CN103087458B - 废印刷电路板非金属粉/abs树脂复合材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料及制备方法，将硅烷偶联剂KH-560醇解后加入印刷电路板非金属粉中，再将改性后的印刷电路板非金属粉、ABS树脂、加工助剂置于高速混合机中混合，混合好的物料放入螺杆挤出机中挤出并通过切粒机切粒，挤出的粒料放入注塑成型机中成型，制备出废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料；本发明降低了产品的生产成本，具有一定的经济价值；回收了废印刷电路板中的非金属粉，阻止了废印刷电路板非金属粉随意堆放致使其中污染物质释放到环境中的潜在风险，有力地保护了环境。
Description
技术领域
本发明主要涉及再生资源回收利用技术领域，关于废印刷电路板和ABS塑料的回收再利用加工方法；特别涉及一种废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料及制备方法。
背景技术
20世纪90年代以来，电器电子产品废弃量快速增长，致使其核心部件印刷电路板也大量废弃，同时印刷线路板企业在生产过程中产生的大量边角料和残次品，使得需要处理处置的印刷电路板数量不断增加。目前，废印刷电路板经破碎分选出回收价值较高的金属粉末后，残余的约60％的非金属粉由于回收技术不成熟、处理难度大而被废弃，其所含溴化阻燃剂和部分重金属等物质对环境有潜在污染。因此，如何合理地回收利用废印刷电路板非金属粉成为亟待解决的问题。
现有研究报道中，主要介绍利用废印刷电路板非金属粉制备建筑材料、改性沥青、以及填充聚丙烯、聚氯乙烯等树脂制备复合材料或酚醛树脂等制备模塑料，鲜有关于将非金属粉与ABS树脂混合再生制备复合材料的报道。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料及制备方法，根据玻璃纤维能有效增强ABS的力学性能，将废印刷电路板非金属粉与ABS共混再生，制备出性能优异的复合材料，并用其代替ABS原料制造电子元器件外壳等产品，该方法在合理地处理废印刷电路板非金属粉的同时，充分利用了其潜在的资源属性，具有较好的经济和社会意义。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料，包括印刷电路板破碎分选后的200目印刷电路板非金属粉、ABS树脂、硅烷偶联剂KH-560和复合加工助剂，印刷电路板非金属粉与ABS树脂的重量比为(10～30)∶(70～90)，硅烷偶联剂KH-560占印刷电路板非金属粉的0.8～1.2wt％，复合加工助剂与改性非金属粉和ABS树脂组成的混合原料的质量比为2.6∶97.4；
所述的复合加工助剂包括占助剂总量5～15wt％硬脂酸钠、10～15wt％硬脂酸锌、20～35wt％液体石蜡、15～25wt％抗氧剂1010、15～25wt％抗氧剂DLTP。
废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、物料预处理：
将硅烷偶联剂KH-560与无水乙醇按重量比为1∶(4～8)的比例混合，置于塑料容器中静置10～20分钟醇解；将200目印刷电路板非金属粉置于高速混合机中，以750rpm的转速搅拌，边搅拌边加入醇解的硅烷偶联剂KH-560，对非金属粉进行改性，改性时间为10～15分钟。所述改性过程硅烷偶联剂用量按醇解前重量计为非金属粉的0.8～1.2wt％；
将改性后印刷电路板非金属粉置于鼓风干燥箱中，在80℃恒温条件下干燥3～4小时后备用；
ABS树脂于鼓风干燥箱中，在80℃恒温条件下干燥3～4小时后备用；
步骤二、高温共混：
将改性后的印刷电路板非金属粉、ABS树脂、加工助剂置于高速混合机中，以1500r/min的转速在80℃温度条件下混合10～15分钟，该过程中所用改性非金属粉与ABS树脂重量比为(10～30)∶(70～90)，由改性非金属粉和ABS树脂组成的混合原料与复合加工助剂的重量比为97.4∶2.6；
