CN105542270B - 一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法 - Google Patents

一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法。为实现本发明目的，其技术方案是：分别将基体树脂干燥，废印刷电路板非金属粉过筛为100～200目粉末、干燥；表面包覆剂、增韧剂干燥。将表面活化剂均匀喷撒在废印刷电路板非金属粉表面上，加入表面包覆剂、增韧剂、润滑剂、抗氧剂和除味剂，置于高混机中高速搅拌；冷却后与回收基体树脂混合得复合材料预混料；复合材料预混料送入挤出设备预混料粒料；然后将预混料粒料加入到注塑设备中进行注塑得到复合材料制品。本发明采用多层包覆，提高树脂基体与增强体之间的基体层厚度，多种相容剂复配可提高复合材料的基体层厚度从而更好的抑制重金属浸出，增强了复合材料力学性能。

Description

一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法
技术领域
本发明主要涉及再生资源高质化利用，具体涉及一种废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法。
背景技术
提高复合材料的界面相容性和流动性对于改善复合材料的性能具有重要意义。近几年，随着木粉价格的上升，寻找可代替木粉作为填料的复合材料已成为当今的一大热点。另一方面，随着电子电器产品更新速度的加快，将产生越来越多的废电子垃圾。而电路板作为电子电器产品中最不可或缺、最难以处置的一部分，针对废印刷电路板的回收利用已经成为当今全世界共同研究热点。这是因为一方面电路板中含有大量的稀贵金属，如金、银、钯等，具有极高的回收利用价值；另一方面，废印刷电路板中非金属成分占总质量的70％以上，主要由热固性环氧树脂以及玻璃纤维组成，其中玻纤占非金属成分质量的70％以上。由于热固性塑料难溶难熔以及玻纤难以焚烧，若对非金属成分处置不当将会对环境、人的健康造成极大的威胁。非金属粉中玻纤含量高、回收利用价值低、量大，将非金属粉用于替代木粉制成复合材料已经慢慢受到人们的关注。利用非金属粉替代木粉制成的复合材料具有机械强度大、耐候性好、原料来源稳定及其产品成本低等优点，但一方面由于非金属粉表面含有大量的羟基，使得非金属粉具有极强的极性，与常见的树脂基体(PE、PP等)相容性很差，为了提高复合材料的相容性，传统的改性手段是通过添加各类助剂来提高两相间的界面相容性和流动性。另一方面由于金属回收技术限制，非金属粉中不可避免的会含有少量的重金属，如铜、锌、铬等，若不采取必要措施则制成的复合材料中的大量的重金属在使用过程中会从制品中慢慢浸出，造成环境污染。
为了改善复合材料两相间的界面相容性及流动性，目前，已报道的界面改性方法主要有：(1)采用大分子相容剂如POE-g-MAH、POE-g-GMA等，利用GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯)/MAH(马来酸酐)能与电路板非金属粉中的 羟基发生很好的开环反应，因此能在界面层起到很好的增容反应，另一方面POE是一种弹性体，在复合材料体系中能够起到很好的增韧效果；(2)采用大分子相容剂如PE-g-MAH、PE-g-GMA、PE蜡-g-MAH、PE蜡-g-GMA等，一方面利用GMA、MAH与电路板非金属粉中的羟基能很好的发生反应，另一方面利用PE或者PE蜡与基体树脂具有很好的相容性，从而改善复合材料的相容性；(3)利用偶联剂如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等，这是利用偶联剂具有两种不同性质的官能团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键，由于偶联剂在复合材料中既能与电路板非金属粉的羟基反应，又能与基体树脂反应，在增强材料与树脂基体之间形成一个界面层，界面层能传递应力，从而增强了增强材料与树脂之间粘合强度，提高了复合材料的性能。
