CN103923378B - 废弃纸质印刷电路板回收再利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废弃纸质印刷电路板回收，公开了废弃纸质印刷电路板回收再利用方法，包括a、破碎；b、清洗；c、熔融；d、润滑等步骤。本发明通过利用废弃纸质印刷电路板中的非金属粉生成热性塑料的方法对其进行回收再利用，并且通过采用合理的工艺方法，有效的控制了回收成本以及提高了生产热塑性塑料的产品质量。

Description

废弃纸质印刷电路板回收再利用方法
技术领域
本发明涉及废弃纸质印刷电路板回收，尤其涉及废弃纸质印刷电路板回收再利用方法。
背景技术
现有的废弃纸质印刷电路板作为电子废弃物，人们已经开始对其中的贵金属和铜等其他金属进行了回收再利用，但是对于其中的非金属虽然也有相关企业进行回收再利用的相关研究，但是其回收利用率低，回收生产的成本较高。
发明内容
本发明针对现有技术中对废弃纸质印刷电路板中的非金属粉末无法环保处理再利用的缺陷，提供了一种通过利用废弃纸质印刷电路板中的非金属粉生成热性塑料的方法对其进行回收再利用，并且通过采用合理的工艺方法，有效的控制了回收成本以及提高了生产热塑性塑料的产品质量。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
废弃纸质印刷电路板回收再利用方法，包括以下步骤：
a、破碎：将废弃纸质印刷电路板送入塑料破碎机粉碎生成电路板废料片；
b、清洗：将电路板废料片由螺旋输送机送入磨擦干洗机进行清洗，清洗后的电路板废料片通过筛子进行振动筛选，磨粉电选后，获得印刷电路粉；
c、熔融：通过失重称按比例称取40-100份聚丙烯回料、3-10份增韧剂、1.1-1.3份抗氧剂、0.5-1.4份润滑剂、30-100份印刷电路粉，将上述材料连续不断地送入双转子连续混炼造粒机中进行熔融分散塑化生成熔融物料；
d、润滑：取0.2-0.6份润滑剂，放入计量注射泵內熔化后通过计量注射泵在双转子连续混炼造粒机上的注入口将其添加到已经塑化均匀的熔融物料表面生成热性塑料。
利用多台失重称称取物料后，将多种物料按配比直接向挤压机的指定加料口高精度连续化计量加料，简化省略物料初混工艺，同时确保了物料配比的精确度，保证生产产品的各项性能的稳定性。
通过将融化后的润滑剂添加到已经塑化均匀的熔融物料表面，以增加物料表面的光滑度，减少粒料表面的吸水性。磨粉电选后，获得印刷电路粉细度为60-80目。
作为优选，所述的步骤b中，通过失重称称取0.2-0.7份偶联剂。
作为优选，所述的步骤c中双转子连续混炼机的转子为双腕型和双锥型相结合的转子体。由于废纸质印刷电路板粉未经处理时，表面粗糙，磨擦系数大，在与金属转子高速挤压过程中会造成局部温度过高，废印刷电路板粉容易碳化。因此采用双腕型和双锥型相结合的转子体，既保证了物料在转子前期的流畅输送，也保证了物料在后期在转子中的稳定分散和均匀塑化。
作为优选，所述的抗氧剂采用1010抗氧剂，1010抗氧剂为四季戊四醇酯。由于废印刷电路板在前期磨制成粉和后期储存过程中会吸收空气中的部分水份，未经活化处理的废印刷电路粉在生产过程中，粉体中的水分受热以后会以水蒸汽形式逸出。因此，采用抗氧剂1010四季戊四醇酯为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯能够降低废印刷电路粉在生产中的氧化程度。
