破碎廢舊印刷電路板的基板材料顆粒再生板材的製備裝置的製作方法

2023-08-01 11:57:41 3

專利名稱：破碎廢舊印刷電路板的基板材料顆粒再生板材的製備裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種破碎廢舊印刷電路板的基板材料顆粒再生板材的製備裝置，對廢舊印刷電路板的基板材料進行回收再利用，製備的板材可用作絕緣材料，家具及建築裝飾材料。屬於環境保護技術領域中的工業廢棄物處理、資源化技術領域。
背景技術：
隨著電子信息業的高速發展，出現新型固體廢棄物—電子廢棄物包括各種廢舊電腦、通信設備、電視機、電冰箱、洗衣機以及單位淘汰的電子儀器儀表等。據專家估計，我國目前每年報廢的電冰箱、洗衣機、計算機、空調等電器約2800餘萬臺，廢棄電子電器總量達100萬噸，而其中印刷電路板大約佔總量的4％。
廢舊印刷電路板中含有銅、金、銀、鈀等十幾種回收價值較高的金屬。如廢舊手機電路板中含有銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、鈀(Pd)等有價金屬，含量為含金280g/t、銀2kg/t、銅1000g/t、鈀100g/t。金礦的含金量即使品位低至3g/t也有開採價值，而經選礦得到的精礦含金量也只有70g/t左右。我國鉑族金屬的平均品位只有0.4g/t，世界鉑族金屬礦的品位0.6-23g/t，銅礦、銀礦也達不到上述含量。
在印刷電路板中，金屬的含量高達40％，而自然界中的富礦金屬含量也不過3-5％。最多的是銅，此外還有金、鋁、鎳、鉛、矽金屬等，其中不乏稀有金屬。有統計數據表明，每噸廢舊電路板中含金量達到1000克左右。現在，隨著工藝水平提高，成本降低，每噸廢電路板中仍可提煉出300克左右的金，市價約合3萬元左右。因此，所謂「電子廢物」中蘊含的金屬是天然礦藏的幾十倍甚至幾百倍。目前，研究者研究的重點是主要集中在廢舊印刷電路板中稀貴金屬及有價金屬的回收上，而忽視非金屬材料的回收和再利用問題。
目前，多採用破碎的方法分離印刷電路板中的金屬和非金屬，主要是回收其中的金屬，而廢舊印刷電路板的基板材料顆粒作為垃圾丟掉。由於印刷電路板(PCB)的基板材料，作為一種熱固性複合材料(SMC)難於熔化和溶解，另一方面，SMC中包含大量的玻璃纖維等無機成分，熱值較低，無法使用焚燒的方法來處理；填埋是目前大規模處理廢舊印刷電路板的主要方法，但把廢舊印刷電路板的基板材料當作垃圾丟掉，會造成大量的資源浪費和環境汙染。文獻《印刷電路板廢棄物的熱解及其產物分析》(孫路石，陸繼東等，《燃料化學學報》2002年第3期)和文獻《印刷電路板基材的熱解實驗研究》(彭科等，《環境汙染治理技術與設備》2004年第5期)介紹了用熱解方法處理廢舊印刷電路板。該方法主要是使印刷電路板中的高分子材料裂解成小分子烷烴，合理回收後可作燃料和化工原料使用；同時印刷電路板中玻璃纖維等無機物大多不發生變化，還是以固體廢棄物形式存在。由於在印刷電路板中含少量的高分子有機材料，並且在熱解過程中產生很多的有害氣體(如多溴二苯醚可生成多溴代二苯並二惡烷及多溴代二苯並呋喃)。因此，該方法存在成本高、工藝複雜，造成二次環境汙染等問題，並不是處理廢舊印刷電路板的基板材料的最理想的方法。

發明內容
本發明的目的在於從資源的再生利用和環境保護這兩個角度出發，克服現有技術中的不足，提供一種破碎廢舊印刷電路板的基板材料顆粒再生板材的製備裝置，以粉碎後的廢舊印刷電路板的基板材料顆粒為原料，採用熱擠壓方法使廢舊印刷電路板的基板材料熱固化為板材。
為實現這樣的目的，本發明的裝置包括液壓系統和加熱成型模具系統兩部分，其中液壓系統採用液壓機和壓頭，對模具內的破碎廢舊印刷電路板的基板材料顆粒進行施加壓力，加熱成型模具系統包括模具、加熱體、熱電偶及加熱電源及控溫設備，對模具進行加溫控溫。
液壓機與壓頭連接，通過調節油壓對壓頭施加壓力，對模具內的廢舊印刷電路板的基板材料顆粒進行加壓。加熱成型模具系統中在模具中安放加熱體和熱電偶，加熱電源及控溫設備與加熱體和熱電偶連接，通過模具對廢舊印刷電路板的基板材料顆粒進行加溫和控溫。
製備再生板材時，採用已被粉碎了的廢舊印刷電路板的基板材料顆粒作原料，或者採用在基板材料顆粒中加有重量百分比不超過10％的固化劑的混合物料作原料，將原料放入帶有加熱體的模具中，通過壓頭對原料進行壓實。然後，通過加熱電源及控溫設備對模具加溫，通過熱電偶控溫，把模具加熱到150℃-300℃。在加熱過程中，通過液壓機對壓頭不斷施加壓力，在20～70Mpa壓力下保溫10分鐘-15分鐘，關掉電源，開始冷卻。待冷卻到100℃以下，卸載壓力、起模，即可得到利用破碎廢舊印刷電路板的基板材料顆粒製備的再生板材。
本發明採用液壓機對壓頭施加壓力，可以根據板材的尺寸和需施加壓力大小確定液壓機的壓力。
本發明的加熱電源可採用兩相或三相交流電，採用可控矽電壓調整器控制加熱體的電壓，控溫系統的溫度控制精度為正負2℃；本發明的裝置結構簡單，可以利用破碎廢舊印刷電路板的基板材料顆粒為原料製備再生板材，工藝簡單，製備的再生板材可用來製作家具、組合板、地板磚、等建築裝飾材料，也可以用作絕緣材料。