然而，使用单组分助剂带来了以下致命的问题：(1)电路板非金属粉中的玻璃纤维大部分被热固性塑料所包覆，不能有效的利用玻纤对树脂基体的增强作用；(2)单组分助剂往往在提高复合材料某一方面性能的同时，会降低复合材料另一方面的性能，在已发表的很多专利中，非电路板的填充量一般较低，一般质量份不超过100份(中国专利：采用废印刷电路板非金属粉增强增韧废旧聚丙烯塑料的方法，201110094260.6)。这是由于一方面电路板非金属粉与塑料基体相容性较差，添加量较大时增强基体与塑料树脂界面结合效果较差，从而影响复合材料制品的使用；另一方面废印刷电路板非金属粉中含有部分的重金属，若电路板非金属粉填充量太大时，容易导致复合材料制品的重金属浸出值太大，超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)规定的各种重金属浸出值。因此，目前必须有以下四点需要解决：其一是提高废印刷电路板非金属粉与回收塑料基体界面流动性和相容性，提高其与回收树脂基体的界面结合；其二是提高废印刷电路板非金属粉在回收塑料基体的填充量；其三是抑制复合材料中重金属的浸出；其四，必须克服废印刷电路板非金属粉小分子有机物分解时产生的难闻异味。迄今为止这四个问题未能获得系统的解决。
发明内容
基于上述背景和问题，本发明的目的是针对上述四个问题，提供一种在回收塑料中可大量填充废印刷电路板非金属粉复合材料的制备方法，该方法所获 复合材料不仅能保持良好机械性能，而且还能有效降低重金属浸出毒性。
为实现本发明目的，本发明所采用的技术方案是：
(1)以重量份计原料配方：
(2)制备
a.原料预处理
将基体树脂置于80～110℃烘箱中干燥4～8h；
废印刷电路板非金属粉过筛处理，得到粒径为100～200目粉末，置于90～120℃烘箱中干燥1～4h；
将表面包覆剂、增韧剂置于60～75℃烘箱中干燥3～8h；
b.界面改性
将表面活化剂均匀喷撒在废印刷电路板非金属粉表面上，之后依次加入表面包覆剂、增韧剂、润滑剂、抗氧剂和除味剂，置于温度为85～120℃的高混机中高速搅拌5～30min，得到改性后的废印刷电路板非金属粉；冷却至常温后将改性后的废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂混合再高速搅拌2～5min，得到界面改性的以废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂混合而成的复合材料预混料；
c.挤出注塑
将上述复合材料预混料送入挤出设备，螺杆挤出机参数为：一区90～110℃，二区100～120℃，三区110～145℃，四区120～150℃，五区140～170℃，六区160～220℃，七区160～220℃，八区160～220℃，九区150-185℃，模头150～ 180℃，调节真空泵压力为0.02～0.08MPa，得到复合材料预混料粒料；然后将复合材料预混料粒料加入到注塑设备中进行注塑，注塑机参数为：一区160～220℃，二区160～220℃，三区160～220℃，注塑得到复合材料制品。
所述回收基体树脂是指回收聚乙烯、回收聚丙烯或回收聚氯乙烯，或者是上述两种或三种回收基体树脂的任意比例混合而成的回收塑料。
所述回收聚乙烯是指回收高密度聚乙烯、回收低密度聚乙烯、回收线性低密度聚乙烯或回收超高分子量聚乙烯，或者是上述两种或两种以上回收聚乙烯的任意比例混合而成的回收聚乙烯。
所述回收聚丙烯是指回收无规立构聚丙烯、回收等规立构聚丙烯或回收间规立构聚丙烯，或者是上述两种或两种以上回收聚丙烯的任意比例混合而成的回收聚丙烯。
所述回收聚氯乙烯是指回收通用型聚乙烯、高聚合度聚乙烯树脂或交联聚乙烯树脂，或者是上述两种或两种以上回收聚乙烯的任意比例混合而成的回收聚乙烯。
所述废印刷电路板非金属粉是指废弃的单面印刷板、双面印刷板、多层印刷板、覆铜板以及印刷板切割与生产中产生的工业下脚料经过分选过金属组分后剩余的非金属粉，或者是上述两种或三种以上的废印刷电路板经任意比例混合而成的混合非金属粉。
本发明所述的表面活化剂是指一元弱酸、二元弱酸及多元弱酸，或者是由上述两种或两种以上弱酸的任意比混合。
本发明所述的一元弱酸是指硼化酸、醋酸、甲酸、氢氟酸、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢钙、磷酸一氢钠或磷酸一氢钾。
本发明所述的二元弱酸是苹果酸、戊二酸、庚二酸、葵二酸、丁二酸，己二酸、辛二酸、壬二酸、碳酸、亚硫酸氢钠或草酸氢钠。
本发明所述的多元弱酸是磷酸、多元羧酸或多元醇。
所述的表面包覆剂为PE-g-MAH、PE-g-GMA、PE蜡-g-MAH、PE蜡-g-GMA，或者是由上述两种或两种以上的任意比混合而成。