作为优选，所述的抗氧剂同时采用硫代二丙酸二酯(DSTP)作为辅助抗氧剂以及四季戊四醇酯作为主抗氧剂共同使用。抗氧剂同时采用四季戊四醇酯与硫代二丙酸二酯(DSTP)，四季戊四醇酯(1010)抗氧剂，具有耐热水萃取性和不易挥发的特性，而硫代二丙酸二酯(DSTP)作为辅助抗氧剂与1010抗氧剂并同使用，能够起到良好的协同效应，大大降低废印刷电路粉在生产中的氧化程度，减少了抗氧剂受热以后混在水蒸汽中的逸出。
作为优选，所述的润滑剂为乙撑基双硬脂酰胺(EBS)。
在生产中，由于生产工艺需要，设备第一段加工温度设定较低，在生产中润滑剂不能很快熔化在混合物料中，容易造成局部温度过高，物料容易碳化，从而使得设备因负载大而损伤设备。而润滑剂硬酯酸具有熔融温度低不溶于水，前期润滑效果明显的优点，在步骤C熔融的过程中加入润滑剂明显改善了物料的流动性，提高了物料各组份的均化效果。
润滑剂乙撑基双硬脂酰胺(EBS)具有熔融温度高，外部润滑效果好的特点，在步骤d中加入使物料与设备表面形成一层润滑膜，既降低了物料与设备之间的摩擦，又提高了物料表面的平滑度和光亮度，降低了物料的表面吸水性。
乙撑基双硬脂酰胺(EBS)与聚乙烯蜡相比的优缺点：
EBS与聚乙烯腊相比，它的熔点比聚乙烯腊高，EBS的熔点是146℃，聚乙烯腊102℃，因此EBS的内外潤滑平衡性高于聚乙烯腊；EBS的外润滑效果高于聚乙烯腊；EBS的挥发性低于聚乙腊；EBS的相对密度大于聚乙烯(EBS的相对密度是0.97，聚乙烯腊的相对密度是0.93。
用了EBS润滑剂和新的润滑剂加注法后，保证了物料的润滑效果，与采用聚乙烯腊作为润滑剂相比，生产中双转子连续混炼机的电动机电流由原来的300转/分时的100安培下降到85安培，物料的流动性有了提高，熔体流动速率由原来的4.6(g/10mim)提高到6.2(g/10mim)测试方法GB/T3682-2000。因此，采用EBS润滑剂在提高物料的润滑效果的同时，有效的节约了15％以上的电能，降低了生产开支。
作为优选，所述的增韧剂为马来酸接枝丙烯-辛烯共聚物(MPOE)。
采用马来酸接枝丙烯-辛烯共聚物(MPOE)作为增韧剂，可以选择无需对废印刷电路粉进行活化处理，而用以前采用常规增韧剂丙烯-辛烯共聚物(POE)是无极性产品，因此一定要先对印刷电路粉进行活化处理。同时丙烯-辛烯共聚物(POE)与聚丙烯和废弃线路板粉的相容性差，从而导致产品性能不稳定；用量也比较大，并且只能提高产品的韧性，而采用(MPOE)介入，使得聚丙烯和废弃线路板粉的两相结合有了充分改善，使得产品性能整体有了提高，特别是产品的韧性得到了显著的提高。
作为优选，所述的双转子连续混炼机沿输料方向的温度变化为由T1℃先升高T2℃，再降低T3℃，然后再升高至T4℃，其中其中150℃＜T1℃＜T3℃＜T2℃＜T4℃＜200℃。
作为优选，所述的双转子连续混炼机分为八段，其中第一段的温度T1℃为50℃-70℃，第二段的温度为150℃-160℃，第三段T2℃的温度为160℃-180℃，第四段的温度T3℃为150℃-160℃，第五段的温度为160℃-170℃，第六段的温度为170℃-180℃，第七段的温度为190℃，第八段模口的温度T4℃为190℃-200℃。
本发明通过利用废弃纸质印刷电路板中的非金属粉生成热性塑料的方法对其进行回收再利用，并且通过采用合理的工艺方法，有效的控制了回收成本以及提高了生产热塑性塑料的产品质量。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
实施例1
废弃纸质印刷电路板回收再利用方法，包括以下步骤：
a、破碎：将废弃纸质印刷电路板送入塑料破碎机粉碎生成电路板废料片；
