專利名稱：將廢棄pcb加工成復(fù)合材料市政產(chǎn)品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回收塑料或含塑料廢料之其它成分，尤其涉及利用廢棄PCB(印刷印刷電路板)分離出來的非金屬粉末，混合廢舊熱塑性塑料制品小塊或顆粒，加工成為復(fù)合材料市政產(chǎn)品的方法，特別是采用加熱混煉后進(jìn)行模壓工藝生產(chǎn)市政工程所需制品，包括井蓋、 水箅子等。
背景技術(shù)：
作為電子產(chǎn)品不可缺少的重要組成部件，印刷印刷電路板(printed circuit board, 簡(jiǎn)稱PCB)廣泛地應(yīng)用于大型計(jì)算機(jī)、辦公和個(gè)人電腦、家用電器、娛樂電器等各種電子設(shè)備中。隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，電子電器設(shè)備的更新?lián)Q代速度不斷提高，印刷印刷電路板的生產(chǎn)需求和廢棄量也急劇增長(zhǎng)。世界印刷印刷電路板工業(yè)的平均年增長(zhǎng)率為8. 7 %，我國(guó)的年增長(zhǎng)率為14. 14 %。迄今為止，全球約40%的印刷電路板都在中國(guó)生產(chǎn)，我國(guó)已成為全球第二大印刷電路板生產(chǎn)國(guó)。廢棄印刷電路板數(shù)量大、潛在價(jià)值高和環(huán)境危害大等特點(diǎn)，使得廢棄印刷電路板的資源化具有重要的經(jīng)濟(jì)回收價(jià)值和環(huán)境保護(hù)意義。國(guó)家發(fā)改委2004年組織實(shí)施的資源綜合利用關(guān)鍵技術(shù)國(guó)家重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)專項(xiàng)中，印刷印刷電路板回收利用與無害化處理技術(shù)屬于“再生資源綜合利用技術(shù)”的重點(diǎn)開發(fā)內(nèi)容之一。國(guó)家從政策上支持廢棄印刷電路板的資源化研究，同時(shí)廢棄印刷電路板所含的潛在價(jià)值無形中也促使社會(huì)各界積極開展相關(guān)的技術(shù)研究。印刷電路板的組成包括基板和裝配在基板上的多種電子元器件，印刷印刷電路板中通常含有約30%的塑料、30%的惰性氧化物和40%的金屬。作為廢棄印刷電路板資源化的主流回收方法，目前的機(jī)械回收處理技術(shù)仍處于不斷發(fā)展階段，現(xiàn)有的處理工藝還需得到進(jìn)一步完善和改進(jìn)，以提高物質(zhì)的回收率和分選精度并盡可能降低能耗。另一方面，現(xiàn)有廢棄印刷電路板的資源化技術(shù)較多關(guān)注于有價(jià)金屬的回收，而對(duì)其中占總質(zhì)量60%以上的非金屬材料的資源化和無害化研究較少。這些以粉末狀態(tài)存在的非金屬顆粒堆積體積龐大，其中的殘余金屬和阻燃劑等有害物質(zhì)易通過各種途徑加速釋放到環(huán)境中去。如果不能妥善處理這些非金屬材料，不僅造成大量資源流失，而且還將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此如何對(duì)非金屬材料進(jìn)行回收利用和安全處置成為廢印刷電路板回收處理面臨的新任務(wù)。目前，處理廢棄印刷電路板非金屬材料的方法主要有填埋、焚燒、熱解回收、化學(xué)回收和物理回收法，這些方法均存在著這樣那樣的不足，分述如下