步骤三、挤出造粒：
将步骤二中混合好的物料放入螺杆挤出机中挤出并通过切粒机切粒，挤出机的螺杆转速为100～200r/min，各区温度控制在170～200℃范围内。
步骤四、注塑成型：
将步骤三中所述挤出的粒料放入注塑成型机中成型，该方法所述中相关工艺参数如下：注塑温度为180～190℃，注塑磨具温度为50～60℃，注射压力为60～70MPa，注射速度选用慢-中速度，制备出废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料。
所述复合材料的原料中含有：印刷电路板破碎分选后的200目非金属粉、ABS树脂；所述的改性印刷电路板非金属材料与ABS树脂的重量比为(10～30)∶(70～90)，固化后的环氧树脂、玻璃纤维与ABS性树脂间的粘结性较差，易降低复合材料中原料的相容性，因此，用硅烷偶联剂KH-560对印刷电路板非金属粉进行改性以提升界面相容性。此外，还在复合材料中加入复合加工助剂以提升非金属粉/ABS树脂复合材料的性能。所述改性非金属粉在改性时使用的硅烷偶联剂KH-560量为0.8～1.2wt％，加工过程中添加的复合加工助剂在复合材料中所占比重为2.6wt％。
本发明提供的废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料具有较好的力学性能，可替代ABS原料用于生产再生产品；本发明提升了废弃印刷电路板的再生利用率，有效地节约了资源；本发明的复合材料可替代部分ABS树脂原料用于制造再生产品，降低了产品的生产成本，具有一定的经济价值；本发明回收了废印刷电路板中的非金属粉，阻止了废印刷电路板非金属粉随意堆放致使其中污染物质释放到环境中的潜在风险，有力地保护了环境。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作出详细叙述。
实施例一
废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料，包括印刷电路板破碎分选后的200目印刷电路板非金属粉、ABS树脂、硅烷偶联剂KH-560和复合加工助剂，印刷电路板非金属粉与ABS树脂的重量比为10∶90，硅烷偶联剂KH-560占印刷电路板非金属粉的0.8wt％，复合加工助剂与改性非金属粉和ABS树脂组成的混合原料的质量比为2.6∶97.4；
所述的复合加工助剂由占助剂总量5wt％的硬脂酸钠、15wt％的硬脂酸锌、35wt％的液体石蜡、20wt％的抗氧剂1010、25wt％的抗氧剂DLTP组成。
废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、物料预处理：
将硅烷偶联剂KH-560与无水乙醇按重量比为1∶4的比例混合，置于塑料容器中静置10分钟醇解；将200目印刷电路板非金属粉置于高速混合机中，以750rpm的转速搅拌，边搅拌边加入醇解的硅烷偶联剂KH-560，对非金属粉进行改性，改性时间为15分钟。所述改性过程硅烷偶联剂用量按醇解前重量计为非金属粉的0.8％；
将改性后印刷电路板非金属粉粉置于鼓风干燥箱中，在80℃恒温条件下干燥3小时后备用；
ABS树脂于鼓风干燥箱中，在80℃恒温条件下干燥4小时后备用；步骤二、高温共混：
将改性后的印刷电路板非金属粉、ABS树脂、加工助剂置于高速混合机中，以1500r/min的转速在80℃温度条件下混合10～15分钟，该过程中所用改性非金属粉与ABS树脂重量比为10∶90，由改性非金属粉和ABS树脂组成的混合原料与复合加工助剂的重量比为97.4∶2.6；
步骤三、挤出造粒：
将步骤二中混合好的物料放入螺杆挤出机中挤出并通过切粒
机切粒，挤出机的螺杆转速为100r/min，各区温度控制在如下：
步骤四、注塑成型：
将步骤三中所述挤出的粒料放入注塑成型机中成型，该方法所述中相关工艺参数如下：注塑温度为180℃，注塑磨具温度为50℃，注射压力为60MPa，注射速度选用慢-中速度，制备出废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料。