所述的增韧剂是指偶联剂、羧酸型相容剂、环氧性相容剂、环状酸酐型相 容剂、恶唑啉型型相容剂或酰亚胺型相容剂，或者是由上述两种及两种以上增韧剂任意比混合而成。上述增韧剂是反应型相容剂，是一类链段上即含有非极性高分子主体能与共混物中的非极性聚合物相容，而极性基团又能与共混物的极性聚合物的活性基团反应或键合的增韧剂。
本发明所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、乙撑双硬脂酸酰胺、油酰胺、多元醇酯、脂肪酰胺、乙撑双硬脂酰胺、天然石蜡，液体石蜡(白油)，微晶石蜡、聚乙烯蜡或低分子聚丙烯，或者是由上述两种或两种以上润滑剂的任意比混合而成。
本发明所述的抗氧剂为茶多酚、植酸、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)或双季戊四醇二亚磷酸酯(626)，或者是上述两种或两种以上抗氧剂的任意比混合而成。
本发明所述的除味剂是碳酸盐类化合物，具体指碳酸钙、碳酸镁、碳酸钠或碳酸氢钠。
本发明采用先用表面活化剂对增强基体表面处理，后用表面包覆剂、增韧剂多层包覆提高复合材料的界面层厚度，该工艺给本发明带来了如下的应用优势：(1)对电路板非金属粉用表面活化剂表面处理，明显增加了废印刷电路板非金属粉中玻璃纤维的暴露程度，提高了废印刷电路板非金属粉与基体树脂机械互锁，增强了复合材料力学性能；(2)采用表面包覆剂、增韧剂对复合材料进行多层包覆，提高树脂基体与增强体之间的基体层厚度。一方面可实现复合材料由“脆向韧”的转变，提高了复合材料的力学性能，同时采用复配工艺还可以降低工业成本，极大的提高了电路板非金属粉在塑料基体中的填充量；另一方面多种相容剂复配可提高复合材料的基体层厚度从而更好的抑制重金属浸出。总之，本发明不仅避免了现有复合材料力学性能的不足，还提高废印刷电路板非金属粉在塑料基体中的填充量，很大程度上消除残留重金属对环境的不利影响，并且能有效降低制备复合材料的成本，不仅为获得强度和韧性均较佳的复合材料提供新借鉴，而且能减少制品对环境的影响。本发明还将为以电路板非金属粉为增强基体制备复合材料的应用带来新契机。
具体实施方式
对比样的制备：
将废印刷电路板非金属粉在120℃下干燥2h，将回收聚乙烯在90℃下干燥10h，备用。在不添加其他助剂的情况下，采用本发明内容中所述的制备方法，将废印刷电路板非金属粉和回收基体树脂，置于高速混合机中混合，得到复合材料预混料，再将复合材料预混料均匀加入到双螺杆挤出机挤出造粒、注塑机中注塑制成复合材料制品。
以下通过具体的实施例对本发明作更详细说明或描述，而不是对本发明进行限制。
实施例1
(1)以重量份计原料配方如下：
(2)步骤
a.原料预处理
将回收聚乙烯置于90℃烘箱中干燥6h；
废印刷电路板非金属粉过筛处理，得到粒径为150目粉末，置于105℃烘箱中干燥4h；
将增韧剂置于65℃烘箱中干燥5h；
b.界面改性
将柠檬酸均匀喷撒在废印刷电路板非金属粉表面上，之后依次加入POE-g-MAH、抗氧剂1010和碳酸钠，置于温度为85℃的高混机中高速搅拌15min，得到改性后的废印刷电路板非金属粉；将得改性后的废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂在常温下混合再高速搅拌2min，得到界面改性的以废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂混合而成的复合材料预混料；
c.挤出粒料
将上述复合材料预混料送入挤出设备得到粒料，螺杆挤出机参数为：一区90℃，二区110℃，三区135℃，四区145℃，五区155℃，六区165℃，七区 165℃，八区165℃，九区150℃，模头145℃，调节真空泵压力为0.02MPa，
D.注塑成型
将粒料加入到注塑设备中，注塑机参数为：一区165℃，二区165℃，三区165℃，注塑得到复合材料制品。
按国标制样并测试，获得本发明及常规方法所得复合材料的力学对比数据及重金属浸出值，性能对比如表1-1和表1-2所示。
表1-1本实施例方法与常规方法力学性能对比
表1-2本实施例方法与常规方法对重金属浸出值影响
