汽車保險槓專用材料及廢棄印刷電路板的回收利用方法
2023-09-09 15:51:45
專利名稱：：汽車保險槓專用材料及廢棄印刷電路板的回收利用方法
技術領域：
：本發明涉及電子廢棄物印刷電路板中非金屬材料的再應用，具體涉及汽車保險槓專用材料及其製備方法，屬於電子廢棄物再資源化
技術領域：
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背景技術：
：隨著電子科技的快速發展，各種電子產品的升級換代日益頻繁。而基本上所有的電子產品都不同程度的含有印刷電路板，淘汰下來的電子產品中的印刷電路板主要由電子元件、印刷電路板基板以及連接電子元件和印刷電路板基板的焊料組成。其中的印刷電路板在分離電子元器件和焊料後，餘下的印刷電路板基板經過破碎分離出銅、錫、鉛等金屬組分，最後剩下環氧樹脂和玻璃纖維等非金屬成分。當前，非金屬成分主要是通過焚燒和填埋處理，一方面會對環境造成汙染，另一方面也浪費了大量可再資源化材料。聚丙烯具有密度低、價格便宜、耐化學品性能好、易於加工成型、易於回收再利用等優點。近年來聚丙烯在汽車上的用量不斷增加，成為汽車中塑料用量最大、發展速度最快的塑料品種。目前在轎車和輕型車等汽車上已經普遍採用聚丙烯改性材料生產保險槓，聚丙烯汽車保險槓專用料的生產方法大致有兩種1)反應釜共聚、共混料，即在反應釜中進行丙烯和乙烯等的共聚，同時進行聚丙烯(PP)與乙丙橡膠(EPR)等的共混，這種方法生產的專用料性能優異，在國外得到廣泛的應用，但是由於其生產技術要求高，在國內尚未實現。2)機械共混改性，即採用雙螺杆擠出機等塑料加工機械將聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、橡膠、無機填料等共混造粒，這種方法在國內應用非常普遍。我國PP保險槓材料大都採用三元乙丙橡膠(EPDM)、乙丙橡膠(EPR)、聚烯烴彈性體(P0E)、熱塑性彈性體丁苯橡膠(SBS)等橡膠為增韌劑，CaC03等無機剛性粒子為填充劑對PP進行共混增韌改性而成。中國專利電路板回收粉料窨井蓋座及其製造方法(專利公開號CN1817957。)和一種利用廢棄線路板的非金屬粉末製作玻璃鋼製品的方法(專利公開號CN1792618)分別公開了以印刷電路板中非金屬粉末製作窯井蓋和玻璃鋼的方法，但是上述方法忽略了非金屬材料的潛在價值，不能形成廢棄電子產品的再生利用的規模和示範效應。中國專利廢印刷電路板中非金屬材料的利用方法(專利公開號CN1698986)公開了基體材料為高分子材料或建築材料，改性非金屬粉填料和助劑製備而成的複合材料，非金屬填料粒度為10-400目，質量百分比為10-70%。按照該專利方法製備而得的聚丙烯複合材料的缺口衝擊強度幾乎沒變化，僅在非金屬粉填料添加量為50%時有較小提高。目前尚無以廢印刷電路板中非金屬材料為原料用以製備汽車保險槓材料的相關報導。