实施例二
废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料，包括印刷电路板破碎分选后的200目印刷电路板非金属粉、ABS树脂、硅烷偶联剂KH-560和复合加工助剂，印刷电路板非金属粉与ABS树脂的重量比为20∶80，硅烷偶联剂KH-560占印刷电路板非金属粉的1.0wt％，复合加工助剂与改性非金属粉和ABS树脂组成的混合原料的质量比为2.6∶97.4；
所述的复合加工助剂由占助剂总量10wt％的硬脂酸钠、15wt％的硬脂酸锌、35wt％的液体石蜡、20wt％的抗氧剂1010、20wt％的抗氧剂DLTP组成。
废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、物料预处理：
将硅烷偶联剂KH-560与无水乙醇按重量比为1∶6的比例混合，置于塑料容器中静置15分钟醇解；将200目印刷电路板非金属粉置于高速混合机中，以750rpm的转速搅拌，边搅拌边加入醇解的硅烷偶联剂KH-560，对非金属粉进行改性，改性时间为15分钟。所述改性过程硅烷偶联剂用量按醇解前重量计为非金属粉的1.0wt％；
将改性后印刷电路板非金属粉粉置于鼓风干燥箱中，在80℃恒温条件下干燥3小时后备用；
ABS树脂于鼓风干燥箱中，在80℃恒温条件下干燥4小时后备用；
步骤二、高温共混：
将改性后的印刷电路板非金属粉、ABS树脂、加工助剂置于高速混合机中，以1500r/min的转速在80℃温度条件下混合10～15分钟，该过程中所用改性非金属粉与ABS树脂重量比为20∶80，由改性非金属粉和ABS树脂组成的混合原料与复合加工助剂的重量比为97.4∶2.6；
步骤三、挤出造粒：
将步骤二中混合好的物料放入螺杆挤出机中挤出并通过切粒机切粒，挤出机的螺杆转速为140r/min，各区温度如下：
步骤四、注塑成型：
将步骤三中所述挤出的粒料放入注塑成型机中成型，该方法所述中相关工艺参数如下：注塑温度为185℃，注塑磨具温度为55℃，注射压力为65MPa，注射速度选用慢-中速度，制备出废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料。
实施例三
废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料，包括印刷电路板破碎分选后的200目印刷电路板非金属粉、ABS树脂、硅烷偶联剂KH-560和复合加工助剂，印刷电路板非金属粉与ABS树脂的重量比为30∶70，硅烷偶联剂KH-560占印刷电路板非金属粉的1.2wt％，复合加工助剂与改性非金属粉和ABS树脂组成的混合原料的质量比为2.6∶97.4；
所述的复合加工助剂由占助剂总量15wt％的硬脂酸钠、15wt％的硬脂酸锌、20wt％的液体石蜡、25wt％的抗氧剂1010、25wt％的抗氧剂DLTP组成。
废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、物料预处理：
将硅烷偶联剂KH-560与无水乙醇按重量比为1∶8的比例混合，置于塑料容器中静置20分钟醇解；将200目印刷电路板非金属粉置于高速混合机中，以750rpm的转速搅拌，边搅拌边加入醇解的硅烷偶联剂KH-560，对非金属粉进行改性，改性时间为20分钟。所述改性过程硅烷偶联剂用量按醇解前重量计为非金属粉的1.2wt％；
将改性后印刷电路板非金属粉粉置于鼓风干燥箱中，在80℃恒温条件下干燥3小时后备用；
ABS树脂于鼓风干燥箱中，在80℃恒温条件下干燥4小时后备用；
步骤二、高温共混：
将改性后的印刷电路板非金属粉、ABS树脂、加工助剂置于高速混合机中，以1500r/min的转速在80℃温度条件下混合15分钟，该过程中所用改性非金属粉与ABS树脂重量比为30∶70，由改性非金属粉和ABS树脂组成的混合原料与复合加工助剂的重量比为97.4∶2.6；
步骤三、挤出造粒：
将步骤二中混合好的物料放入螺杆挤出机中挤出并通过切粒机切粒，挤出机的螺杆转速为200r/min，各区温度如下：