从中可以看出，与常规方法相比，本发明不仅能大大提升复合材料的冲击强度，即由2.13±0.28kJ/m2提升至7.53±0.91kJ/m2，拉伸强度由10.13±0.23MPa提升至13.54±0.57MPa，复合材料的弯曲强度、弯曲模量也都有提升；硝酸硫酸法测得复合材料的重金属浸出值由5.668mg/L下降到0.713mg/L，醋酸法测得复合材料的重金属浸出值由6.731mg/L下降到0.985mg/L。
实施例2
(1)配方
(2)步骤
a.原料预处理
将回收聚乙烯置于90℃烘箱中干燥6h；
废印刷电路板非金属粉过筛处理，得到粒径为150目粉末，置于105℃烘箱中干燥4h；
将表面包覆剂、增韧剂置于65℃烘箱中干燥5h；
b.界面改性
在废印刷电路板非金属粉中依次加入PE蜡-g-MAH、POE-g-MAH、抗氧剂1010和碳酸镁，置于温度为80℃的高混机中高速搅拌10min，，得到改性后的废印刷电路板非金属粉；将得到的改性后的废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂在常温下混合再高速搅拌2min，得到界面改性的以废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂混合而成的复合材料预混料；
c.挤出粒料
将上述复合材料预混料送入挤出设备，螺杆挤出机参数为：一区90℃，二区110℃，三区135℃，四区145℃，五区155℃，六区165℃，七区165℃，八区165℃，九区150℃，模头145℃，调节真空泵压力为0.04MPa，
D.注塑成型
将得到的粒料加入到注塑设备中，注塑机参数为：一区165℃，二区165℃，三区165℃，注塑得到复合材料制品。
按国标制样并测试，获得本发明及常规方法所得复合材料的力学对比数据及重金属浸出值，性能对比如表2-1和表2-2所示。
表2-1本实施例方法与常规方法力学性能对比
表2-2本实施例方法与常规方法对重金属浸出值影响
从表中可以看出，与常规方法相比，本发明不仅能大大提高复合材料力学性能，即冲击强度由3.06±0.24kJ/m2提高到6.48±0.09kJ/m2，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量都有提升或不变；硝酸硫酸法测得复合材料的重金属浸出值由2.641mg/L下降到0.154mg/L，醋酸法测得复合材料的重金属浸出值由3.594mg/L下降到0.258mg/L。
实施例3
(1)配方
(2)步骤
a.原料预处理
将回收聚乙烯置于90℃烘箱中干燥6h；
废印刷电路板非金属粉过筛处理，得到粒径为150目粉末，置于105℃烘箱中干燥4h；
将PE蜡-g-MAH、POE-g-MAH置于65℃烘箱中干燥3h；
b.界面改性
将柠檬酸均匀喷撒在废印刷电路板非金属粉表面上，之后依次加入PE蜡-g-MAH、POE-g-MAH、抗氧剂1010和碳酸钙，置于温度为105℃的高混机中高速搅拌20min，得到改性后的废印刷电路板非金属粉；将得到的改性后的废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂在常温下混合再高速搅拌5min，得到界面改性的以废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂混合而成的复合材料预混料；
c.挤出粒料
将上述复合材料预混料送入挤出设备，螺杆挤出机参数为：一区90℃，二区110℃，三区135℃，四区145℃，五区155℃，六区165℃，七区165℃，八区165℃，九区150℃，模头145℃，调节真空泵压力为0.04MPa，
D.注塑成型
将得到的粒料加入到注塑设备中，注塑机参数为：一区165℃，二区165℃，三区165℃，注塑得到复合材料制品。
按国标制样并测试，获得本发明及常规方法所得复合材料的力学对比数据及重金属浸出值，性能对比如表3-1和表3-2所示。
表3-1本实施例方法与常规方法力学性能对比
表3-2本实施例方法与常规方法对重金属浸出值影响
从表中可以看出，与常规方法相比，本发明不仅能大大提高复合材料的力学性能，即冲击强度由5.56±0.65kJ/m2提升到8.78±0.1kJ/m2，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量都有提升；硝酸硫酸法测得复合材料的重金属浸出值由2.021mg/L下降到0.087mg/L，醋酸法测得复合材料的重金属浸出值由3.034mg/L下降到0.156mg/L。