發明內容本發明所解決的廢印刷電路板中非金屬材料再資源化的技術問題，製備而得的保險槓專用材料既能達到車用保險槓的性能要求，又為廢印刷電路板的再資源化提供了有效的解決途徑。為實現上述目的，本發明技術方案如下該專用材料是含有下述重量配比的組分製備而成聚丙烯50-80份、印刷電路板非金屬粉末10-15份、橡膠彈性體10-20份、線性低密度聚乙烯40-60份，雙馬來醯亞胺O.1-0.5份、偶聯劑O.1-0.5份；所述印刷電路板非金屬粉末的細度為小於400目。再輔以適量抗氧化劑、光穩定劑等以克服聚丙烯材料易老化的缺陷，本領域技術人員可根據本領域常規選擇進行判斷所添加的抗氧化劑、光穩定劑的種類和用量。原料中的聚丙烯為共聚聚丙烯，聚丙烯產品分為均聚型和共聚型，由於共聚聚丙烯改善了聚丙烯的耐衝擊性，尤其是低溫衝擊性，具有較好的柔韌性，因此拓寬了其應用領域；共聚聚丙烯具有高的流動速率和較好的物理性能，可使結構複雜的大型薄壁注射製品的設計變為可行，具有加工性能好，充模容易及產品翹曲變形少等優點。印刷電路板非金屬粉末是印刷電路板分離銅以及其他金屬以後，是以玻璃纖維和固化的環氧化合物等非金屬為主的混合物，經粉碎為細度小於400目的顆粒，再通過偶聯劑活化改性而成。印刷電路板非金屬粉末起增強作用主要原理玻璃纖維有利於提高本發明複合材料的強度和尺寸穩定性，而顆粒狀的環氧化合物粉末則有利於提高本發明複合材料的韌性和表面硬度，改善彎曲模量和彎曲強度。同時，非金屬粉末還有利於減小專用料的模收縮率。橡膠彈性體包括但不限於POE—種，也可以是EPDM、EPR、SBS等橡膠中的一種。具有非常窄的分子量分布、較小的內聚能、較高的剪切敏感性和一定的結晶度與PP的相容性和分散性特別好，在PP基體內易得到較小的分散粒徑和較窄的粒徑分布，對PP的增韌效果明顯。線性低密度聚乙烯(簡稱LLDPE)通常在更低溫度和壓力下，由乙烯和高級的a烯烴如丁烯、己烯或辛烯共聚合而生成。共聚過程生成的LLDPE聚合物具有比一般LDPE更窄的分子量分布，同時線性結構使其有著不同的流變特性。LLDPE的熔融流動特性適應新工藝的要求，增強了抗拉伸、抗穿透、抗衝擊、抗環境應力開裂性、抗低溫衝擊性，使其在PP增韌改性中有廣泛的應用，並可以大幅度降低增韌材料中彈性體的用量。橡膠彈性體、LLDPE與印刷電路板非金屬粉末中的玻璃纖維、環氧化合物的有機結合可以使本發明複合材料具備優異的綜合性能；聚丙烯、印刷電路板非金屬粉末、橡膠彈性體以及LLDPE相互補充，協同作用達到對聚丙烯基材增強的目的。本發明專用材料採用如下方法製備而得A、印刷電路板非金屬粉末粉碎為粒度小於400目的粉末，粉末除溼，加入偶聯劑，混合，混合物備用；B、取步驟A所得的混合物與聚丙烯、橡膠彈性體、線性低密度聚乙烯，雙馬來醯亞胺混合，熔融，擠出造粒，即得。若添加了抗氧化劑和光穩定劑等常規助劑，這些助劑是在步驟B中與聚丙烯、橡膠彈性體、線性低密度聚乙烯，雙馬來醯亞胺混合後，一起熔融擠出造粒即得。本發明將印刷電路板的非金屬材料應用在聚丙烯以及其他塑料的工程改性中將可以極大的提高電子廢棄物的再資源化程度；同時可以降低材料成本約10-20%;相對於採用碳酸鈣、雲母等填充改性方法，將印刷電路板中非金屬材料的再生應用範圍拓寬到高分子材料的改性工程，既可節約了礦產資源，又可通過物理再資源化方式，解決了廢印刷電路板的處理問題，防止對環境的汙染和破壞。本發明專用材料採用共聚聚丙烯、印刷電路板非金屬材料以及橡膠彈性體和LLDPE等材料共混改性製備的汽車保險槓專用聚丙烯複合材料，具有性能優良，成本低廉，製備而得的保險槓完全能滿足中低檔汽車的性能要求。同時將廢印刷電路板的非金屬材料應用在汽車製造工業中，提高了電路板的再資源化價值。