步骤四、注塑成型：
将步骤三中所述挤出的粒料放入注塑成型机中成型，该方法所述中相关工艺参数如下：注塑温度为190℃，注塑磨具温度为60℃，注射压力为70MPa，注射速度选用慢-中速度，制备出废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料。
实施例四
废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料，包括印刷电路板破碎分选后的200目印刷电路板非金属粉、ABS树脂、硅烷偶联剂KH-560和复合加工助剂，印刷电路板非金属粉与ABS树脂的重量比为25∶75，硅烷偶联剂KH-560占印刷电路板非金属粉的1.1wt％，复合加工助剂与改性非金属粉和ABS树脂组成的混合原料的质量比为2.6∶97.4；
所述的复合加工助剂由占助剂总量15wt％的硬脂酸钠、10wt％的硬脂酸锌、30wt％的液体石蜡、20wt％的抗氧剂1010、25wt％的抗氧剂DLTP组成。
废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、物料预处理：
将硅烷偶联剂KH-560与无水乙醇按重量比为1∶6的比例混合，置于塑料容器中静置15分钟醇解；将200目印刷电路板非金属粉置于高速混合机中，以750rpm的转速搅拌，边搅拌边加入醇解的硅烷偶联剂KH-560，对非金属粉进行改性，改性时间为15分钟。所述改性过程硅烷偶联剂用量按醇解前重量计为非金属粉的1.0wt％；
将改性后印刷电路板非金属粉粉置于鼓风干燥箱中，在80℃恒温条件下干燥4小时后备用；
ABS树脂于鼓风干燥箱中，在80℃恒温条件下干燥4小时后备用；
步骤二、高温共混：
将改性后的印刷电路板非金属粉、ABS树脂、加工助剂置于高速混合机中，以1500r/min的转速在80℃温度条件下混合10～15分钟，该过程中所用改性非金属粉与ABS树脂重量比为25∶75，由改性非金属粉和ABS树脂组成的混合原料与复合加工助剂的重量比为97.4∶2.6；
步骤三、挤出造粒：
将步骤二中混合好的物料放入螺杆挤出机中挤出并通过切粒机切粒，挤出机的螺杆转速为170r/min，挤出机各区温度如下：
步骤四、注塑成型：
将步骤三中所述挤出的粒料放入注塑成型机中成型，该方法所述中相关工艺参数如下：注塑温度为185℃，注塑磨具温度为50℃，注射压力为60MPa，注射速度选用慢-中速度，制备出废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料。
对各个实施例所得的复合材料按以下方法进行检测：
1.弯曲性能检测
本实施例中废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料的弯曲性能按GB/T9341-2000中三点加载弯曲试验进行检测。
2.拉伸性能检测
本实施例中废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料的拉伸性能按GB/T1040.2-2006中的规定进行检测，室温下测试速率为10mm/min。
3.冲击性能检测
本实施例中废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料的弯曲性能按GB/T1043.1-2008Z中的规定进行检测。
各实施例制备的废印刷电路板非金属粉/ABS复合材料的力学性能如下表：
Claims (4)
1.废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料，其特征在于，包括印刷电路板破碎分选后的200目印刷电路板非金属粉、ABS树脂、硅烷偶联剂KH-560和复合加工助剂，用偶联剂改性后的印刷电路板非金属粉与ABS树脂的重量比为(10～30):(70～90)，硅烷偶联剂KH-560占印刷电路板非金属粉的0.8～1.2wt％，复合加工助剂与改性后的200目印刷电路板非金属粉和ABS树脂组成的混合原料的质量比为2.6:97.4；