b、清洗：将电路板废料片由螺旋输送机送入磨擦干洗机进行清洗，清洗后的电路板废料片通过筛子进行振动筛选，磨粉电选后，获得印刷电路粉；
c、熔融：通过失重称按重量比例称取44份聚丙烯回料、10份增韧剂、1.1份抗氧剂、0.5份润滑剂、0.2份偶联剂、44份印刷电路粉，将上述材料连续按比例地送入双转子连续混炼机中进行熔融分散塑化生成熔融物料。
d、润滑：取0.2份润滑剂，放入计量注射泵內熔化后通过计量注射泵在双转子连续混炼造粒机上的注入口将其添加到已经塑化均匀的熔融物料表面生成热性塑料。通过将融化后的润滑剂添加到已经塑化均匀的熔融物料表面，以增加物料表面的光滑度，减少粒料表面的吸水性。
所述的步骤b中，通过失重称称取0.2份偶联剂，偶联剂为硅烷偶联剂。
磨粉电选，由于磨好的粉中有金属，因此需要通过电选将磨好粉中的金属去掉，其方法为通过高压放电在一个滚筒上，使之产生与金属粉形成一个正负极，把金属粉带走。
所述的步骤c中双转子连续混炼机的转子为双腕型和双锥型相结合的转子体。由于废纸质印刷电路板粉未经处理时，表面粗糙，磨擦系数大，在与金属转子高速挤压过程中会造成局部温度过高，废印刷电路板粉容易碳化。因此采用双腕型和双锥型相结合的转子体，既保证了物料在转子前期的流畅输送，也保证了物料在后期在转子中的稳定分散和均匀塑化。
所述的抗氧剂采用1010抗氧剂，1010抗氧剂为四季戊四醇酯。由于废印刷电路板在前期磨制成粉和后期储存过程中会吸收空气中的部分水份，未经活化处理的废印刷电路粉在生产过程中，受热以后会以水蒸汽形式逸出。因此，采用抗氧剂1010四季戊四醇酯为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，能够降低废印刷电路粉在生产中的氧化，减少抗氧剂因受热以后以水蒸汽形式逸出。
抗氧剂同时采用硫代二丙酸二酯(DSTP)作为辅助抗氧剂以及四季戊四醇酯作为主抗氧剂共同使用。抗氧剂同时采用四季戊四醇酯与硫代二丙酸二酯(DSTP)，四季戊四醇酯(1010)抗氧剂，具有耐热水萃取性和不易挥发的特性，而硫代二丙酸二酯(DSTP)作为辅助抗氧剂与1010抗氧剂并同使用，能够起到良好的协同效应，大大降低废印刷电路板粉在生产中的氧化，减少废印刷电路板粉因受热碳化以后以水蒸汽形式的逸出。
润滑剂为乙撑基双硬脂酰胺(EBS)。
在生产中，由于生产工艺需要，设备第一段加工温度设定较低，在生产中润滑剂不能很快熔化在混合物料中，容易造成局部温度过高，物料容易碳化，从而使得设备负载大而损伤设备。而润滑剂硬酯酸具有熔融温度低不溶于水，前期润滑效果明显的优点，在步骤C熔融的过程中加入润滑剂明显改善了物料的流动性，提高了物料各组份的均化效果。
润滑剂乙撑基双硬脂酰胺(EBS)具有熔融温度高，外部润滑效果好的特点，在步骤d中加入使物料与设备表面形成一层润滑膜，既降低了物料与设备之间的摩擦，又提高了物料表面的平滑度和光亮度，降低了物料的表面吸水性。
乙撑基双硬脂酰胺(EBS)与聚乙烯蜡相比的优缺点：
EBS与聚乙烯腊相比，它的熔点比聚乙烯腊高，EBS的熔点是146℃，聚乙烯腊102℃，因此EBS的内外潤滑平衡性高于聚乙烯腊；EBS的外润滑效果高于聚乙烯腊；EBS的挥发性低于聚乙腊；EBS的相对密度大于聚乙烯(EBS的相对密度是0.97，聚乙烯腊的相对密度是0.93。