1、填埋未能進(jìn)行資源回收，對(duì)填埋場(chǎng)地滲漏液的收集處理費(fèi)用較高。2、焚燒易造成大氣污染，處理不徹底，尾渣還需進(jìn)一步處理。3、熱解回收法設(shè)備投資大；處理過程中易產(chǎn)生二噁英，造成二次污染；同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量爐渣，最終處置成本高。4、化學(xué)回收方法回收廢環(huán)氧樹脂所需溶解時(shí)間太長(zhǎng)，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化處理；溶劑使用量大，生產(chǎn)安全要求高；對(duì)于使用不同類型交聯(lián)劑的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，需要選擇不同的溶劑，技術(shù)難度較大。
5、物理回收工藝廢印刷電路板通常被粉碎成50 800目的粒子，再用重力分選或靜電分選，將金屬和非金屬分開。非金屬粉末成分主要為玻璃纖維、熱固性環(huán)氧樹脂和各種添加劑，這些粉末可作為填料，用于制備再生產(chǎn)品。但是此方法多停留在實(shí)驗(yàn)研究階段，很少有投入生產(chǎn)的技術(shù)。鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)處理廢棄印刷電路板非金屬材料方法所存在的各種缺點(diǎn)，發(fā)明一種環(huán)保同時(shí)具有一定經(jīng)濟(jì)效益的利用廢棄印刷電路板非金屬粉末的方法，對(duì)廢棄印刷電路板的資源化的可持續(xù)發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于避免所述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種將廢棄PCB 加工成復(fù)合材料市政產(chǎn)品的方法。常規(guī)的市政產(chǎn)品的材質(zhì)多為鋼、鐵，或者是帶有鋼筋的水泥制品。一方面，金屬和水泥的加工都需要消耗資源，同時(shí)向環(huán)境中排放一定的污染，另一方面，帶有金屬的市政產(chǎn)品被盜是確實(shí)存在的一個(gè)社會(huì)現(xiàn)象，由此帶來的安全問題也時(shí)有發(fā)生。將本發(fā)明涉及的印刷電路板非金屬制成市政產(chǎn)品應(yīng)用于市政工程領(lǐng)域，能有效解決市政產(chǎn)品被盜的問題，更重要的是，在資源儲(chǔ)備不斷減少，資源需求又日益緊張的當(dāng)今社會(huì)，將廢棄的印刷電路板變廢為寶，不僅回收了資源，又利于環(huán)境保護(hù)。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為
一種將廢棄PCB加工成復(fù)合材料市政產(chǎn)品的方法，以現(xiàn)有技術(shù)處理廢棄PCB所獲之非金屬粉末為基礎(chǔ)材料；包括步驟
B、將另行收集的廢舊熱塑性塑料制品破碎成小塊或制成顆粒；
C、按給定重量比例稱取現(xiàn)有技術(shù)處理廢棄PCB所獲之非金屬粉末，以及經(jīng)步驟B所獲之廢舊熱塑性塑料小塊或顆粒；
D、將實(shí)施步驟C稱量好的非金屬粉末和所述塑料小塊或顆粒投入密煉機(jī)中加熱混煉；
E、實(shí)施步驟D俟所述塑料小塊或顆粒完全熔融，將其充分?jǐn)嚢枋顾龇墙饘俜勰┖腿廴跔顟B(tài)的所述塑料小塊或顆?；旌暇鶆蚝螅瑢⒃撊廴跔钗锪系钩?；
