專利名稱：：線路板非金屬材料的降解方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及電子廢棄物印刷電路板中非金屬材料的再應用，具體涉及電子電器線路板專用環(huán)氧樹脂固化物的降解和回收再利用的方法。
背景技術：
：隨著電子科技的快速發(fā)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器件和印刷電路板基板的焊料組成。印刷電路板在分離電子元器件和焊料后，余下的印刷電路板基板經過破碎分離出銅、錫、鉛等金屬組分，最后剩下環(huán)氧樹脂和玻璃纖維等非金屬成分。目前該非金屬材料主要是通過焚燒或高溫裂解、減容后填埋處理、磨粉后經過表面處理作為增強填充材料，這些處理方式，一方面會對環(huán)境造成污染，另一方面也浪費了大量可再資源化材料。中國專利031328542.4公開了一種熱固性環(huán)氧復合材料的化學回收方法，其采用硝酸降解熱固性環(huán)氧樹脂。但該方法采用水浴加熱、自然降解的方式進行，能耗高、反應環(huán)境惡劣、反應效率低、有有毒物質產生。(環(huán)境污染治理技術與設備，2006年04期)刊登了清華大學李沐等人的論文《熱解技術在廢舊印刷電路板處理及資源化中的應用》，該文以高溫熱動力學技術為基礎，研究了線路板非金屬材料在高溫下熱解制備油氣的方法，但熱解技術存在高溫(超過了300度)、高能耗、高危險性，難以真正實現工業(yè)化生產。
發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種線路板非金屬材料的降解方法，該方法工藝難度低，生產效率高。本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案是線路板非金屬材料的降解方法，該方法包括以下步驟1)將線路板非金屬材料粉碎、干燥后得到非金屬粉末；2)將非金屬粉末與硝酸溶液混合后，放入微波反應器中反應；3)將反應后的產物經抽濾、洗滌、干燥，得到玻璃纖維粉和環(huán)氧固化物降解后的低分子溶液，玻璃纖維粉經過干燥，可作為熱塑性塑料的增強材料，低分子溶液可應用于環(huán)氧或其他樹脂的添加材料。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明利用了微波在化學反應中的特殊催化作用，以硝酸為介質，在低溫、低酸濃度下，實現了非金屬線路板材料在短時間內全部反應完全。工藝流程簡單，反應溫度低，生產效率高，無毒副作用，可實現環(huán)氧固化物的完全降解和玻璃纖維低成本全部回收，具有良好的技術經濟價值。具體實施例方式微波是一種電磁波，是頻率在300腿z—300GHz的電磁波，波長在遠紅外線與無線電波之間。相對于傳統的加熱方法，微波不僅大大縮短了加熱時間，同時微波加熱均勻，具有過熱效應，使反應物之間不斷產生新的接觸表面，有時還能降低反應活化能，改變反應動力學狀況，使得微波消解能力增強。本發(fā)明采用已經被分離表面銅箔的廢棄電子電器線路板非金屬基板為原材料，微波作為加熱和反應驅動力，將線路板非金屬材料中的環(huán)氧固化物降解為低分子化合物，有效地與玻璃纖維分離開來，同時降解后低分子化合物可以作為其他化工原料，而玻璃纖維經過表面處理則可以作為增強填充材料，可最大限度的發(fā)揮電子廢棄物的價值。對于本發(fā)明來說，微波功率、反應溫度、反應時間等參數越大，則降解率越高，但本發(fā)明就是要研究如何在低溫下，短時間內實現非金屬線路板材料的完全降解，經過長時間的研究發(fā)現，由硝酸溶液和微波的共同作用，可以達到上述目的，且越大的微波功率反應效果越好，即降解時間越短、降解率越高。本發(fā)明的工藝方法如下1)將線路板非金屬材料粉碎、干燥后得到非金屬粉末；2)將非金屬粉末與濃度為30-50。/。的硝酸溶液按照8-15g/100ml的投料比混合后，放入微波反應器中，微波功率400-3000W，反應溫度為60-80。C，反應時間為6-12小時；3)將反應后的產物經抽濾、洗滌、干燥，得到純凈的玻璃纖維粉和環(huán)氧固化物降解后的低分子溶液，玻璃纖維粉經過干燥，可作為熱塑性塑料的增強材料，低分子溶液則可應用于環(huán)氧或其他樹脂的添加材料。