实施例4
(1)配方
(2)步骤
a.原料预处理
将回收聚乙烯置于90℃烘箱中干燥6h；
废印刷电路板非金属粉过筛处理，得到粒径为180目粉末，置于105℃烘箱中干燥4h；
将PE蜡-g-MAH置于65℃烘箱中干燥4h；
b.界面改性
在废印刷电路板非金属粉中依次加入PE蜡-g-MAH、抗氧剂1010和碳酸钠，置于温度为100℃的高混机中高速搅拌15min，得到改性后的废印刷电路板非金属粉；将得到的改性后的废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂在常温下高速搅拌5min，得到界面改性的以废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂混合而成的复合材料预混料；
c.挤出粒料
将上述复合材料预混料送入挤出设备，螺杆挤出机参数为：一区90℃，二区110℃，三区135℃，四区145℃，五区155℃，六区165℃，七区165℃，八区165℃，九区150℃，模头145℃，调节真空泵压力为0.04MPa，
D.注塑成型
将得到的粒料加入到注塑设备中，注塑机参数为：一区165℃，二区165℃，三区165℃，注塑得到复合材料制品。
按国标制样并测试，获得本发明及常规方法所得复合材料的力学对比数据及重金属浸出值，性能对比如表4-1和表4-2所示。
表4-1本实施例方法与常规方法力学性能对比
表4-2本实施例方法与常规方法对重金属浸出值影响
从表中可以看出，与常规方法相比，本发明不仅能大大提高复合材料的力学性能，即冲击强度由3.06±0.24kJ/m2提升到4.000±0.06kJ/m2，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量都有提升；硝酸硫酸法测得复合材料的重金属浸出值由2.641mg/L下降到0.415mg/L，醋酸法测得复合材料的重金属浸出值由3.594mg/L下降到0.512mg/L。
实施例5
(1)配方
(2)步骤
a.原料预处理
将回收聚乙烯置于95℃烘箱中干燥6h；
废印刷电路板非金属粉过筛处理，得到粒径为200目粉末，置于105℃烘箱中干燥4h；
b.界面改性
将柠檬酸均匀喷撒在废印刷电路板非金属粉表面上，之后依次加入抗氧剂1010和碳酸钙，置于温度为95℃的高混机中高速搅拌15min，将得到的改性后的废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂在常温下高速搅拌3min，得到改性后的废印刷电路板非金属粉；得到界面改性的以废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂混合而成的复合材料预混料；
c.挤出粒料
将上述复合材料预混料送入挤出设备，螺杆挤出机参数为：一区90℃，二区110℃，三区135℃，四区145℃，五区155℃，六区165℃，七区165℃，八区165℃，九区150℃，模头145℃，调节真空泵压力为0.03MPa，
D.注塑成型
将得到的粒料加入到注塑设备中，注塑机参数为：一区165℃，二区165℃，三区165℃，注塑得到复合材料制品。
按国标制样并测试，获得本发明及常规方法所得复合材料的力学对比数据及重金属浸出值，性能对比如表5-1和表5-2所示。
表5-1本实施例方法与常规方法力学性能对比
表5-2本实施例方法与常规方法对重金属浸出值影响
从表中可以看出，与常规方法相比，本发明不仅能大大提高复合材料的力学性能，即冲击强度由3.02±0.13kJ/m2提升到4.324±0.18kJ/m2，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量都有提升；硝酸硫酸法测得复合材料的重金属浸出值由3.214mg/L下降到0.566mg/L，醋酸法测得复合材料的重金属浸出值由4.974mg/L下降到1.051mg/L。
实施例6
(1)配方
(2)步骤
a.原料预处理
将回收聚乙烯置于95℃烘箱中干燥6h；
废印刷电路板非金属粉过筛处理，得到粒径为150目粉末，置于95℃烘箱中干燥4h；
将P0E-g-MAH置于70℃烘箱中干燥5h；
b.界面改性