所述的复合加工助剂包括占助剂总量5～15wt％硬脂酸钠、10～15wt％硬脂酸锌、20～35wt％液体石蜡、15～25wt％抗氧剂1010、15～25wt％抗氧剂DLTP。
2.根据权利要求1所述的废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料，其特征在于，包括印刷电路板破碎分选后的200目印刷电路板非金属粉、ABS树脂、硅烷偶联剂KH-560和复合加工助剂，用偶联剂改性后的印刷电路板非金属粉与ABS树脂的重量比为25:75，硅烷偶联剂KH-560占印刷电路板非金属粉的1.1wt％，复合加工助剂与改性后的200目印刷电路板非金属粉和ABS树脂组成的混合原料的质量比为2.6:97.4；
所述的复合加工助剂由占助剂总量15wt％的硬脂酸钠、10wt％的硬脂酸锌、30wt％的液体石蜡、20wt％的抗氧剂1010、25wt％的抗氧剂DLTP组成。
3.基于权利要求1所述的废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、物料预处理：
将硅烷偶联剂KH-560与无水乙醇按重量比为1:(4～8)的比例混合，置于塑料容器中静置10～20分钟醇解；将200目印刷电路板非金属粉置于高速混合机中，以750rpm的转速搅拌，边搅拌边加入醇解的硅烷偶联剂KH-560，对非金属粉进行改性，改性时间为10～15分钟。所述改性过程硅烷偶联剂用量按醇解前重量计为非金属粉的0.8～1.2wt％；
将改性后印刷电路板非金属粉置于鼓风干燥箱中，在80℃恒温条件下干燥3～4小时后备用；
ABS树脂于鼓风干燥箱中，在80℃恒温条件下干燥3～4小时后备用；
步骤二、高温共混：
将改性后的印刷电路板非金属粉、ABS树脂、加工助剂置于高速混合机中，以1500r/min的转速在80℃温度条件下混合10～15分钟，该过程中所用改性后的非金属粉与ABS树脂重量比为(10～30):(70～90)，由改性后的非金属粉和ABS树脂组成的混合原料与复合加工助剂的重量比为97.4:2.6；
步骤三、挤出造粒：
将步骤二中混合好的物料放入螺杆挤出机中挤出并通过切粒机切粒，挤出机的螺杆转速为100～200r/min，各区温度控制在170～200 ℃范围内。
步骤四、注塑成型：
将步骤三中所述挤出的粒料放入注塑成型机中成型，该方法所述中相关工艺参数如下：注塑温度为180～190℃，注塑磨具温度为50～60℃，注射压力为60～70MPa，注射速度选用慢-中速度，制备出废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、物料预处理：
将硅烷偶联剂KH-560与无水乙醇按重量比为1:6的比例混合，置于塑料容器中静置15分钟醇解；将200目印刷电路板非金属粉置于高速混合机中，以750rpm的转速搅拌，边搅拌边加入醇解的硅烷偶联剂KH-560，对非金属粉进行改性，改性时间为15分钟。所述改性过程硅烷偶联剂用量按醇解前重量计为非金属粉的1.0wt％；
将改性后印刷电路板非金属粉粉置于鼓风干燥箱中，在80℃恒温条件下干燥4小时后备用；
ABS树脂于鼓风干燥箱中，在80℃恒温条件下干燥4小时后备用；步骤二、高温共混：
将改性后的印刷电路板非金属粉、ABS树脂、加工助剂置于高速混合机中，以1500r/min的转速在80℃温度条件下混合10～15分钟，该过程中所用改性后的非金属粉与ABS树脂重量比为25:75，由改性后的非金属粉和ABS树脂组成的混合原料与复合加工助剂的重量比为97.4:2.6；
步骤三、挤出造粒：
将步骤二中混合好的物料放入螺杆挤出机中挤出并通过切粒机切粒，挤出机的螺杆转速为170r/min，挤出机各区温度如下：
步骤四、注塑成型：
将步骤三中所述挤出的粒料放入注塑成型机中成型，该方法所述中相关工艺参数如下：注塑温度为185℃，注塑磨具温度为50℃，注射压力为60MPa，注射速度选用慢-中速度，制备出废印刷电路板非金属粉/ABS树脂复合材料。
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