具體實施例方式本發明汽車保險槓專用材料是含有下述重量配比的組分製備而成聚丙烯50-80份、印刷電路板非金屬粉末10-15份、橡膠彈性體10-20份、線性低密度聚乙烯40-60份，雙馬來醯亞胺O.1-0.5份、偶聯劑O.1-0.5份；所述印刷電路板非金屬粉末的細度為小於400目。另還可以輔以適量抗氧化劑、光穩定劑等組分共混改性而成，抗氧化劑、光穩定劑等組分的種類和用量選擇依據本領域常規種類及用量選擇即可，還可以根據實際應用中選擇其他的助劑改善本發明汽車保險槓專用材料的性能，只要是核心原料是採用聚丙烯、印刷電路板非金屬粉末、橡膠彈性體、線性低密度聚乙烯、雙馬來醯亞胺、偶聯劑應用與製備汽車保險槓專用材料，在此基礎上添加常規助劑用於改善本發明專用材料的其他性能均屬於本發明保護範圍。本發明中專用材料採用的聚丙烯為共聚聚丙烯，作為改性對象的基礎樹脂。原料之一印刷電路板非金屬粉末是印刷電路板分離銅以及其他金屬以後，以玻璃纖維和固化的環氧化合物等非金屬為主的混合物，經粉碎為細度小於400目的粉末，再通過偶聯劑活化改性而成。而非金屬粉末的原料不限於廢舊印刷線路板中非金屬材料，也包括線路板生產過程中產生的邊角料、廢品等含有環氧樹脂和玻璃纖維的非金屬材料。原料之一橡膠彈性體包括但不限於POE—種，也可以是EPDM、EPR、SBS等橡膠中的一種。偶聯劑可採用矽烷型偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑中至少一種。本發明專用材料的製備方法包括如下步驟A、印刷電路板非金屬粉末粉碎為粒度小於400目的粉末，粉末除溼，加入偶聯劑，混合，混合物備用；B、取步驟A所得的混合物與聚丙烯、橡膠彈性體、線性低密度聚乙烯，雙馬來醯亞胺混合，熔融，擠出造粒，即得。若添加了抗氧化劑和光穩定劑等常規助劑，這些助劑是在步驟B中與聚丙烯、橡膠彈性體、線性低密度聚乙烯、雙馬來醯亞胺混合後，一起熔融擠出造粒即得。採用上述原料及製備方法製備本發明專用材料，使印刷電路板非金屬粉末中的玻璃纖維和環氧樹脂得到了最有效的應用，實現了廢棄資源的再生利用。實施例l原料配比共聚聚丙烯2.2kg、POE(美國杜邦-陶氏化學公司的P0E8003)0.4kg、印刷電路板非金屬粉末(400目)0.6kg、線性低密度聚乙烯(LLDPE)1.8kg、市售KH792偶聯劑0.Olkg、雙馬來醯胺O.Olkg。複合材料的製備方法A、印刷電路板非金屬粉末粉碎為粒度小於400目的粉末，粉末除溼，加入偶聯劑，混合，混合物備用；B、取步驟A所得的混合物與聚丙烯、聚烯烴彈性體、線性低密度聚乙烯，雙馬來醯亞胺混合，熔融，擠出造粒，即得。擠出機(SLF-35B型雙螺杆擠出機)各段溫度如下表l:雙螺杆擠出機各段成型溫度tableseeoriginaldocumentpage6實施例2原料配比共聚聚丙烯PP2.7kg、P0E(美國杜邦-陶氏化學公司的P0E8003)0.54kg、印刷電路板非金屬粉末(500目)0.36kg、線性低密度聚乙烯(LLDPE)1.98kg，市售KH792偶聯劑0.Olkg雙馬來醯胺O.Olkg。製備方法同實施例l。對比實施例l原料配比PP5kg、POE(美國杜邦-陶氏化學公司的P0E8150)0.3kg、印刷電路板非金屬粉末(300目)0.5kg、市售KH792矽烷偶聯劑0.Olkg、市售白油0.015kg。