CN103130983B - 利用有机硅改性环氧树脂与废电路板非金属粉合成的环保板材 - Google Patents

Abstract

提供一种利用废电路板非金属粉合成的环保板材，所述的环保板材重量比如下的组分：15—25份二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，70—80份废弃电路板回收粉。所述环保板材具有较好的强度、很好的韧性、良好的耐水耐热性、耐酸碱腐蚀性和环境友好等特性，可以作为传统建筑、装修用板材的替代品。其中，上述环保板材中还可以添加3—5份六亚甲基四胺固化剂，3—5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂,3—5份分散剂,1—2份硬脂酸锌，可以使得合成板材具有更好的强度、加工性能、耐热耐水性和光泽度。

Description

利用有机硅改性环氧树脂与废电路板非金属粉合成的环保板材

技术领域

本发明涉及环保板材领域，尤其涉及利用废旧电路板废金属粉合成的环保板材。

背景技术

传统木制品板材的基板制作的原材料为木材，需要砍伐森林资源，从而造成水土流失，影响自然环境及生态的平衡发展，不环保且不能有效节能减排。

随着全球电子技术突飞猛进的发展，工业废品与生活垃圾不断产生，使得全球的电子垃圾与电子工业生产领域产生大量的电路板废品和边角料，有研究将废电路板破碎成粉，再加入粘合剂制成板材，但目前使用粘合剂的大多的酚醛树脂等有醛粘合剂，对人类健康和自然环境造成危害；部分使用的无醛粘合剂在耐热性、耐水性等方面又不能满足使用要求。从而限制了废电路板粉的回收利用。

环氧树脂作为对环境污染较小的粘合剂具有优良的物理机械性能和电气性能，被广泛的应用于涂料、胶粘剂、电子封装材料等，但由于其交联网络结构的特点，固化后质脆、耐冲击和应力开裂的能力较差，从而使其应用受到了一定的限制。

针对上述问题，如何制备出既能满足使用要求又对人类环境友好的粘合剂来实现废电路板粉的回收利用，将是目前迫切需要解决的技术难题。

发明内容

针对现有技术不足，本发明要解决的技术问题是提供一种再生回收废旧电路板粉和二甲基二氯硅烷改性环氧树脂合成的、具有较好的强度、很好的韧性、良好的耐水耐热耐酸碱腐蚀性、可以减少环境污染的环保板材。

为了克服现有技术的不足，本发明采用的技术方案是：一种利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材，其特征在于，所述利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材包括重量比如下的组分：15—25份二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，70—80份废弃电路板回收粉。

上述的二甲基二氯硅烷改性环氧树脂是利用二甲基二氯硅烷对环氧树脂进行改性得到的产品。将一定量的环氧树脂溶于甲苯中，向溶有环氧树脂的甲苯溶液中缓慢加入二甲基二氯硅烷，至不再有大量气雾产生为止，让溶液继续反应1h，整个反应过程有搅拌装置进行搅拌，二甲基二氯硅烷与环氧树脂充分后，利用三乙胺吸收反应过程中产生的HCl气体。反应完毕后，将溶液用蒸馏水洗涤若干次，洗去其中的季铵盐，再减压蒸馏，蒸去甲苯，得到二甲基二氯硅烷改性环氧树脂。

上述废弃电路板回收粉是将废弃的电路板或电路板制造过程的边角料进行粉碎，制作成粉料，分离其中的金属成分，可以用来制作成型板材。

作为上述方案的改进，所述利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材包括重量比如下的组分：15—25份二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，70—80份废弃电路板回收粉，3—5份六亚甲基四胺固化剂。

作为上述方案的改进，所述利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材包括重量比如下的组分：1525份二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，70-80份废弃电路板回收粉，3-5份六亚甲基四胺固化剂，3-5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂。

作为上述方案的改进，所述利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材包括重量比如下的组分：15—25份二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，70—80份废弃电路板回收粉，3—5份六亚甲基四胺固化剂，3—5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，3—5份分散剂。

作为上述方案的改进，所述利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材包括重量比如下的组分：15—25份二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，70—80份废弃电路板回收粉，3—5份六亚甲基四胺固化剂，3—5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，3—5份分散剂，1—2份硬脂酸锌。

本发明的有益效果是：将二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉、再添加一些合成助剂合成新型环保板材。

本发明的发明人出人意料地发现，二甲基二氯硅烷改性后的环氧树脂克服很多环氧树脂改性前的不足，由于小分子有机硅短链通过化学键连接的方式牢牢楔入了环氧交联网络中，使固化体系的堆砌密度上升，分子量增加，同时生成的Si—O键键能大，C—Si又可转动，同时改性过程取代了环氧树脂中的亲水性羟基，很大程度上克服了很多传统板材吸水膨胀的不足。所以二甲基二氯硅烷改性后的环氧树脂的耐热性、抗冲、抗拉、延展性以及耐水性等性能都有不同程度的改善。

此外，本发明的发明人还发现，利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废PCB板粉合成的环保板材时，加入六亚甲基四胺（又名乌洛托品）固化剂，使两者的空间网状交联的结构更加完善，使产品的强度和耐热性显著提高。

由于本发明对废旧电路板进行再生利用，可以减少电子产品电路板以及电路板边角料的废弃对环境造成的污染，同时由于电路板基板中含有耐火纤维、树脂等多种化学物品制成，再者，电路板基板原产品制造过程中须历经抗酸碱处理，所以利用废弃电路板回收粉合成的板材具有耐火、耐酸碱腐蚀等优点。

