CN104327461A - 利用废弃电路板粉粒料生产高密度环保板材的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用废弃印刷电路板粉粒料生产高密度环保板材的方法，以废弃电路板粉碎粉粒料为主料，以聚氯乙烯粉粒料为结合剂，添加适量的助剂组成混合物料，混合物料经高温揉合混炼设备充分揉合混炼后，输出的物料由增压器增压，经模头连续挤出，再经冷却定型，裁切制成所需长度的高密度环保板材，构成所述混合物料的质量份配比为：废弃电路板粉粒料100份；聚氯乙烯粉粒料10-30份；硬脂酸钙0.1-0.3份；聚氯乙烯钛酸酯偶联剂0.05-0.15份；聚氯乙烯增韧剂0.03-0.09份。由其制备的环保板材，可用来制作绝缘材料、组合板、家具、以及地板和墙面装饰等建筑材料，而且成本低廉，制作方法简单，经济实用，具有广阔的发展前景。

Description

利用废弃电路板粉粒料生产高密度环保板材的方法

技术领域

本发明涉及一种利用废弃电路板粉粒料生产高密度环保板材的方法，属于再生能源，环境保护领域中的工业废弃渣处理，资源化技术领域。

背景技术

随着电子信息业的飞速发展，产品更新换代趋势日益剧增，必然地出现新固体废弃物—电路板废料粉末，此种物料来源包括各种废旧电视机、电冰箱、洗衣机、空调机、电脑、充电器、通讯设备及淘汰的电子仪表仪器、遥控器等等。据不完全估计，我国目前每年报废的废旧电路板部分约15万吨，而且逐年还在继续增长。

在工业生产领域中也产生大量的电路板废品和边角料，目前对废弃电路板最佳的处理办法是将电路板粉碎，经研磨处理回收所含的有价金属成分，余下的便是非金属粉末，而电路板的主要基材是环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂以及玻璃纤维的合成物，称为电路板废料粉末，这些废料粉末传统的处置方法是填埋，或者到处随意堆放，严重地浪费土地资源，影响地下水质和空气环境。有研究将废弃电路板非金属粉末加入胶粘剂制成板材，但是所用的粘合剂多为酚醛树脂及脲醛树脂等有甲醛成分粘合剂，对人体健康和自然环境危害甚大。也有使用无甲醛粘合剂的产品，但产品成本极高，而且在耐热，耐水性各方面不能满足使用要求。

中国专利公开一种利用废旧印刷电路板制造再生板材的方法，其首先将废旧印刷电路板的基板材料颗粒与固化剂混合均匀，放在成型模具中压实，其中固化剂采用电玉粉、废旧聚乙烯塑料或它们的混合物，基板材料颗粒与固化剂的混合物料中，基板材料颗粒的重量百分比为90-100%，固化剂的重量百分比为0-10%，然后将模具加热至150℃-300℃，在加热过程中逐渐增加压力，在 20-70MPa 压力下保温 10-15分钟，关掉电源，待冷却到100 ℃ 以下，卸载压力、起模。由该方法可制备的再生板材可用于制作家具、组合板、地板砖等建筑装饰材料。在所述的方法中，存在如下缺点：（1）固化剂的含量不能为0（实施例1），由于废旧印刷电路板的基板材料为热固化树脂，其所使用的基板材料颗粒为受破坏后的产物，在没有粘结剂的情况下，尽管加温和加压也不会使热固化树脂粉末再度粘结成理化性能合格的板材；（2）以聚乙烯塑料为固化剂，说明书全文未说明聚乙烯塑料是粒料还是粉料，废旧聚乙烯塑料更没有现成的粒料和粉料，如果采用的是粉料，废旧聚乙烯塑料难以磨成粉；（3）模具的加热温度为280℃（实施例3），聚乙烯塑料已炭化变黑。

针对上述问题，如何制备出高密度环保产品既能满足使用要求，价格低廉，又能达到废弃物再生利用，对人类绿色环境起着积极促进作用的优良方案，将是目前迫不及待需要解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足以及合成配方的不理想而提供一种利用废弃电路板粉粒料生产高密度环保板材的方法。旨在使其工艺简单可行，成本低廉，理化性能优越，适应场合广泛，具有多种使用价值，实现再生资源利用和环境保护的目的。

本发明，以废弃电路板粉粒料为主料，以聚氯乙烯粉粒料为结合剂，添加适量的助剂组成混合物料，混合物料经高温揉合混炼设备充分揉合混炼后，挤出的物料由增压器增压，经模头连续挤出，再经冷却定型，裁切制成所需长度的高密度环保板材。

本发明，构成所述混合物料的质量份配比为：废弃电路板粉粒料100份；聚氯乙烯粉粒料10-30份；硬脂酸钙0.1-0.3份；聚氯乙烯钛酸酯偶联剂0.05-0.15份；聚氯乙烯增韧剂0.03-0.09份。

