本發(fā)明屬于建筑構(gòu)件及廢物資源化利用領(lǐng)域，具體涉及廢舊印刷電路板非金屬殘?jiān)ㄖ?gòu)件及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著電子產(chǎn)品的日益普及以及其產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，產(chǎn)生了大量的廢印刷電路板(WPCB)。WPCB含有多種有毒有害物質(zhì)，按照《巴塞爾公約》附錄的規(guī)定，被列為危險(xiǎn)廢物。WPCB中銅、金、銀等稀貴金屬的回收技術(shù)成熟，處理方法多樣，但無(wú)論采用那種處理方法，在稀貴金屬被分離提取后都會(huì)產(chǎn)生大量的非金屬殘?jiān)?N-WPCB)。

N-WPCB成分復(fù)雜、污臟，主要成分是增強(qiáng)材料(玻璃纖維或紙)、樹(shù)脂，交聯(lián)劑、促進(jìn)劑，還含有少量的鎘、汞、銅、鉛、錫等貴重金屬和溴化阻燃劑；其中已交聯(lián)的熱固性樹(shù)脂難于被熔化和溶解，不能像熱塑性材料重新再生造粒；其中的溴化阻燃劑是典型的持久性有機(jī)污染物和致癌物。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，無(wú)論N-WPCB的粒徑大小如何，當(dāng)N-WPCB接觸有機(jī)類溶液，其中的溴化阻燃劑有可能溶出；N-WPCB粒徑越小，溴化阻燃劑的溶出率越大。這些特點(diǎn)使N-WPCB成為一類較難回收的危險(xiǎn)廢物；實(shí)驗(yàn)還說(shuō)明，N-WPCB含量超過(guò)30％的的再生板材、木塑托盤(pán)、阻火劑、涂料、鋪路材料等再生產(chǎn)品，其中的有毒有害成分會(huì)浸出遷移、釋放、積累在環(huán)境中，對(duì)環(huán)境和人類健康有二次污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

因而，這些性能不穩(wěn)定的再生產(chǎn)品的應(yīng)用受到嚴(yán)格限制，進(jìn)一步增加了資源化利用N-WPCB開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的難度。如何開(kāi)發(fā)更安全的N-WPCB再生產(chǎn)品，成為廢印刷電路板資源化急需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供廢舊印刷電路板非金屬殘?jiān)ㄖ?gòu)件，提出一個(gè)環(huán)境友好、利用N-WPCB和可持續(xù)發(fā)展的再生產(chǎn)品解決方案；本發(fā)明的另一目的是提供廢舊印刷電路板非金屬殘?jiān)ㄖ?gòu)件的制備方法；本發(fā)明的另一目的是提供廢舊印刷電路板非金屬殘?jiān)ㄖ?gòu)件的應(yīng)用。

技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

廢舊印刷電路板非金屬殘?jiān)ㄖ?gòu)件，其由非金屬殘?jiān)透叻肿虞d體材料制成，其中，非金屬殘?jiān)?、高分子載體材料和助劑的重量份數(shù)為：非金屬殘?jiān)鼮?00份，高分子載體材料為20～250份，助劑為1～20份。

所述的高分子載體材料選自聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物塑料、不飽和聚酯樹(shù)脂、聚酰胺、合成橡膠或天然橡膠高分子聚合物和它們的再生材料中的任意一種或者幾種的組合。

所述的金屬殘?jiān)x自機(jī)械粉碎、熱解法、溶劑回收、高溫高壓水熱分解方法處置印刷電路板形成的非金屬殘?jiān)?/p>

所述的助劑包括指增進(jìn)極性N-WPCB與非極性高分子載體材料的粘接性和相容性的助劑：馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯增容劑、硅烷偶聯(lián)劑；或包括提高廢舊印刷電路板非金屬殘?jiān)ㄖ?gòu)件性能的助劑：聚丙烯、聚酰胺的β晶型成核劑；或滿足成型要求的助劑：鄰苯二甲酸酯增塑劑、聚乙烯蠟、石蠟、脂肪酸類、脂肪醇類、脂肪酸皂類、脂肪酸酯類和脂肪酰胺類等潤(rùn)滑劑和脫模劑、不飽和聚酯過(guò)氧化苯甲酰固化劑。

將干燥的未改性/改性的35～200目的非金屬殘?jiān)勰┡c高分子載體材料、助劑等攪拌混合/混煉，然后采用現(xiàn)有的、通用的成型技術(shù)對(duì)配料成型，得到N-WPCB鋼筋、鋼筋網(wǎng)固定卡、馬凳和預(yù)埋用管材等不同形狀的建筑構(gòu)件。

所述的建筑構(gòu)件為鋼筋網(wǎng)的固定卡，由相連的在不同平面的兩個(gè)開(kāi)口都朝外的C型槽體垂直交叉構(gòu)成，鋼筋沿著C型槽體的開(kāi)口被壓入C型槽中被固定，代替人工綁扎鋼筋。