F、稱取指定重量的所述混煉后的熔融狀物料，將其放入模具中壓制成為復(fù)合材料市政產(chǎn)品后出模。在所述步驟B或C之前還包括步驟將現(xiàn)有技術(shù)處理廢棄PCB所獲之非金屬粉末進(jìn)行干燥處理，務(wù)必使其水分含量不高于5%。所述步驟B另行收集的廢舊熱塑性塑料制品包括聚丙烯PP、聚苯乙烯PS、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS，以及聚乙烯PE塑料制品，其破碎后的單塊直徑小于3cm。所述步驟C中處理廢棄PCB所獲之非金屬粉末和所述廢舊熱塑性塑料小塊或顆粒之重量比為1.0 2. 5 :1。所述步驟D在密煉機(jī)中加熱混煉的平均溫度為140 180°C。所述步驟E中壓制方式為以4000 kN壓力壓制2 10分鐘，然后在500 1000 kN壓力下保持7 70分鐘。所述復(fù)合材料市政產(chǎn)品包括各類井蓋和水箅子。在本發(fā)明中，各操作步驟都有較大的靈活性。根據(jù)原料的成分和狀態(tài)不同、產(chǎn)品要求不同，可適當(dāng)調(diào)整工藝，使生產(chǎn)符合經(jīng)營(yíng)需求。本發(fā)明的技術(shù)方案中，需要控制廢棄印刷電路板非金屬粉末的水份含量不高于5%，根據(jù)產(chǎn)品使用要求決定物料配比，廢棄印刷電路板非金屬粉末和另行收集的廢塑料之重量比為1 2. 5:1、密煉時(shí)間20-40分鐘、密煉溫度 140-180°C、產(chǎn)品壓制壓力4000 kN和保壓時(shí)間(7_70分鐘)。本發(fā)明主要應(yīng)用但不限于市政產(chǎn)品的生產(chǎn)。本發(fā)明專利中所述的廢棄印刷電路板非金屬粉末是指，將廢棄印刷電路板經(jīng)過拆解去除電子元器件后的光板經(jīng)過機(jī)械破碎、分選后得到分離后的金屬粉末和非金屬粉末， 此非金屬粉末即本發(fā)明中的廢舊印刷電路板非金屬粉末。處理印刷電路板的方法比較多， 其中物理方法處理印刷電路板后，非金屬粉末在50-800目不等，這部分粉末是可以作為填料利用的。對(duì)于采用濕法分選技術(shù)處理印刷電路板產(chǎn)生的非金屬粉末和純環(huán)氧樹脂非金屬粉末，都需要進(jìn)行干燥處理。若粉末的含水率不高，也可以不經(jīng)干燥直接進(jìn)入密煉機(jī)。另行收集的塑料按形態(tài)可分為破碎料和造粒料，破碎料的顆粒度稍大，但是純度比造粒料高，企業(yè)可根據(jù)自身需要選擇。需要指出的是，廢電器拆解企業(yè)在應(yīng)用本發(fā)明時(shí)， 有其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)拆解廢電器所得的廢塑料，經(jīng)粗碎后可直接作為粘接劑應(yīng)用于本發(fā)明中，可以節(jié)省大筆的原料采購(gòu)和運(yùn)輸費(fèi)用。廢棄印刷電路板非金屬粉末作為填充料，其填充量直接影響產(chǎn)品的性能。填充量過多或過少時(shí)，產(chǎn)品強(qiáng)度都不夠理想。填充量過多時(shí)，產(chǎn)品表面較粗糙，視覺效果很差。通過實(shí)驗(yàn)研究，本發(fā)明廢棄印刷電路板非金屬粉末和另行收集的廢塑料之較為合適的填充比例為1 2. 5:1。混合、加熱均在密煉機(jī)中進(jìn)行。密煉機(jī)為帶有加熱效果的密封式混合攪拌設(shè)備，多應(yīng)用于塑膠制品的生產(chǎn)、加工業(yè)。本發(fā)明采用密煉機(jī)對(duì)物料進(jìn)行混合、加熱，有如下優(yōu)點(diǎn)1、 物料在密閉空間內(nèi)混合時(shí)，便于收集粉塵和揮發(fā)物，能有效避免環(huán)境污染；2、物料在密煉機(jī)內(nèi)處于受壓、受熱狀態(tài)，物料自摩擦也能產(chǎn)生較大熱量，相對(duì)僅采用加熱方式升溫的設(shè)備而言，密煉機(jī)加熱效果更為理想。密煉過程中，物料投加的順序是比較靈活的1、對(duì)于含有少量水份的印刷電路板非金屬粉末，需要先加入印刷電路板非金屬粉末密煉，待水份揮發(fā)掉后再投入另行收集的塑料。