實施例1)非金屬材料預處理將非金屬材料粉碎至100目以上，并通過酸洗、過濾、干燥后得到非金屬粉末；2)將非金屬粉末與40%的硝酸溶液按照一定的投料比加入到帶有回流冷凝裝置的三頸燒瓶中，微波加熱，反應溫度為8(TC，微波功率為800W，反應時間為8h，考察不同投料比對微波降解電路板非金屬粉末的影響，見表l。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表l可以看出，當投料比為3.3時，即100mL40。/。的硝酸溶液中放入3.3g的非金屬粉末，降解率最高，但因為3.3的投料比太小，在經濟上是不劃算，因此根據實際的生產要求，以10g/100mL為最佳經濟反應投料比。3)在最佳投料比的情況下，即投料比為10g/100mL，分別控制硝酸溶液濃度、反應溫度、微波功率和反應時間，考察不同反應條件對電路板非金屬粉末降解率的影響，見表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表2可以看出，當反應溫度為8(TC、微波功率為800W、反應時間為8h時，降解率就可達到64.33%，基本降解完全，因為原料中的玻璃纖維是不可能被降解的。4)最后將反應物從反應容器中取出抽濾、萃取，得到固體不溶物和反應溶液，將固體不溶物置于烘箱8(TC干燥，得到純凈的玻璃纖維，反應溶液中主要是環(huán)氧樹脂固化物被降解后得到的低分子化合物。表3和表4分別是上述實施例1和實施例5得到的反應溶液中的主要成分和相對含量。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>其中，二氧化二聚環(huán)戊二烯(C10H1202)是一種白色固體，微溶于水，溶于甲醇、丙酮、醚。主要用作環(huán)氧樹脂系統的基本組分，也用于醇酸樹脂的改良，還可作為增塑劑和化學合成的中間體。2，4-二硝基苯酚(C6H4N205)是一種淡黃色固體，不溶于冷水、乙醇、乙醚、丙酮、苯、氯仿。直接作用于能量代謝過程時，可使細胞氧化過程增強，磷?；^程抑制，可用于有機合成、染料、炸藥。權利要求1.線路板非金屬材料的降解方法，其特征在于，該方法包括以下步驟1)將線路板非金屬材料粉碎、干燥后得到非金屬粉末；2)將非金屬粉末與硝酸溶液混合后，放入微波反應器中反應；3)將反應后的產物經抽濾、洗滌、干燥，得到玻璃纖維粉和環(huán)氧固化物降解后的低分子溶液，玻璃纖維粉經過干燥，可作為熱塑性塑料的增強材料，低分子溶液可應用于環(huán)氧或其他樹脂的添加材料。2.如權利要求l所述的線路板非金屬材料的降解方法，其特征在于，步驟2所述硝酸溶液濃度為30-50%。3.如權利要求l所述的線路板非金屬材料的降解方法，其特征在于，步驟2所述非金屬粉末與硝酸溶液的投料比為8-15g/100ml。4.如權利要求l所述的線路板非金屬材料的降解方法，其特征在于，步驟2所述微波功率400-3000W。5.如權利要求l所述的線路板非金屬材料的降解方法，其特征在于，步驟2所述反應溫度為60-8(TC。6.如權利要求l所述的線路板非金屬材料的降解方法，其特征在于，步驟2所述反應時間為6-12小時。全文摘要本發(fā)明提供一種線路板非金屬材料的降解方法，該方法工藝難度低，生產效率高。線路板非金屬材料的降解方法，該方法包括以下步驟1)將線路板非金屬材料粉碎、干燥后得到非金屬粉末；2)將非金屬粉末與硝酸溶液混合后，放入微波反應器中反應；3)將反應后的產物經抽濾、洗滌、干燥，得到玻璃纖維粉和環(huán)氧固化物降解后的低分子溶液，玻璃纖維粉經過干燥，可作為熱塑性塑料的增強材料，低分子溶液可應用于環(huán)氧或其他樹脂的添加材料。本發(fā)明利用了微波在化學反應中的特殊催化作用，以硝酸為介質，在低溫、低酸濃度下，實現了非金屬線路板材料在短時間內全部反應完全。工藝流程簡單，反應溫度低，生產效率高，無毒副作用。文檔編號C03C12/00GK101579686SQ20091030316公開日2009年11月18日申請日期2009年6月11日優(yōu)先權日2009年6月11日發(fā)明者莊志紅,潘曉勇,煉王,慧郅申請人:四川長虹電器股份有限公司