本发明，所述废弃电路板粉粒料属于废弃电路板采用干法或湿法粉磨加工提取其中贵金属成分后的余渣粉末，或者满足其性能要求的边角、废弃热固性树脂制品，采用同样方法加工取得的粉末，粒径为70目-120目，含水率≤3%。

本发明，所述聚氯乙烯粉粒料为废旧回收聚氯乙烯塑料，经过粉磨烘干，粒径为30目-50目，含水率≤0.5%。

本发明，所述高温揉合混炼设备为锥形双螺杆挤出机，其揉合混炼温度为150℃-195℃。

本发明，所述增压器由增压电机、壳体、主动齿轮和从动齿轮装配构成，主动齿轮的传动轴经变速箱与增压电机的输出轴连接，其中，主动齿轮和从动齿轮的齿形结构为圆柱体双向斜齿轮。

本发明，通过增压器的增压作用后，使其物料背压强度达到20MPa-50MPa的压强。

本发明，所述模头的唇口为可调结构，由设有弹性缝的唇口板和复数个调节螺栓构成。

本发明，在所述模头唇口的前方下面，设有带冷却装置的托板。

本发明，在所述模头唇口的前方上面，设有1-5块带冷却装置的阻力调节板。

本发明，具有如下优点：

（1）利用废弃电路板粉粒料生产高密度环保板材，对环境保护和资源再利用起到积极的作用。

（2）以聚氯乙烯为结合剂，具有价格便宜、成本低、材料来源丰富、应用广泛、化学稳定性好、耐酸、耐碱、耐潮湿、耐老化、难燃（聚乙烯遇火即燃），如果采用废旧回收聚氯乙烯塑料作为结合剂，不仅利于收旧利废，且废旧回收的聚氯乙烯塑料易磨成粉末，在产品中分散性好，提高产品的物理性能。

（3）配方中，添加适量的助剂硬脂酸钙、聚氯乙烯钛酸酯偶联剂和聚氯乙烯增韧剂，充分发挥聚氯乙烯塑料结合剂的作用，使混合物料经过高温揉合混炼设备中揉合混炼后，利于高压连续挤出。

（4）在高温揉合混炼设备的出料口与挤出模头之间，设置增压器，通过增压器的增压作用后，使其物料背压强度达到20MPa-50MPa，使所生产的环保板材的密度更高，更均匀，从而提高环保板材的质量及产量。

（5）将模头唇口上板设计成可摆动夹角，以及在所述模头唇口的前方上面，设置带冷却装置的阻力调节板，通过改变调节板数量使出料口阻力变化来实现物料在增压腹腔内压力恒定，保证制备的型材性能稳定。

（6）由本方法所制备的环保板材，密度达到1.5-1.8g/cm3，静曲强度可达到60-70MPa，最大程度满足板材类的理化性能，可用来制作绝缘材料、组合板、家具、以及地板和墙面装饰等建筑材料，而且成本低廉，制作方法简单，经济实用，具有广阔的发展前景。

附图说明

图1和图2为本发明生产设备的结构示意图，其中，图1为主视图，图2为俯视图，图3-图4为增压器的结构示意图。

    图中，1、高温揉合混炼设备； 2、增压器； 21、增压电机； 22、壳体； 23、主动齿轮；24、从动齿轮； 25、传动轴； 26、入料口； 27、出料口； 3、模头； 31、唇口板； 32、调节螺栓； 33、阻力调节板； 34、托板。

具体实施方式

参照附图，一种利用废弃电路板粉粒料生产高密度环保板材的方法，以废弃电路板粉粒料为主料，以聚氯乙烯粉粒料为结合剂，添加适量的助剂组成混合物料，混合物料经高温揉合混炼设备1充分揉合混炼后，输出的物料由增压器2增压，经模头3连续挤出，再经冷却定型，裁切制成所需长度的高密度环保板材。具体实施工艺包括以下步骤：

（1）优选废旧聚氯乙烯塑料回收片材，以及同类制品的废品、边角料，经粉碎、研磨、干燥，粉粒通过30目-50目，含水率≤0.5%，其典型配方是加入化工助剂按质量比：废旧聚氯乙烯塑料颗粒料100份；硬酯酸钙1份；聚氯乙烯钛酸酯偶联剂0.5份；聚氯乙烯增韧剂0.3份，混合得到材料A；

（2）废弃电路板粉粒料（以下称RGX粉末）属于废弃电路板采用干法或者湿法粉磨加工提取其中贵金属成分后的余渣粉末，由于上游加工过程RGX粉末粒径较粗，规格不符合本发明工艺要求，须经二次研磨，使RGX粉末转化为70目-120目的颗粒料得到材料B；