所述的建筑構(gòu)件為支撐鋼筋的馬凳/撐筋由一個(gè)開(kāi)口朝外的C型槽體和四個(gè)支撐腿構(gòu)成，鋼筋沿著C型槽體的開(kāi)口被壓入C型槽中被固定，支撐住鋼筋。

所述的制備廢舊印刷電路板非金屬殘?jiān)ㄖ?gòu)件的方法制備的建筑構(gòu)件在建筑行業(yè)的應(yīng)用。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的廢舊印刷電路板非金屬殘?jiān)ㄖ?gòu)件，提出一個(gè)環(huán)境友好、利用N-WPCB和可持續(xù)發(fā)展的再生產(chǎn)品解決方案；本發(fā)明的另一目的是提供廢舊印刷電路板非金屬殘?jiān)ㄖ?gòu)件的制備方法，將N-WPCB粉末與高分子材料復(fù)合，制備一系列N-WPCB建筑構(gòu)件，使N-WPCB中的有害物質(zhì)不僅被高分子材料固化，而且這些建筑構(gòu)件被混凝土包裹在建筑結(jié)構(gòu)中，得到長(zhǎng)期、穩(wěn)定、安全的處置和資源化利用；本發(fā)明的另一目的是提供廢舊印刷電路板非金屬殘?jiān)ㄖ?gòu)件的應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是鋼筋網(wǎng)的固定卡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是支撐鋼筋的馬凳/撐筋的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

廢舊印刷電路板非金屬殘?jiān)ㄖ?gòu)件，將N-WPCB作為制備系列建筑構(gòu)件的原料，與高分子載體材料復(fù)合制備綁扎鋼筋的N-WPCB建筑構(gòu)件；例如，鋼筋網(wǎng)的固定卡、支撐鋼筋的馬凳/撐筋和預(yù)埋用的管材等不同形狀、不同用途的的建筑構(gòu)件；其中，N-WPCB中的有害物質(zhì)被高分子材料固化，這些N-WPCB建筑構(gòu)件被包裹在混凝土中，避免N-WPCB再生產(chǎn)品可能帶來(lái)的二次環(huán)境生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。

如圖1所示，鋼筋網(wǎng)的固定卡，由相連的在不同平面的兩個(gè)開(kāi)口都朝外的C型槽體1垂直交叉構(gòu)成，鋼筋沿著C型槽體1的開(kāi)口2被壓入C型槽3中被固定，代替人工綁扎鋼筋。

如圖2所示，支撐鋼筋的馬凳/撐筋由一個(gè)開(kāi)口朝外的C型槽體1和四個(gè)支撐腿4構(gòu)成，鋼筋沿著C型槽體的開(kāi)口2被壓入C型槽3中被固定，支撐住鋼筋。

根據(jù)對(duì)鋼筋、鋼筋網(wǎng)用的固定卡、馬凳/撐筋和預(yù)埋用管材的力學(xué)等性能的要求和高分子載體材料的特性選擇高分子載體材料的類型，高分子載體材料選自聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)塑料、不飽和聚酯樹(shù)脂、聚酰胺(尼龍，PA)、合成橡膠或天然橡膠等高分子聚合物和它們的再生材料。

N-WPCB選自機(jī)械粉碎、熱解法、溶劑回收、高溫高壓水熱分解等方法處置印刷電路板形成的非金屬殘?jiān)?/p>

N-WPCB建筑構(gòu)件的制備方法是將未改性、改性的、干燥的35～200目的N-WPCB粉末與高分子載體材料、助劑等攪拌混合/混煉，然后采用現(xiàn)有的、通用的成型技術(shù)對(duì)配料成型，得到N-WPCB鋼筋、鋼筋網(wǎng)固定卡、馬凳和預(yù)埋用管材等不同形狀的建筑構(gòu)件。

根據(jù)對(duì)鋼筋、鋼筋網(wǎng)用的固定卡、馬凳/撐筋和預(yù)埋用管材的力學(xué)等性能的要求和高分子載體材料的成型等要求設(shè)計(jì)N-WPCB、高分子載體材料和助劑的配比，各組分的質(zhì)量份數(shù)：N-WPCB為100份，高分子載體材料為20～250份，助劑為1～20份。助劑包括指增進(jìn)極性N-WPCB與非極性高分子載體材料的粘接性和相容性的助劑、如馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯增容劑、硅烷偶聯(lián)劑等；提高廢舊印刷電路板非金屬殘?jiān)ㄖ?gòu)件性能的助劑，如聚丙烯、聚酰胺的β晶型成核劑；滿足成型要求的助劑，如鄰苯二甲酸酯增塑劑、聚乙烯蠟、石蠟、脂肪酸類、脂肪醇類、脂肪酸皂類、脂肪酸酯類和脂肪酰胺類等潤(rùn)滑劑和脫模劑、不飽和聚酯過(guò)氧化苯甲酰固化劑。