从而使利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂作为粘合剂与废电路板粉合成的板材具有较好的强度、很好的韧性、良好的耐水耐热耐酸碱腐蚀性性和环境友好等特性，可以作为传统建筑、装修用板材的替代品。

此外，在所述环保板材的制备过程中，还可以填入分散剂，偶联剂，润滑助剂等。优选的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，优选的润滑助剂为硬脂酸锌。

本发明的发明人意料不到的发现，添加硬脂酸锌不仅可以使得板材的外表面润滑性得到改善，而且可以在非金属粉填充树脂模压过程中充当脱模剂。其中优选的脱模剂的用量为树脂用量的2wt%-6wt%，在此范围内，不仅脱模效果良好，而且不会导致板材出现固化不完全或流动不佳的缺陷。

本发明中，利用上述配方的原料按照上述比例进行混合，在磨具中热压成板材，冷却后进行磨光，修边等工序即可完成板材的制作。

经过反复试验，得到以下利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材的各种配方的实施例。

具体实施方式

制备例：二甲基二氯硅烷改性环氧树脂的制备方法

所述方法包括如下步骤：

将1摩尔的环氧树脂（EO为15－20，分子量为2000－3000）溶于甲苯中，向溶有环氧树脂的甲苯溶液中缓慢加入5-15摩尔的二甲基二氯硅烷至不再有大量气雾产生为止；2）让溶液继续反应1小时，整个反应过程有搅拌装置进行搅拌，二甲基二氯硅烷与环氧树脂充分后，利用三乙胺吸收反应过程中产生的HCl气体；3）反应完毕后，将溶液用蒸馏水洗涤若干次，洗去其中的季铵盐，再减压蒸馏，蒸去甲苯，得到二甲基二氯硅烷改性环氧树脂。

实施例一：本发明的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材包括重量比如下的组分：25份制备例中所得二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，75份废电路板粉。实践证明该配方下的各个组分混合成的材料可以制造合格的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材。

实施例二：本发明的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材包括重量比如下的组分：20份制备例中所得二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，80份废电路板粉。实践证明该配方下的各个组分混合成的材料可以制造合格的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材。

实施例三：本发明的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材包括重量比如下的组分：15份制备例中所得二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，85份废电路板粉。实践证明该配方下的各个组分混合成的材料可以制造合格的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材。

实施例四：本发明的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材包括重量比如下的组分：20份制备例中所得二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，75份废电路板粉，5份六亚甲基四胺固化剂。实践证明该配方下的各个组分混合成的材料可以制造合格的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材。

实施例五：本发明的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材包括重量比如下的组分：20份制备例中所得二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，70份废电路板粉，5份六亚甲基四胺固化剂，5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂。实践证明该配方下的各个组分混合成的材料可以制造合格的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材。

实施例六：本发明的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材包括重量比如下的组分：20份制备例中所得二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，68份废电路板粉，5份六亚甲基四胺固化剂，5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，2份硬脂酸锌。实践证明该配方下的各个组分混合成的材料可以制造合格的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材。

实施例七：本发明的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材包括重量比如下的组分：15份制备例中所得二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，73份废电路板粉，5份六亚甲基四胺固化剂，5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，2份硬脂酸锌。实践证明该配方下的各个组分混合成的材料可以制造合格的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材。

实施例八：本发明的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材包括重量比如下的组分：20份制备例中所得二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，70份废电路板粉，4份六亚甲基四胺固化剂，4份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，2份硬脂酸锌。实践证明该配方下的各个组分混合成的材料可以制造合格的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材。

实施例九：本发明的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材包括重量比如下的组分：20份制备例中所得二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，80份废电路板粉，3份六亚甲基四胺固化剂，3份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，1份硬脂酸锌。实践证明该配方下的各个组分混合成的材料可以制造合格的利用二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成的环保板材。除了实施例1中列出的性能以外，按照该实施例的方法得到的板材具有明显好于按照实施例2方法得到的板材的表面光滑度。

对比例一：其它与实施例1相同，不同之处在于用未经二甲基二氯硅烷改性的环氧树脂代替二甲基二氯硅烷改性环氧树脂。

对比例二：其它与实施例4相同，不同之处在于用未经二甲基二氯硅烷改性的环氧树脂代替二甲基二氯硅烷改性环氧树脂。

对比例三：与实施例5相同，不同之处在于用未经二甲基二氯硅烷改性的环氧树脂代替二甲基二氯硅烷改性环氧树脂。

对比例四：与实施例9相同，不同之处在于用未经二甲基二氯硅烷改性的环氧树脂代替二甲基二氯硅烷改性环氧树脂。

对比例五：与实施例1相同，不同之处在于用羟基硅烷改性的环氧树脂代替实施例1中所述二甲基二氯硅烷改性的环氧树脂。

上述实施例和对比例的实验数据

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所列出的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成环保板材的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)一定量的环氧树脂溶于甲苯中，向溶有环氧树脂的甲苯溶液中缓慢加入二甲基二氯硅烷至不再有大量气雾产生为止；

2)让溶液继续反应1小时，整个反应过程有搅拌装置进行搅拌，二甲基二氯硅烷与环氧树脂反应充分后，利用三乙胺吸收反应过程中产生的HCl气体；

3)反应完毕后，将溶液用蒸馏水洗涤若干次，洗去其中的季铵盐，再减压蒸馏，蒸去甲苯，得到二甲基二氯硅烷改性环氧树脂；

所述二甲基二氯硅烷改性环氧树脂与废电路板粉合成环保板材，各组分重量配比如下，15-25份二甲基二氯硅烷改性环氧树脂，70-80份废弃电路板回收粉，3-5份六亚甲基四胺固化剂，3-5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，3-5份分散剂，1-2份硬脂酸锌。