圖1為本發明廢舊印刷電路板的基板材料顆粒再生板材的製造裝置結構示意圖。
圖中，1為液壓系統，2為加熱成型模具系統，3為壓頭，4為液壓機，5為模具，6為加熱體，7為熱電偶，8為再生板材的原料，9為加熱電源及控溫設備，10為控溫系統與熱電偶之間的連接導線，11為電源與加熱體之間的連接導線。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明的技術方案作進一步描述。
本發明的裝置結構如圖1所示，包括液壓系統1和加熱成型模具系統2兩部分，其中液壓系統1包括液壓機4和壓頭3，加熱成型模具系統2包括模具5、加熱體6、熱電偶7及加熱電源及控溫設備9。
液壓機4與壓頭3連接，通過調節油壓對壓頭3施加壓力，對模具5內的廢舊印刷電路板的基板材料顆粒8進行加壓。在模具5中安放加熱體6和熱電偶7，加熱電源及控溫設備9與加熱體6和熱電偶7連接，通過模具5對廢舊印刷電路板的基板材料顆粒8進行加溫和控溫。
製備再生板材時，採用已被粉碎了的廢舊印刷電路板的基板材料顆粒，或者採用在基板材料顆粒中加有重量百分比不超過10％的固化劑的混合物料作為再生板材的原料8，將原料8放入帶有加熱體6的模具5中，通過壓頭3對原料8進行壓實。然後，通過加熱電源及控溫設備9對模具5加溫，通過熱電偶7控溫，把模具5加熱到150℃-300℃。在加熱過程中，通過液壓機4對壓頭3不斷施加壓力，在20～70Mpa壓力下保溫10分鐘-15分鐘，關掉電源，開始冷卻。待冷卻到100℃以下，卸載壓力、起模，即可得到利用廢舊印刷電路板的基板材料顆粒製備的再生板材。
本發明通過加熱電源及控溫設備9對裝置提供電源並進行控溫，加熱電源可採用兩相或三相交流電，採用可控矽電壓調整器控制施加到加熱體6的電壓，溫度控制精度為正負2℃。
權利要求
1.一種破碎廢舊印刷電路板的基板材料顆粒再生板材的製備裝置，包括液壓系統(1)和加熱成型模具系統(2)兩部分，其特徵在於液壓系統(1)包括液壓機(4)和壓頭(3)，加熱成型模具系統(2)包括模具(5)、加熱體(6)、熱電偶(7)及加熱電源及控溫設備(9)，液壓機(4)與壓頭(3)連接，通過調節油壓對壓頭(3)施加壓力，對模具(5)內的廢舊印刷電路板的基板材料顆粒(8)進行加壓，在模具(5)中安放加熱體(6)和熱電偶(7)，加熱電源及控溫設備(9)與加熱體(6)和熱電偶(7)連接，通過模具(5)對廢舊印刷電路板的基板材料顆粒(8)進行加溫和控溫。
全文摘要
一種破碎廢舊印刷電路板的基板材料顆粒再生板材的製備裝置，包括液壓系統和加熱成型模具系統兩部分，其中液壓系統採用液壓機和壓頭，對模具內的廢舊印刷電路板的基板材料顆粒進行施加壓力，加熱成型模具系統包括模具、加熱體、熱電偶及加熱電源及控溫設備，對模具進行加溫控溫。本發明的裝置結構簡單，利用破碎廢舊印刷電路板的基板材料顆粒為原料製備的再生板材，可用來製作家具、組合板、地板磚、等建築裝飾材料，也可以用作絕緣材料。
文檔編號B29C43/52GK1654182SQ20051002378
公開日2005年8月17日 申請日期2005年2月3日 優先權日2005年2月3日
發明者許振明, 李佳 申請人:上海交通大學