複合材料的製備方法A、將已經回收了銅等有價重金屬的印刷電路非金屬材料，經過粉碎分級為非金屬粉末B、將非金屬粉末在高速混合機內除溼0.5小時後，加入偶聯劑，高速混合3-5分鐘備用C、將聚丙烯、POE、步驟B處理後的非金屬粉末以及助劑混合均勻，在雙螺杆擠出機中熔融混合，擠出造粒。擠出機(SLF-35B型雙螺杆擠出機，成都科強高分子工程公司)各段溫度如下:tableseeoriginaldocumentpage7對比實施例2原料配比PP5kg、POE0.6kg、印刷電路板非金屬粉末(300目)lkg、市售腿792矽烷偶聯劑O.Olkg、市售白油O.Olkg。製備方法同對比實施例l。對比實施例3原料配比PP5kg、POE0.8kg、印刷電路板非金屬粉末(400目)1.25kg、市售KH792矽烷偶聯劑0.025kg、市售白油0.02kg。製備方法同對比實施例l。對比實施例4原料配比見表2，製備方法同對比實施例l。表2對比實施例4原料配比(單位為kg)tableseeoriginaldocumentpage8各實施例製備而得的專用材料力學性能實驗結果見表3.表3本發明複合材料力學性能實驗結果tableseeoriginaldocumentpage8續表3:tableseeoriginaldocumentpage9對比實施例41出現架橋3見象注架橋現象即料鬥的出料口形成拱橋狀，影響正常出料，使造粒難以順利進行，不能達到正常工藝狀態。故無法進行相關參數的測定。根據表3的數據說明，本發明專用材料的核心材料為共聚聚丙烯、印刷電路板非金屬粉末、橡膠彈性體以及線性低密度聚乙烯等起主要作用改善保險槓專用材料的整體性能，對比實施例未添加線性低密度聚乙烯和雙馬來醯亞胺，則在缺口衝擊強度方面不能滿足汽車保險槓的性能要求。本發明專用材料採用共聚聚丙烯、印刷電路板非金屬材料、橡膠彈性體和LLDPE等材料共混改性製備的汽車保險槓專用聚丙烯複合材料，具有性能優良，成本低廉，完全滿足中低檔汽車的性能要求。同時將廢印刷電路板的非金屬材料應用在汽車製造工業中，提高了電路板的再資源化價值。權利要求1.汽車保險槓專用材料，其特徵在於，它是含有下述重量配比的組分製備而成聚丙烯50-80份、印刷電路板非金屬粉末10-15份、橡膠彈性體10-20份、線性低密度聚乙烯40-60份，雙馬來醯亞胺0.1-0.5份、偶聯劑0.1-0.5份；所述印刷電路板非金屬粉末的細度為小於400目。全文摘要本發明涉及電子廢棄物印刷電路板中非金屬材料的再應用，具體涉及汽車保險槓專用材料及其製備方法，屬於電子廢棄物再資源化
技術領域：
。該汽車保險槓專用材料、其特徵在於，它是含有下述重量配比的組分製備而成聚丙烯50-80份、印刷電路板非金屬粉末10-15份、橡膠彈性體10-20份、線性低密度聚乙烯40-60份，雙馬來醯亞胺0.1-0.5份、偶聯劑0.1-0.5份；所述印刷電路板非金屬粉末的細度為小於400目。本發明專用材料製備方法簡單，性能優良，成本低廉，且可完全滿足中低檔汽車的性能要求，同時將廢印刷電路板的非金屬材料應用在汽車製造工業中，提高了電路板的再資源化價值。文檔編號C08L23/06GK101190981SQ20071020278公開日2008年6月4日申請日期2007年11月29日優先權日2007年11月29日發明者李中良,潘曉勇,煉王,慧郅,明鍾申請人:四川長虹電器股份有限公司