用了EBS润滑剂和新的润滑剂加注法后，保证了物料的润滑效果，与采用聚乙烯腊作为润滑剂相比，生产中双转子连续混炼机的电动机电流由原来的300转/分时的100安培下降到85安培，物料的流动性有了提高，熔体流动速率由原来的4.6(g/10mim)提高到6.2(g/10mim)测试方法GB/T3682-2000。因此，采用EBS润滑剂在提高物料的润滑效果的同时，有效的节约了15％以上的电能，降低了生产开支。
增韧剂为马来酸接枝丙烯-辛烯共聚物(MPOE)。采用马来酸接枝丙烯-辛烯共聚物(MPOE)作为增韧剂，可以选择无需对废印刷电路粉进行活化处理，而用以前采用常规增韧剂丙烯-辛烯共聚物(POE)是无极性产品，因此一定要先对印刷电路粉进行活化处理。同时丙烯-辛烯共聚物(POE)与聚丙烯和废弃线路板粉的相容性差，从而导致产品性能不稳定，用量也比较大，并且只能提高产品的韧性；而采用(MPOE)介入，使得聚丙烯和废弃线路板粉的两相结合有了充分改善，使得产品性能整体有了提高，特别是产品的韧性得到了显著的提高。当不采用增韧剂以及采用POE增韧剂，MPOE增韧剂时产品的各个性能指标如下表
1所示，表中PP代表聚丙烯回料，粉代表刷电路粉，
表1
(MPOE)介入后，与(POE)介入时无缺口冲击与缺口冲击性能都得到了显著的提升。
双转子连续混炼机沿输料方向的温度变化为由T1℃先升高T2℃，再降低T3℃，然后再升高至T4℃，其中其中150℃＜T1℃＜T3℃＜T2℃＜T4℃＜200℃。通过试验发现，双转子连续混炼机内的温度设定低于150℃，塑料不能均匀塑化，性能不稳定，而当温度设定高于220℃，塑料虽然能均匀塑化，但是废弃的纸质线路板粉却容易碳化，从而导致生产的热性材料性能变脆。双转子连续混炼机采用直线升温相比，生产的热性材料过程中，其中部分聚丙烯或塑料和废弃线路板粉在不断升温的过程中逐渐的结合，而达到最高温度后，塑料和废弃线路板粉仍然未完全充分混合。而采用先升温，再降温，然后又升温，其一，在塑料和废弃线路板粉初步混合后对其进行降温，暂时降低塑化速度，其中一部分的塑料和废弃线路板粉的开始结合塑化。然后在进行升温，先前结合塑化的塑料和废弃线路板粉又进行熔融，熔融后与塑料进行结合。这样的方式(塑料和废弃线路板粉结合，熔融后在与塑料结合)与塑料和废弃线路板粉直接结合相比，物料的塑化更加均匀，提高产品的整体性能，尤其是提高了无缺口冲击(kJ/m2)与缺口冲击(kJ/m2)性能。
作为优选，所述的双转子连续混炼机分为八段，其中第一段的温度T1℃为60℃，第二段的温度为150℃，第三段T2℃的温度为170℃，第四段的温度T3℃为90℃-100℃，第五段的温度为120℃-140℃，第六段的温度为150℃-160℃，第七段的温度为180℃，第八段模口的温度T4℃为190℃-200℃。
现有技术中，通过试验发现，双转子连续混炼机内的温度设定低于150℃时塑料会硬结，不能均匀塑化，从而导致设备转不动。本发明双转子连续混炼机第四段、第五段温度设置为150℃以下，利用原混练机内塑料的余温保证塑料不致于硬结，同时，从第三段170℃直接降至第四段90℃-100℃，使得塑料有一个急剧降温的过程，反而提高了产品的韧性。
双转子连续混炼机进口的温度为60℃，沿生产线方向然后逐步升温到150℃以上，此时塑料开始熔融，此时保持160℃以上的温度，一部分的塑料和废弃线路板粉进行熔合产生结合体；此时，对结合体进行恒温到150℃-160℃，使塑料继续塑化，接着对结合体进行逐步的升温直至180℃以上，200℃以下，使得结合体再次融合，以及塑料和废弃线路板粉再次熔融进行充分混合。由于在生产的过程中，作为中间产物的结合体经过了恒温塑化的处理，产品的韧性得到了有效的提高。
实施例2
