) 以废弃电路板热解产物作为改性剂，大幅度降低了沥青改性剂的成本，使沥青改性剂在工程中大量应用的可行性增加。
附图说明
图1是本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1
(1) 将拆除电子元器件的电路板放入热解炉中，加热至450℃，保持1小时，直至完全热解，并收集热解后产生的热解油；
(2) 将电路板热解油进行常压分馏，保留340℃以上热解油高温重馏分，若设备条件允许，可提高重馏分分馏温度至360℃，以减少重组分中可挥发组分；
(3) 将常温下呈固态的电路板热解油高温重馏分研磨并过筛，选取大于200目的重馏分粉末作为沥青掺和剂；
(4) 将重量份数为2份的电路板热解油重馏分加入到重量份数为98份的130～160℃热石油沥青中，保温搅拌0.75小时；
(5) 将重量份数为8份的SBR加入到上述步骤(4)中制得的混合沥青中，其重量份数为92份，在130～160℃的热石油沥青中，保温搅拌0.5小时，得到改性沥青。
该改性沥青软化点49.5℃，针入度7.33mm，15℃延度为54.4cm，油石比为4.5时马歇尔稳定度为16.4kN，车辙实验动稳定度为3048.85。
实施例2
同实施例1，不同之处在于步骤(4)中将重量份数为5份的电路板热解油重馏分作为改性剂加入到重量份数为95份的130～160℃的热石油沥青中，保温搅拌0.75小时；步骤(5)中将重量份数为5份的SBR加入到重量份数为95份的步骤(4)中制得的混合沥青中，在130～160℃的热石油沥青中，保温搅拌0.75小时，得到改性沥青。
该改性沥青软化点50.4℃，针入度6.86mm，15℃延度为47.7cm，油石比为4.5时马歇尔稳定度为15.7kN，车辙实验动稳定度为3868.92。
实施例3
同实施例1，不同之处在于步骤(4)中将重量份数为7份的电路板热解油重馏分作为改性剂加入到重量份数为93份的130～160℃的热石油沥青中，保温搅拌0.75小时；步骤(5)中将重量份数为3份的SBR加入到重量份数为97份的步骤(4)中制得的混合沥青中，在130～160℃的热石油沥青中，保温搅拌0.75小时，得到改性沥青。
该改性沥青软化点53.8℃，针入度5.56mm，15℃延度为40.2cm，油石比为4.5时马歇尔稳定度为16.4kN，车辙实验动稳定度为5123.04。
Claims (3)
1.一种废旧电路板热解油重馏分与丁苯橡胶共同改性沥青的方法，其特征包括如下步骤：
(1) 将拆除电子元器件的废旧电路板放入热解炉中，加热至400～800℃，保持1～1.5小时，直至完全热解，并收集热解后产生的热解油；
(2) 将废旧电路板热解油进行常压分馏，保留360℃以上热解油高温重馏分；
(3) 将常温下呈固态的废旧电路板热解油高温重馏分破碎、研磨并过筛，选取大于200目的重馏分粉末作为沥青改性剂；
(4)将重量份数为2～10份的废旧电路板热解油重馏分作为改性剂加入到重量份数为90～98份的130～160℃的石油沥青中，保温搅拌0.5～1小时；
(5) 将丁苯橡胶与上述步骤(4)制得的混合沥青在130～160℃保温搅拌0.5～1小时，制得改性沥青；其中，丁苯橡胶的重量份数为2～10份，由上述步骤(4)制得的混合沥青重量份数为90～98份。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：上述步骤(4)中石油沥青的重量份数为98份，废旧电路板热解油重馏分的重量份数为2份。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：上述步骤(5)中丁苯橡胶的重量份数为8份，混合沥青重量份数为92份。
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| 孙冬雪等.废轮胎热解油重质馏分制备的道路沥青老化性能研究.《燃料化学学报》.2011,第39卷(第5期), |
| 孙路石.废弃印刷线路板的热解机理及产物回收利用的实验研究.《中国优秀博硕士学位论文全文数据库（博士）工程科技I辑》.2005, * |
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