這樣可以避免產(chǎn)品中含有水蒸汽導(dǎo)致產(chǎn)品開裂；2、先投入另行收集的塑料，待塑料熔融后再逐步投加印刷電路板干粉，可以在一定程度上避免粉塵逸散；3、在物料較少時(shí)，可同時(shí)投加另行收集的塑料和印刷電路板非金屬粉末進(jìn)行密煉，增強(qiáng)密煉時(shí)的摩擦，以減少密煉時(shí)間。密煉時(shí)，密煉機(jī)的加熱板溫度通常在200 300°C，局部溫度可能更高，因此，對(duì)于部分燃點(diǎn)較低的塑料(如聚苯乙烯，燃點(diǎn)346°C )，要避免采用先加塑料，后加印刷電路板粉末的操作方式，否則低燃點(diǎn)塑料可能起火，帶來安全事故。通常，密煉室內(nèi)的平均溫度升在 140°C 180°C時(shí)，大部分塑料都會(huì)熔融并與印刷電路板非金屬粉末混合成團(tuán)。物料經(jīng)密煉后，進(jìn)入模具中進(jìn)行壓制。根據(jù)塑料的收縮性質(zhì)和產(chǎn)品使用要求不同， 保壓時(shí)間可做適當(dāng)調(diào)整。產(chǎn)品厚度較薄時(shí)，保壓7-10分鐘即可出模；產(chǎn)品厚度較厚時(shí)，保壓時(shí)間可延長(zhǎng)至50-70分鐘，避免過早出模引起產(chǎn)品表面膨脹變形；在用收縮率較大的塑料 (如聚丙烯，收縮率1. 0 2. 5)作為粘接劑時(shí)，需要適當(dāng)減少保壓時(shí)間，避免產(chǎn)品在模具內(nèi)收縮過度導(dǎo)致產(chǎn)品開裂。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述利用廢棄印刷電路板非金屬粉末制備復(fù)合材料的方法，具有以下有益效果
1、充分利用廢棄印刷電路板中的非金屬粉末制備復(fù)合材料，促進(jìn)了廢棄印刷電路板的資源化。2、可以有效彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的各種不足，具有較好的環(huán)境保護(hù)效益。3、本發(fā)明采用的工藝簡(jiǎn)單，投資少，成本低。4、本發(fā)明涉及的原料來源廣泛，可根據(jù)產(chǎn)品需求和經(jīng)濟(jì)需求選擇不同的塑料進(jìn)行生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍包括但不限于以下實(shí)施例。實(shí)施例1
一家廢電器拆解企業(yè)采用干法處理廢棄印刷電路板得到的非金屬粉末和電腦顯示器塑料外殼生產(chǎn)普型井蓋。其中，印刷電路板非金屬粉末的主要成分為環(huán)氧樹脂和玻璃纖維； 電腦顯示器的塑料外殼主要為加入阻燃劑的ABS塑料。具體實(shí)施方法如下
A、將電腦顯示器的塑料外殼破碎成直徑小于3cm的小塊；
B、稱取現(xiàn)有技術(shù)處理廢棄PCB所獲之非金屬粉末^kg,以及經(jīng)步驟A所獲之廢舊熱塑性塑料小塊^kg ；
C、將實(shí)施步驟B稱量好的非金屬粉末和所述塑料小塊投入密煉機(jī)中加熱混煉；
D、將實(shí)施步驟C所述塑料小塊加熱至180°C使其完全熔融，將其充分?jǐn)嚢枋顾龇墙饘俜勰┖腿廴跔顟B(tài)的所述塑料小塊混合均勻后，將該熔融狀物料倒出；