在废印刷电路板非金属粉中依次加入POE-g-MAH、抗氧剂1010和碳酸钠，置于温度为105℃的高混机中高速搅拌10min，将得到的改性后的废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂在常温下高速搅拌5min，得到改性后的废印刷电路板非金属粉；得到界面改性的以废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂混合而成的复合材料预混料；
c.挤出粒料
将上述复合材料预混料送入挤出设备，螺杆挤出机参数为：一区90℃，二区110℃，三区135℃，四区145℃，五区155℃，六区165℃，七区165℃，八区165℃，九区150℃，模头145℃，调节真空泵压力为0.06MPa，
D.注塑成型
将得到的粒料加入到注塑设备中，注塑机参数为：一区165℃，二区165℃，三区165℃，注塑得到复合材料制品。
按国标制样并测试，获得本发明及常规方法所得复合材料的力学对比数据及重金属浸出值，性能对比如表6-1和表6-2所示。
表6-1本实施例方法与常规方法力学性能对比
表6-2本实施例方法与常规方法对重金属浸出值影响
从表中可以看出，与常规方法相比，本发明不仅能大大提高复合材料的力学性能，即冲击强度由3.06±0.24kJ/m2提升到4.840±0.24kJ/m2，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量都有提升或不变；硝酸硫酸法测得复合材料的重金属浸出值由2.641mg/L下降到0.502mg/L，醋酸法测得复合材料的重金属浸出值由3.594mg/L下降到0.836mg/L。
实施例7
(1)配方
(2)步骤
a.原料预处理
将基体树脂置于95℃烘箱中干燥6h；
废印刷电路板非金属粉过筛处理，得到粒径为150目粉末，置于95℃烘箱中干燥4h；
将PE蜡置于65℃烘箱中干燥5h；
b.界面改性
在废印刷电路板非金属粉中依次加入PE蜡、抗氧剂1010和碳酸氢钠，置于温度为95℃的高混机中高速搅拌25min，将得到的改性后的废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂在常温下高速搅拌5min，得到改性后的废印刷电路板非金属粉；得到界面改性的以废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂混合而成的复合材料预混料；
c.挤出粒料
将上述复合材料预混料送入挤出设备，螺杆挤出机参数为：一区90℃，二区110℃，三区135℃，四区145℃，五区155℃，六区165℃，七区165℃，八区165℃，九区150℃，模头145℃，调节真空泵压力为0.06MPa，
D.注塑成型
将得到的粒料加入到注塑设备中，注塑机参数为：一区165℃，二区165℃，三区165℃，注塑得到复合材料制品。
按国标制样并测试，获得本发明及常规方法所得复合材料的力学对比数据及重金属浸出值，性能对比如表7-1和表7-2所示。
表7-1本实施例方法与常规方法力学性能对比
表7-2本实施例方法与常规方法对重金属浸出值影响
从表中可以看出，与常规方法相比，本发明不仅能大大提高复合材料的力学性能，即冲击强度由3.06±0.24kJ/m2提升到4.08±0.21kJ/m2，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量都有提升或不变；硝酸硫酸法测得复合材料的重金属浸出值由2.641mg/L下降到0.573mg/L，醋酸法测得复合材料的重金属浸出值由3.594mg/L下降到0.826mg/L。
实施例8
(1)配方
(3)步骤
a.原料预处理
将回收聚丙烯置于95℃烘箱中干燥4h；
废印刷电路板非金属粉过筛处理，得到粒径为180目粉末，置于95℃烘箱中干燥4h；
将POE-g-MAH置于65℃烘箱中干燥5h；
b.界面改性
在废印刷电路板非金属粉中依次加入POE-g-MAH、抗氧剂1010和碳酸氢钠，置于温度为95℃的高混机中高速搅拌20min，得到改性后的废印刷电路板非金属粉；将得到的改性后的废印刷电路板非金属粉与回收聚丙烯在常温下高速搅拌5min，得到界面改性的以废印刷电路板非金属粉与回收聚丙烯混合而成的复合材料预混料；
c.挤出粒料
将上述复合材料预混料送入挤出设备，螺杆挤出机参数为：一区120℃，二区140℃，三区155℃，四区165℃，五区175℃，六区185℃，七区185℃，八区185℃，九区170℃，模头165℃，调节真空泵压力为0.06MPa，
