一種廢舊印刷電路板非金屬粉改性無溶劑環氧地坪塗料及其製備方法與流程
2023-10-17 10:24:35 1
本發明屬於固體廢棄物高值化利用領域，具體涉及一種廢舊印刷電路板非金屬粉改性無溶劑環氧地坪塗料及其製備方法。
背景技術：
隨著科技的進步，電子產品更新換代的周期也越來越短，由此使得電子產品的淘汰率逐年升高。據不完全統計,僅將淘汰和報廢的電腦就多達億臺,加之其它的電視機、電冰箱、空調、傳真機等電器使得電子垃圾數量驚人。而廢舊電路板幾乎存在於每種電器中,這種情況大大的加快了廢舊電路板的產生。電子廢棄物處理已經成為全球可持續發展面臨的一個重大挑戰。
目前對廢舊電路板的回收利用主要集中在金屬部分而對回收困難且經濟效益較低的非金屬材料則主要採用露天堆放或焚燒等處置方式，不僅造成資源浪費也增加了環境負擔。
環氧樹脂塗料以其硬度高、耐磨性好、附著力強、耐化學藥品性優異等特點，廣泛應用於工業地坪的塗裝。環氧地坪塗料對混凝土等多種地底材的附著力優良、固化收縮率低，具有良好的耐水性、耐油性、耐酸鹼性、耐鹽霧腐蝕等化學特性。同時具有優良的耐磨性、耐衝壓性、耐洗刷性等物理特徵，在使用時不易產生裂紋且易衝洗、易維修保養。環氧地坪塗料在工業地坪行業中佔有重要地位。
廢舊電路板非金屬粉中成分主要為固化後的樹脂、玻璃纖維和阻燃劑等。其中固化後的樹脂組分約佔整個非金屬粉的70％。發明人及其團隊近年研究發現，廢舊電路板非金屬粉對聚合物材料具有優良的增強和改性作用，其顯著提高橡膠、熱塑性樹脂和熱固性樹脂等聚合物的力學性能。而將廢舊電路板非金屬粉改性到到環氧地坪中卻未見報導。將廢舊電路板非金屬粉改性到到環氧地坪中既可以保護環境、防治汙染，又有利於資源的循環利用，節省大量的能源，是遵循環境保護理念和符合循環經濟模式的科學處理方式。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種廢舊印刷電路板(WPCBs)非金屬粉改性無溶劑環氧地坪塗料及其製備方法，解決了電路板非金屬材料的環境汙染問題，同時又能獲得低成本、高質量的環保型改性無溶劑環氧地坪。
為實現上述目的，本發明從資源的再生利用和環境保護這兩個角度出發，將廢舊電路板非金屬粉末製備改性無溶劑環氧地坪。
本發明的方案具體如下。
一種廢舊印刷電路板非金屬粉改性無溶劑環氧地坪塗料，該地坪塗料的原料及各原料在地坪塗料中的重量份數如下：
優選的，所述顏填料在原料中的用量為40-50質量份。
優選的，所述活性稀釋劑在原料中的用量為10-20質量份。
優選的，所述廢舊印刷電路板非金屬粉使用前經粉碎球磨1-6小時後過40-300目篩，在100-130℃下乾燥1-2小時。優選過200目篩。
優選的，所述環氧樹脂主要採用低黏度的雙酚A型環氧樹脂或雙酚F型環氧樹脂。
優選的，所述顏填料為美術綠、氧化鐵、鈦白粉、滑石粉、硫酸鋇、雲母粉、石英砂和碳酸鈣中的一種以上。
優選的，所述活性稀釋劑為縮水甘油醚類稀釋劑，進一步優選的，縮水甘油醚類稀釋劑包括烯丙基縮水甘油醚、烷基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚等。
優選的，所述界面改性劑是對廢舊電路板非金屬粉和其他顏填料進行表面和界面改性的助劑，為矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鉻絡合物偶聯劑、馬來酸酐及馬來酸酐接枝物共聚物偶聯劑、嵌段聚合物偶聯劑或聚氨酯類偶聯劑中的一種或多種組合。