（3）将材料B置于旋转式干燥机内进行恒温干燥，干燥温度为110℃-150℃，在干燥过程中由于设备自转时对材料A进行搅拌，可加快干燥速率，干燥更均匀，当材料B含水率≤3%时撤除干燥热源，加入材料A，按质量比优选为：材料B100份，材料A20份，继续搅拌15-20分钟得混合料；

（4）将混合料放置于高速搅拌机充分混合10-20分钟后排出；

（5）生产设备，包括高温揉合混炼设备1和模头3，在高温揉合混炼设备1和模头3之间，设有增压器2。所述高温揉合混炼设备1采用锥形双螺杆挤出机或满足性能要求的其它设备，揉合混炼温度为150℃-195℃，利用锥形双螺杆挤出机背压压力挤出；所述增压器2由增压电机21、壳体22、主动齿轮23和从动齿轮24装配构成，主动齿轮23的传动轴25经变速箱与增压电机21的输出轴连接；所述主动齿轮23和从动齿轮24的齿形结构为圆柱体双向斜齿轮；所述模头3的唇口为可调结构，由设有弹性缝的唇口板31和复数个调节螺栓32构成；在所述模头唇口的前方下面，设有带冷却装置的托板34；在所述模头唇口的前方上面，设有1-5块带冷却装置的阻力调节板33。采用高温揉合混炼设备，所需设备优选为锥形双螺杆挤出机或满足性能要求的其它设备，揉合混炼温度为150℃-195℃，利用锥形双螺杆挤出机背压压力挤出；

（6）通过增压器2的增压作用后，使其物料背压强度达到20MPa-50MPa的压强，将来自上游挤出的物料压入增压器腹腔进行增压，实施向模头恒压连续挤出；

（7）将模头唇口上板设计成可摆动夹角，以及在所述模头唇口的前方上面，设置带冷却装置的阻力调节板33，通过改变调节板数量使出料口阻力变化来实现物料在增压腹腔内压力恒定，保证制备的板材性能稳定。

以上所述具体实施工艺仅表达典型方式，其描述具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围限制，本发明人在不脱离本发明构思的前提下，做出一些系统的变形和改进，这些都属于本发明的保护范围，因此本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种利用废弃电路板粉粒料生产高密度环保板材的方法，其特征在于：以废弃电路板粉碎粉粒料为主料，以聚氯乙烯粉粒料为结合剂，添加适量的助剂组成混合物料，混合物料经高温揉合混炼设备（1）充分揉合混炼后，输出的物料由增压器（2）增压，经模头（3）连续挤出，再经冷却定型，裁切制成所需长度的高密度环保板材。

2.根据权利要求1所述的生产高密度环保板材的方法，其特征在于：构成所述混合物料的质量份配比为：废弃电路板粉粒料100份；聚氯乙烯粉粒料10-30份；硬脂酸钙0.1-0.3份；聚氯乙烯钛酸酯偶联剂0.05-0.15份；聚氯乙烯增韧剂0.03-0.09份。

3.根据权利要求1所述的生产高密度环保板材的方法，其特征在于：所述废弃电路板粉粒料属于废弃电路板采用干法或湿法粉磨加工提取其中贵金属成分后的余渣粉末，或者满足其性能要求的边角、废弃热固性树脂制品，采用同样方法加工取得的粉末，粒径为70目-120目，含水率≤3%。

4.根据权利要求1所述的生产高密度环保板材的方法，其特征在于：所述聚氯乙烯粉粒料为废旧回收聚氯乙烯塑料，经过粉磨烘干，粒径为30目-50目，含水率≤0.5%。

5.根据权利要求1所述的生产高密度环保板材的方法，其特征在于：所述高温揉合混炼设备为锥形双螺杆挤出机（1），其揉合混炼温度为150℃-195℃。

6.根据权利要求1所述的生产高密度环保板材的方法，其特征在于：所述增压器（2）由增压电机（21）、壳体（22）、主动齿轮（23）和从动齿轮（24）装配构成，主动齿轮（23）的传动轴（25）经变速箱与增压电机（21）的输出轴连接，其中，主动齿轮（23）和从动齿轮（24）的齿形结构为圆柱体双向斜齿轮。

7.根据权利要求6所述的生产高密度环保板材的方法，其特征在于：通过增压器（2）的增压作用后，使其物料背压强度达到20MPa-50MPa的压强。

8.根据权利要求1所述的生产高密度环保板材的方法，其特征在于：所述模头（3）的唇口为可调结构，由设有弹性缝的唇口板（31）和复数个调节螺栓（32）构成。

9.根据权利要求8所述的生产高密度环保板材的方法，其特征在于：在所述模头唇口的前方下面，设有带冷却装置的托板（34）。

10.根据权利要求9所述的生产高密度环保板材的方法，其特征在于：在所述模头唇口的前方上面，设有1-5块带冷却装置的阻力调节板（33）。