D.注塑成型
将得到的粒料加入到注塑设备中，注塑机参数为：一区185℃，二区185℃，三区185℃，注塑得到复合材料制品。
按国标制样并测试，获得本发明及常规方法所得复合材料的力学对比数据及重金属浸出值，性能对比如表7-1和表7-2所示。
表8-1本实施例方法与常规方法力学性能对比
表8-2本实施例方法与常规方法对重金属浸出值影响
从表中可以看出，与常规方法相比，本发明不仅能大大提高复合材料的力学性能，即冲击强度由8.56±0.38kJ/m2提升到10.34±0.12kJ/m2，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量都有提升；硝酸硫酸法测得复合材料的重金属浸出值由3.567mg/L下降到0.723mg/L，醋酸法测得复合材料的重金属浸出值由4.283mg/L下降到1.076mg/L。
实施例1～8表明与常规方法相比，本发明不仅能大大提升复合材料力学性能，而且在大量增加废印刷电路板非金属粉添加量的前提上，还可明显降低复合材料中重金属浸出值，采用本发明方法要比采用常规方法需要更少的相容剂，即本发明可有效降低制备复合材料所需的成本以及达到更好的环境保护要求。
上述所述国标具体如下：
1、力学性能测试：拉伸强度按GB/T 1040.2-2006测试，拉伸速度为50mm/min；弯曲强度按GB/T 9341-2000测试，加载速度为2mm/min；缺口冲击强度按GB/T 1043-1993测试；以上实验均为室温条件(20℃)，空气湿度为60％，测试5个样条，取平均值。
2、重金属浸出毒性：按《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)和《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》(HJ/T300-2007)进行重金属浸出毒性实验。

Claims (14)

1.一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法，包括如下步骤：
（1）以重量份计原料配方：
回收基体树脂 100
废印刷电路板非金属粉 100~200
表面活化剂 0~6
表面包覆剂 0~6
增韧剂 0～20
润滑剂 0～4
抗氧剂 1～2
除味剂 1~10
（2）制备
a. 原料预处理
将基体树脂置于80～110℃烘箱中干燥4～8h；
废印刷电路板非金属粉过筛处理，得到粒径为100～200目粉末，置于90～120℃烘箱中干燥1～4h；
将表面包覆剂、增韧剂置于60～75℃烘箱中干燥3～8h；
b. 界面改性
将表面活化剂均匀喷撒在废印刷电路板非金属粉表面上，之后依次加入表面包覆剂、增韧剂、润滑剂、抗氧剂和除味剂，置于温度为85~120℃的高混机中高速搅拌5~30min，得到改性后的废印刷电路板非金属粉；冷却至常温后将改性后的废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂混合再高速搅拌2~5min，得到界面改性的以废印刷电路板非金属粉与回收基体树脂混合而成的复合材料预混料；
c. 挤出注塑
将上述复合材料预混料送入挤出设备，得到复合材料预混料粒料；然后将复合材料预混料粒料加入到注塑设备中进行注塑得到复合材料制品。
2.根据权利要求1所述的一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法，其特征在于复合材料预混料送入挤出设备时，螺杆挤出机参数为：一区90～110℃，二区100～120℃，三区110～145℃，四区120～150℃，五区140～170℃，六区160～220℃，七区160～220℃，八区160～220℃，九区150-185℃，模头150～180℃，调节真空泵压力为0.02～0.08Mpa。
3.根据权利要求1所述的一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法，其特征在于所述将复合材料预混料粒料加入到注塑设备中进行注塑，注塑机参数为：一区160～220℃，二区160～220℃，三区160～220℃，注塑得到复合材料制品。