優選的，所述固化劑為脂肪族多元胺、脂環胺、芳香族胺、醯胺基胺、氨基聚醯胺、曼尼希鹼類固化劑、酮亞胺、雙氰胺或它們的改性物。進一步優選的，脂肪族多元胺包括乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、二乙胺基代丙胺等。脂環胺包括孟烷二胺、異佛爾酮二胺、N-氨乙基哌嗪等。芳香族胺包括間苯二胺、間二甲苯二胺、間氨基卞胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基碸、4-氯鄰苯二胺等。
所述消泡劑為有機矽氧烷、聚醚、醚接枝、含胺、亞胺或醯胺類的物質；所述分散劑為合成高分子類、多價羧酸類、偶聯劑類或矽酸鹽類；所述流平劑為高沸點的有機溶劑或其混合物，如異佛爾酮、二丙酮醇、Solvesso150等，或丙烯酸類、有機矽類和氟碳化合物類。所述防沉劑為氣相二氧化矽、聚醯胺蠟系列、聚烯烴蠟、有機膨潤土、改性氫化蓖麻油或蓖麻油衍生物、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮溶液。
一種廢舊印刷電路板非金屬粉改性無溶劑環氧地坪塗料的製備方法，具體包括以下步驟：
第一步：按照權利要求1的配方稱取原料，將環氧樹脂、活性稀釋劑、消泡劑、分散劑、流平劑、防沉劑和界面改性劑加入容器中，混合均勻；
第二步：在第一步得到的混合物中加入廢舊印刷電路板非金屬粉和顏填料，混合均勻；
第三步：將第二步得到的混合物用研磨機研磨，利用刮板細度計檢測混合物細度至40um以下，混合均勻後得到A組分；
第四步：塗裝前將A組分和B組分混合均勻，即得到無溶劑環氧地坪塗料；所述B組分為固化劑。
與現有技術相比，本發明具有如下優點與技術效果：
(1)本發明使廢舊電路板中的非金屬材料得到回收利用，減少了其焚燒或填埋處理造成的二次環境汙染；
(2)在現有無溶劑環氧樹脂地坪塗料的基礎上，以原位改性方式加入廢棄電路板中的非金屬材料，節約了價格相對高的高分子原料，降低了生產成本，不含揮發性有機物VOC，對環境友好。
(3)本發明工藝簡單，產品符合標準，有利於實現工業化應用。
附圖說明
圖1是將廢舊印刷電路板非金屬粉粉碎球磨兩小時以後過200目篩子，在120℃下乾燥2小時所得粉末的掃描電鏡圖。
具體實施方式
為了更好地敘述和理解本發明,下面結合實施例、附圖和附表對本發明作進一步說明，但是本發明要求保護的範圍並不局限於實施例表述的範圍。
實施例1
(1)將30Kg雙酚A二縮水甘油醚型環氧樹脂(CYD-128,環氧當量186.2)，8Kg縮水甘油醚類活性稀釋劑(AGE)、0.1Kg消泡劑TEGO900，0.1Kg分散劑SD-703，0.1Kg迪高流平劑B1484，0.1Kg防沉劑氣相二氧化矽和0.1Kgγ-(2,3環氧丙氧)丙基三甲氧基矽烷(KH560)加入容器中加入容器中，攪拌20min混合均勻。
(2)將廢舊印刷電路板非金屬粉粉碎球磨兩小時以後過200目篩子，在120℃下乾燥2小時(得到的粉末如圖1所示)。在步驟(2)得到的混合物中加入0.5Kg廢舊電路板非金屬粉,25Kg沉澱硫酸鋇，15Kg石英砂，8Kg美術綠。室溫攪拌20min混合均勻。
(3)將步驟(2)得到的混合物用研磨機研磨，利用刮板細度計檢測混合物細度至40um以下，混合均勻後得到A組份。
(4)塗裝前將A組分和18Kg B組分改性脂環胺固化劑H338混合均勻，即得到無溶劑環氧地坪塗料。
無溶劑環氧地坪塗料的施工工藝流程：基面處理-塗刷封閉底漆-膩子找平，填補裂縫孔隙-打磨平整-刮塗自流平面漆(無溶劑環氧地坪塗料)。
結合GB/T22374-2008、JC/T1015-2006、HG/T3829-2006檢測無溶劑環氧地坪塗料地面塗層性能。地坪塗料的性能實驗結果見表1。