E、稱取指定重量的所述混煉后的熔融狀物料放入普型井蓋模具中，先用4000kN壓力將產(chǎn)品壓制成型，10分鐘后將壓力緩慢減至1000 kN，保壓70分鐘后，產(chǎn)品出模。出模后普型井蓋直徑70cm，加強(qiáng)筋高17cm。表面有不明顯小凹點(diǎn)，總體外形比較平整。經(jīng)檢測(cè)該產(chǎn)品承載性能可達(dá)25t以上，因ABS塑料具有強(qiáng)度高、韌性好、耐腐蝕等特點(diǎn)，印刷電路板非金屬粉末中的玻璃纖維在填充后，進(jìn)一步增強(qiáng)了產(chǎn)品的承載性能。產(chǎn)品符合聚合物基復(fù)合材料檢查井蓋(CJ/T 211-2005)的標(biāo)準(zhǔn)，可做為市政工程的雨、污水管道的檢測(cè)井蓋使用。實(shí)施例2
采用濕法處理廢棄印刷電路板得到的非金屬粉末和PP塑料造粒料生產(chǎn)輕型井蓋。具體實(shí)施方法如下
A、將現(xiàn)有技術(shù)處理廢棄PCB所獲之非金屬粉末進(jìn)行干燥處理，務(wù)必使其水分含量不高于5%。B、稱取現(xiàn)有技術(shù)處理廢棄PCB所獲之非金屬粉末33kg，以及PP塑料造粒料20kg ；
C、將實(shí)施步驟B稱量好的非金屬粉末和所述塑料小塊投入密煉機(jī)中加熱混煉；
D、將實(shí)施步驟C所述塑料小塊加熱至165°C使其完全熔融，將其充分?jǐn)嚢枋顾龇墙饘俜勰┖腿廴跔顟B(tài)的所述塑料小塊混合均勻后，將該熔融狀物料倒出；
E、稱取指定重量的所述混煉后的熔融狀物料放入輕型井蓋模具中，先用3000kN壓力將產(chǎn)品壓制成型，5分鐘后將壓力緩慢減至750 kN，保壓40分鐘后，產(chǎn)品出模。出模后輕型井蓋直徑70cm，加強(qiáng)經(jīng)高度7cm。產(chǎn)品表面光滑平整，承載性能可達(dá)9 噸，產(chǎn)品符合聚合物基復(fù)合材料檢查井蓋(CJ/T 211—2005)的標(biāo)準(zhǔn)。因PP塑料收縮率較大，因此保壓時(shí)間不宜太長(zhǎng)，否則井蓋會(huì)在模具中開裂。此類產(chǎn)品多用于光線、電力等線路的檢查井蓋。實(shí)施例3
采用干法處理廢棄印刷電路板所得的非金屬粉末和PS塑料造粒料生產(chǎn)水箅子。具體實(shí)施方法如下
A、稱取現(xiàn)有技術(shù)處理廢棄PCB所獲之非金屬粉末40kg，以及PS塑料造粒料16kg；
B、將實(shí)施步驟A稱量好的非金屬粉末和所述塑料小塊投入密煉機(jī)中加熱混煉；
C、將實(shí)施步驟B所述塑料小塊加熱至140°C使其完全熔融，將其充分?jǐn)嚢枋顾龇墙饘俜勰┖腿廴跔顟B(tài)的所述塑料小塊混合均勻后，將該熔融狀物料倒出；
D、稱取指定重量的所述混煉后的熔融狀物料放入水箅模具中，先用4000kN壓力將產(chǎn)品壓制成型，2分鐘后將壓力緩慢減至500 kN，保壓7分鐘后，產(chǎn)品出模。此項(xiàng)產(chǎn)品符合聚合物基復(fù)合材料檢查井蓋(CJ/T 211—2005)的標(biāo)準(zhǔn)。需要注意的是，PS塑料燃點(diǎn)較低，須在投加非金屬粉末之后方可進(jìn)入密煉室，否則易起火引發(fā)安全事故。與井蓋產(chǎn)品相比，水箅子體積小、厚度小、產(chǎn)品輕，產(chǎn)品冷卻快，因此保壓時(shí)間不宜過長(zhǎng)， 否則易卡住模具并收縮開裂。由于PS塑料較脆，易受應(yīng)力開裂，所以此類產(chǎn)品多用于較少收到車輛沖壓的地帶。
權(quán)利要求