4.根据权利要求1所述的一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法，其特征在于所述回收基体树脂是指回收聚乙烯、回收聚丙烯或回收聚氯乙烯，或者是上述两种或三种回收基体树脂的任意比例混合而成的回收塑料。
5.根据权利要求4所述的一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法，其特征在于所述回收聚乙烯是指回收高密度聚乙烯、回收低密度聚乙烯、回收线性低密度聚乙烯或回收超高分子量聚乙烯，或者是上述两种或两种以上回收聚乙烯的任意比例混合而成的回收聚乙烯。
6.根据权利要求4所述的一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法，其特征在于所述回收聚丙烯是指回收无规立构聚丙烯、回收等规立构聚丙烯或回收间规立构聚丙烯，或者是上述两种或两种以上回收聚丙烯的任意比例混合而成的回收聚丙烯。
7.根据权利要求4所述的一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法，其特征在于所述回收聚乙烯是指回收通用型聚乙烯、高聚合度聚乙烯树脂或交联聚乙烯树脂，或者是上述两种或两种以上回收聚乙烯的任意比例混合而成的回收聚乙烯。
8.根据权利要求1所述的一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法，其特征在于所述废印刷电路板非金属粉是指废弃的单面印刷板、双面印刷板、多层印刷板、覆铜板以及印刷板切割与生产中产生的工业下脚料经过分选过金属组分后剩余的非金属粉，或者是上述两种或三种以上的废印刷电路板经任意比例混合而成的混合非金属粉。
9.根据权利要求1所述的一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法，其特征在于所述的表面活化剂是指一元弱酸、二元弱酸及多元弱酸，或者是由上述两种或两种以上弱酸的任意比混合；
所述的一元弱酸是指硼化酸、醋酸、甲酸、氢氟酸、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢钙、磷酸一氢钠或磷酸一氢钾；
所述的二元弱酸是苹果酸、戊二酸、庚二酸、葵二酸、丁二酸，己二酸、辛二酸、壬二酸、碳酸、亚硫酸氢钠或草酸氢钠；
所述的多元弱酸是磷酸、多元羧酸或多元醇。
10.根据权利要求1所述的一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法，其特征在于所述的表面包覆剂是指PE-g-MAH、PE-g-GMA、PE蜡-g-MAH、PE蜡-g-GMA，或者是由上述两种或两种以上的任意比混合而成。
11.根据权利要求1所述的一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法，其特征在于所述的增韧剂是指偶联剂、羧酸型相容剂、环氧性相容剂、环状酸酐型相容剂、恶唑啉型相容剂或酰亚胺型相容剂，或者是由上述两种及两种以上增韧剂任意比混合而成。
12.根据权利要求1所述的一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法，其特征在于所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、乙撑双硬脂酸酰胺、油酰胺、多元醇酯、脂肪酰胺、乙撑双硬脂酰胺、天然石蜡，液体石蜡，微晶石蜡、聚乙烯蜡或低分子聚丙烯，或者是由上述两种或两种以上润滑剂的任意比混合而成。
13.根据权利要求1所述的一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法，其特征在于所述的抗氧剂为茶多酚、植酸、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯(1010)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)或双季戊四醇二亚磷酸酯(626)，或者是上述两种或两种以上抗氧剂的任意比混合而成。
14.根据权利要求1所述的一种采用废印刷电路板非金属粉增强废旧聚烯烃塑料的方法，其特征在于所述的除味剂是碳酸盐类化合物，具体指碳酸钙、碳酸镁、碳酸钠或碳酸氢钠。
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