實(shí)例一

將干燥的聚丙烯(PP，例如S700)粉料、2.5％馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯(簡(jiǎn)稱MAH-g-PP)和經(jīng)過(guò)或沒(méi)有經(jīng)過(guò)硅烷偶聯(lián)劑KH-550表面改性處理的5-40％的N-WPCB粉末、成型助劑等混合、塑煉10min～20min后，在擠出機(jī)中擠出造粒，再通過(guò)注射成型機(jī)注射成型；或?qū)⒒鞜捄梦锪蠌母邷亻_(kāi)煉機(jī)上取下，迅速放入一定大小的模具中,趁熱在壓力成型機(jī)上成型(模壓工藝條件為:熱壓溫度200℃，壓力10MPa,保持時(shí)間5min，室溫下冷壓3min)；得到一系列N-WPCB鋼筋、鋼筋網(wǎng)固定卡，馬凳和預(yù)埋式管材等不同形狀的建筑構(gòu)件。

實(shí)例二

將干燥的35～100目N-WPCB粉料、不飽和聚酯(例如DS988型)和0.1～20助劑按一定配比，置于GH-100Y型高速混合機(jī)混合2～5min，將稱好的預(yù)混料填入鋼模具中,在15t液壓機(jī)上熱壓成型(模壓溫度為0～147℃，模壓壓強(qiáng)為6Mpa，模壓時(shí)間為2min)，得到一系列N-WPCB鋼筋、鋼筋網(wǎng)固定卡，馬凳等不同形狀的建筑構(gòu)件。

助劑包括稀釋劑苯乙烯、引發(fā)劑過(guò)氧化環(huán)己酮、促進(jìn)劑環(huán)烷酸鈷、潤(rùn)滑劑石蠟。

實(shí)例三

先將尼龍6在80℃真空干燥烘箱中烘12h，按照PA6用量的5％～30％的、經(jīng)過(guò)硅烷偶聯(lián)劑KH-560表面改性處理過(guò)的N-WPCB粉末加入到尼龍6中進(jìn)行混合，混合均勻后利用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，切粒；再通過(guò)注塑，擠塑，成型得到一系列N-WPCB鋼筋、鋼筋網(wǎng)固定卡，馬凳等不同形狀的建筑構(gòu)件。擠出機(jī)各段溫度為200～220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為90r/min。

實(shí)例四

將70份尼龍6(例如M2500I)、30份N-WPCB粉末、0～1.5份環(huán)氧樹(shù)脂E-44進(jìn)行混合，混合均勻后利用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，切粒；再通過(guò)注塑，擠塑，成型得到一系列N-WPCB鋼筋、鋼筋網(wǎng)固定卡、馬凳等不同形狀的建筑構(gòu)件。

實(shí)例五

將15～45份的通用型不飽和聚酯和55～85份N-WPCB粉末進(jìn)行混合、以及占樹(shù)脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)4份的AR型過(guò)氧化苯甲酰固化劑置于高速混合機(jī)混合2min，將稱好的預(yù)混料填入鋼模具中,在147℃、6MPa條件下熱壓成型，得到一系列N-WPCB鋼筋、鋼筋網(wǎng)固定卡、馬凳等不同形狀的建筑構(gòu)件。

實(shí)例六

按一定的配比，高密度聚乙烯HDPE或其再生粒、一定量的PE接枝物，如聚乙烯蠟、N-WPCB粉末準(zhǔn)確稱量后，在高速混合機(jī)中攪拌均勻，然后通過(guò)平行雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出切粒；再通過(guò)注塑，擠塑，吹塑，旋轉(zhuǎn)成型制得一系列不同形狀和尺寸的N-WPCB鋼筋、鋼筋網(wǎng)固定卡、馬凳等建筑構(gòu)件。

實(shí)例七

將質(zhì)量比為30％～70％﹕70～30的N-WPCB粉末與聚氯乙烯和適量的增塑劑、潤(rùn)滑劑、穩(wěn)定劑一起混煉后，選擇壓制、擠出、注射方法加工成型，得到一系列N-WPCB鋼筋、鋼筋網(wǎng)固定卡，馬凳和預(yù)埋式管材等不同形狀的建筑構(gòu)件。

實(shí)例八

N-WPCB的表面處理：首先制備醇水比為8:2的甲醇或酒精溶液，然后按照硅烷偶聯(lián)劑與甲醇溶液為4:6的體積比配制硅烷偶聯(lián)劑溶液，將混合好的硅烷偶聯(lián)劑溶液和N-WPCB粉末按照1：100的比例在高速混合機(jī)內(nèi)混合20min，混合好后在烘箱內(nèi)于80℃烘干1～2h，得到改性N-WPCB粉末。

廢印刷電路板中的非金屬殘?jiān)蔀橹苽湎盗薪ㄖ?gòu)件的主要原料，大比例使用，N-WPCB粉末填料加入量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75％，所壓制復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度可達(dá)107Mpa，沖擊強(qiáng)度可達(dá)10KJ/m²，N-WPCB得到資源化利用，而且N-WPCB建筑構(gòu)件的力學(xué)性能好；N-WPCB中的有害物質(zhì)不僅被高分子載體材料固化，而且再被混凝土結(jié)構(gòu)包裹，得到長(zhǎng)期、穩(wěn)定、安全的處置，避免N-WPCB再生產(chǎn)品可能帶來(lái)的二次環(huán)境生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。