1.一種將廢棄PCB加工成復(fù)合材料市政產(chǎn)品的方法，以現(xiàn)有技術(shù)處理廢棄PCB所獲之非金屬粉末為基礎(chǔ)材料；包括步驟B、將另行收集的廢舊熱塑性塑料制品破碎成小塊或制成顆粒；C、按給定重量比例稱取現(xiàn)有技術(shù)處理廢棄PCB所獲之非金屬粉末，以及經(jīng)步驟B所獲之廢舊熱塑性塑料小塊或顆粒；D、將實(shí)施步驟C稱量好的非金屬粉末和所述塑料小塊或顆粒投入密煉機(jī)中加熱混煉；E、實(shí)施步驟D俟所述塑料小塊或顆粒完全熔融，將其充分?jǐn)嚢枋顾龇墙饘俜勰┖腿廴跔顟B(tài)的所述塑料小塊或顆?；旌暇鶆蚝螅瑢⒃撊廴跔钗锪系钩?；F、稱取指定重量的所述混煉后的熔融狀物料，將其放入模具中壓制成為復(fù)合材料市政產(chǎn)品后出模。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將廢棄PCB加工成復(fù)合材料市政產(chǎn)品的方法，其特征在于 在所述步驟B或C之前還包括步驟A、將現(xiàn)有技術(shù)處理廢棄PCB所獲之非金屬粉末進(jìn)行干燥處理，務(wù)必使其水分含量不高于5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將廢棄PCB加工成復(fù)合材料市政產(chǎn)品的方法，其特征在于 所述步驟B另行收集的廢舊熱塑性塑料制品包括聚丙烯PP、聚苯乙烯PS、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS，以及聚乙烯PE塑料制品，其破碎后的單塊直徑小于3cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將廢棄PCB加工成復(fù)合材料市政產(chǎn)品的方法，其特征在于 所述步驟C中處理廢棄PCB所獲之非金屬粉末和所述廢舊熱塑性塑料小塊或顆粒之重量比為1. 0 2. 5 :1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將廢棄PCB加工成復(fù)合材料市政產(chǎn)品的方法，其特征在于 所述步驟D在密煉機(jī)中加熱混煉的平均溫度為140 180°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將廢棄PCB加工成復(fù)合材料市政產(chǎn)品的方法，其特征在于 所述步驟E中壓制方式為以4000 kN壓力壓制2 10分鐘，然后在500 1000 kN壓力下保持7 70分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之任一項(xiàng)所述的將廢棄PCB加工成復(fù)合材料市政產(chǎn)品的方法，其特征在于所述復(fù)合材料市政產(chǎn)品包括各類井蓋和水箅子。
全文摘要
將廢棄PCB加工成復(fù)合材料市政產(chǎn)品的方法，包括步驟將另行收集的廢舊熱塑性塑料制品破碎成小塊或制成顆粒；按給定重量比稱取廢棄PCB之非金屬粉末，以及廢舊熱塑性塑料小塊或顆粒；將稱量好的非金屬粉末和所述塑料小塊或顆粒投入密煉機(jī)中加熱混煉；俟所述塑料小塊或顆粒完全熔融，將其充分?jǐn)嚢枋顾龇墙饘俜勰┖腿廴跔顟B(tài)的所述塑料小塊或顆?；旌暇鶆蚝螅瑢⒃撊廴跔钗锪系钩?；稱取指定重量的所述混煉后的熔融狀物料，將其放入模具中壓制成為復(fù)合材料市政產(chǎn)品后出模。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，投資少，成本低；原料來源廣泛，可根據(jù)產(chǎn)品需求和經(jīng)濟(jì)需求選擇不同的塑料進(jìn)行生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B09B3/00GK102294345SQ20111017247
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者劉浪靜, 吳吉權(quán), 歐思杰, 謝亨華, 邊艷勇, 鄭志廷 申請(qǐng)人:東江環(huán)保股份有限公司, 清遠(yuǎn)市東江環(huán)保技術(shù)有限公司