步骤b中取0.7份偶联剂，偶联剂为钛酸酯；步骤c中取43份聚丙烯回料、10份增韧剂、1.3份抗氧剂、1.4份润滑剂、43份印刷电路粉；步骤d中取取0.6份润滑剂。
其中，表2中的增韧剂选择10份丙烯-辛烯共聚物(POE)，生产制得三份热性塑料①、②、③，表3中的增韧剂选择10份马来酸接枝丙烯-辛烯共聚物(MPOE)，生产制得三份热性塑料④、⑤、⑥。通过对比可以发现，采用马来酸接枝丙烯-辛烯共聚物(MPOE)作为增韧剂时，三份热性塑料④、⑤、⑥的无缺口冲击强度在330(J/m)以上，缺口冲击强度在180-200(J/m)范围内；而采用丙烯-辛烯共聚物(POE)作为增韧剂时三份热性塑料①、②、③的无缺口冲击强度在均在240(J/m)以下，缺口冲击强度在100(J/m)左右。因此，采用马来酸接枝丙烯-辛烯共聚物(MPOE)作为增韧剂，在提高产品的无缺口冲击强度、缺口冲击强度上具有显著的改善。
表2
表3
无缺口冲击、缺口冲击强度的提高，就是产品的韧性有了提高。假如要达到以前的设定标准，需要加六份增韧剂，现在可以减少一半增韧剂的添加量，大大节约了生产成本。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (6)

1.废弃纸质印刷电路板回收再利用方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、破碎：将废弃纸质印刷电路板送入塑料破碎机粉碎生成电路板废料片；
b、清洗：将电路板废料由螺旋输送机送入磨擦干洗机进行清洗，清洗后的电路板废料片通过筛子进行振动筛选，磨粉电选后获得印刷电路粉；
c、熔融：通过失重称按比例称取40-100份聚丙烯回料、3-10份增韧剂、1.1-1.3份抗氧剂、0.5-1.4份润滑剂、30-100份印刷电路粉，将上述材料连续地送入双转子连续混炼造粒机中进行熔融分散塑化生成熔融物料；
d、润滑：取0.2-0.6份润滑剂，放入计量注射泵熔化后，通过计量注射泵在双转子连续混炼造粒机上的注入口将其添加到已经塑化均匀的熔融物料表面生成热性塑料；
所述的步骤c中双转子连续混炼造粒机的转子为双腕型和双锥型相结合的转子体；
所述的抗氧剂同时采用硫代二丙酸二酯(DSTP)作为辅助抗氧剂以及四季戊四醇酯作为主抗氧剂共同使用。
2.根据权利要求1所述的废弃纸质印刷电路板回收再利用方法，其特征在于：所述的步骤b中，通过失重称称取0.2-0.7份偶联剂。
3.根据权利要求1所述的废弃纸质印刷电路板回收再利用方法，其特征在于：所述的润滑剂为乙撑基双硬脂酰胺(EBS)。
4.根据权利要求1所述的废弃纸质印刷电路板回收再利用方法，其特征在于：所述的增韧剂为马来酸接枝丙烯-辛烯共聚物(MPOE)。
5.根据权利要求1所述的废弃纸质印刷电路板回收再利用方法，其特征在于：所述的双转子连续混炼造粒机沿输料方向的温度变化为由T1℃先升高T2℃，再降低T3℃，然后再升高至T4℃，其中T1℃＜T3℃＜T2℃＜T4℃。
6.根据权利要求5所述的废弃纸质印刷电路板回收再利用方法，其特征在于：所述的双转子连续混炼造粒机分为八段，其中第一段的温度T1℃为50℃-70℃，第二段的温度为150℃-160℃，第三段T2℃的温度为160℃-180℃，第四段的温度T3℃为90℃-100℃，第五段的温度为120℃-140℃，第六段的温度为150℃-160℃，第七段的温度为180℃，第八段模口的温度T4℃为190℃-200℃。
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