由表1可以看出，在環氧地坪塗料A組分中加入0.5份的廢舊電路板非金屬粉後，可以使塗料的抗壓強度、邵D硬度得到提高。該無溶劑環氧地坪塗料表面平滑美觀，拉伸粘結強度、抗衝擊性、耐磨性和耐化學性均達到國家標準，生產施工簡單方便、無VOC排放，環保節能。
實施例2
(1)將40Kg雙酚A二縮水甘油醚型環氧樹脂(CYD-128,環氧當量186.2)，15Kg縮水甘油醚類活性稀釋劑(AGE)、0.5Kg消泡劑TEGO900，0.7Kg分散劑SD-703，0.7Kg迪高流平劑B1484，0.7Kg防沉劑氣相二氧化矽和0.7Kgγ-(2,3環氧丙氧)丙基三甲氧基矽烷(KH560)加入容器中加入容器中，室溫攪拌混合均勻。
(2)將廢舊印刷電路板非金屬粉粉碎球磨兩小時以後過200目篩子，在120℃下乾燥2小時。在步驟(2)得到的混合物中加入10Kg廢舊電路板非金屬粉,25Kg沉澱硫酸鋇，15Kg石英砂，8Kg美術綠。室溫攪拌混合均勻。
(4)將步驟(3)得到的混合物用研磨機研磨，利用刮板細度計檢測混合物細度至40um以下，混合均勻後得到A組份。
(5)塗裝前將A組分和24Kg B組分改性脂環胺固化劑號H338混合均勻，即得到無溶劑環氧地坪塗料。
無溶劑環氧地坪塗料的施工工藝流程：基面處理-塗刷封閉底漆-膩子找平，填補裂縫孔隙-打磨平整-刮塗自流平面漆(無溶劑環氧地坪塗料)。
結合GB/T22374-2008、JC/T1015-2006、HG/T3829-2006檢測無溶劑環氧地坪塗料地面塗層性能。地坪塗料的性能實驗結果見表1。由表1可以看出，在環氧地坪塗料A組分中加入10份的廢舊電路板非金屬粉後，塗料粘度增加明顯。流動度降低至165mm，不過仍滿足國家標準。可以使塗料的抗壓強度、邵D硬度得到明顯提高。該無溶劑環氧地坪塗料表面平滑美觀，拉伸粘結強度、抗衝擊性、耐磨性和耐化學性均達到國家標準，生產施工簡單方便、無VOC排放，環保節能。
實施例3
(1)將50Kg雙酚A二縮水甘油醚型環氧樹脂(CYD-128,環氧當量186.2)，20Kg縮水甘油醚類活性稀釋劑(AGE)、1.5Kg消泡劑TEGO900，1.5Kg分散劑SD-703，1.5Kg迪高流平劑B1484，1.5Kg防沉劑氣相二氧化矽和1.0Kgγ-(2,3環氧丙氧)丙基三甲氧基矽烷(KH560)加入容器中加入容器中，攪拌混合均勻。
(3)將廢舊印刷電路板非金屬粉粉碎球磨兩小時以後過200目篩子，在120℃下乾燥2小時。在步驟(2)得到的混合物中加入20Kg廢舊電路板非金屬粉,15Kg沉澱硫酸鋇，10Kg石英砂，5Kg美術綠。室溫攪拌混合均勻。
(4)將步驟(3)得到的混合物用研磨機研磨，利用刮板細度計檢測混合物細度至40um以下，混合均勻後得到A組份。
(5)塗裝前將A組分和30Kg B組分改性脂環胺固化劑H338混合均勻，即得到無溶劑環氧地坪塗料。
無溶劑環氧地坪塗料的施工工藝流程：基面處理-塗刷封閉底漆-膩子找平，填補裂縫孔隙-打磨平整-刮塗自流平面漆(無溶劑環氧地坪塗料)。
結合GB/T22374-2008、JC/T1015-2006、HG/T3829-2006檢測無溶劑環氧地坪塗料地面塗層性能。地坪塗料的性能實驗結果見表1。
對比樣除不加廢舊印刷電路板非金屬粉外，其餘組分均與實施例一相同。
表1
該無溶劑環氧地坪塗料表面平滑美觀，拉伸粘結強度、抗衝擊性、耐磨性和耐化學性均達到國家標準，能滿足生產施工的要求、無VOC排放，降低生產成本。
以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但發明的保護範圍並不局限於此，熟悉本領域的技術人員在本發明所列出的技術範圍內，對本發明做出的改進或修改，都應涵蓋在本發明的保護範圍內。