專利名稱：：線路板非金屬材料的降解方法
技術(shù)領(lǐng)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(yīng)用，具體涉及電子電器線路板專用環(huán)氧樹(shù)脂固化物的降解和回收再利用的方法。
背景技術(shù)：
：隨著電子科技的快速發(fā)展，各種電子產(chǎn)品的升級(jí)換代日益頻繁，而基本上所有的電子產(chǎn)品都不同程度的含有印刷電路板，淘汰下來(lái)的電子產(chǎn)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(jīng)過(guò)破碎分離出銅、錫、鉛等金屬組分，最后剩下環(huán)氧樹(shù)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(guò)焚燒或高溫裂解、減容后填埋處理、磨粉后經(jīng)過(guò)表面處理作為增強(qiáng)填充材料，這些處理方式，一方面會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，另一方面也浪費(fèi)了大量可再資源化材料。中國(guó)專利031328542.4公開(kāi)了一種熱固性環(huán)氧復(fù)合材料的化學(xué)回收方法，其采用硝酸降解熱固性環(huán)氧樹(shù)脂。但該方法采用水浴加熱、自然降解的方式進(jìn)行，能耗高、反應(yīng)環(huán)境惡劣、反應(yīng)效率低、有有毒物質(zhì)產(chǎn)生。(環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2006年04期)刊登了清華大學(xué)李沐等人的論文《熱解技術(shù)在廢舊印刷電路板處理及資源化中的應(yīng)用》，該文以高溫?zé)釀?dòng)力學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，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(shù)存在高溫(超過(guò)了300度)、高能耗、高危險(xiǎn)性，難以真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)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(chǎn)效率高。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)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(yīng)器中反應(yīng)；3)將反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)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(jīng)過(guò)干燥，可作為熱塑性塑料的增強(qiáng)材料，低分子溶液可應(yīng)用于環(huán)氧或其他樹(shù)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(xué)反應(yīng)中的特殊催化作用，以硝酸為介質(zhì)，在低溫、低酸濃度下，實(shí)現(xiàn)了非金屬線路板材料在短時(shí)間內(nèi)全部反應(yīng)完全。工藝流程簡(jiǎn)單，反應(yīng)溫度低，生產(chǎn)效率高，無(wú)毒副作用，可實(shí)現(xiàn)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(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。具體實(shí)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(zhǎng)在遠(yuǎn)紅外線與無(wú)線電波之間。相對(duì)于傳統(tǒng)的加熱方法，微波不僅大大縮短了加熱時(shí)間，同時(shí)微波加熱均勻，具有過(guò)熱效應(yīng)，使反應(yīng)物之間不斷產(chǎn)生新的接觸表面，有時(shí)還能降低反應(yīng)活化能，改變反應(yīng)動(dòng)力學(xué)狀況，使得微波消解能力增強(qiáng)。本發(fā)明采用已經(jīng)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(yīng)驅(qū)動(dòng)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(kāi)來(lái)，同時(shí)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(jīng)過(guò)表面處理則可以作為增強(qiáng)填充材料，可最大限度的發(fā)揮電子廢棄物的價(jià)值。對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，微波功率、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等參數(shù)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(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)非金屬線路板材料的完全降解，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究發(fā)現(xiàn)，由硝酸溶液和微波的共同作用，可以達(dá)到上述目的，且越大的微波功率反應(yīng)效果越好，即降解時(shí)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(yīng)器中，微波功率400-3000W，反應(yīng)溫度為60-80。C，反應(yīng)時(shí)間為6-12小時(shí)；3)將反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)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(jīng)過(guò)干燥，可作為熱塑性塑料的增強(qiáng)材料，低分子溶液則可應(yīng)用于環(huán)氧或其他樹(shù)脂的添加材料。實(shí)施例1)非金屬材料預(yù)處理將非金屬材料粉碎至100目以上，并通過(guò)酸洗、過(guò)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(yīng)溫度為8(TC，微波功率為800W，反應(yīng)時(shí)間為8h，考察不同投料比對(duì)微波降解電路板非金屬粉末的影響，見(jiàn)表l。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表l可以看出，當(dāng)投料比為3.3時(shí)，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?yàn)?.3的投料比太小，在經(jīng)濟(jì)上是不劃算，因此根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)要求，以10g/100mL為最佳經(jīng)濟(jì)反應(yīng)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(yīng)溫度、微波功率和反應(yīng)時(shí)間，考察不同反應(yīng)條件對(duì)電路板非金屬粉末降解率的影響，見(jiàn)表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表2可以看出，當(dāng)反應(yīng)溫度為8(TC、微波功率為800W、反應(yīng)時(shí)間為8h時(shí)，降解率就可達(dá)到64.33%，基本降解完全，因?yàn)樵现械牟ＡЮw維是不可能被降解的。4)最后將反應(yīng)物從反應(yīng)容器中取出抽濾、萃取，得到固體不溶物和反應(yīng)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(yīng)溶液中主要是環(huán)氧樹(shù)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(shí)施例1和實(shí)施例5得到的反應(yīng)溶液中的主要成分和相對(duì)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(shù)脂系統(tǒng)的基本組分，也用于醇酸樹(shù)脂的改良，還可作為增塑劑和化學(xué)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(guò)程時(shí)，可使細(xì)胞氧化過(guò)程增強(qiáng)，磷?；^(guò)程抑制，可用于有機(jī)合成、染料、炸藥。權(quán)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(yīng)器中反應(yīng)；3)將反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)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(jīng)過(guò)干燥，可作為熱塑性塑料的增強(qiáng)材料，低分子溶液可應(yīng)用于環(huán)氧或其他樹(shù)脂的添加材料。2.如權(quán)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(quán)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(quán)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(quán)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(yīng)溫度為60-8(TC。6.如權(quán)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(yīng)時(shí)間為6-12小時(shí)。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(chǎn)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(yīng)器中反應(yīng)；3)將反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)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(jīng)過(guò)干燥，可作為熱塑性塑料的增強(qiáng)材料，低分子溶液可應(yīng)用于環(huán)氧或其他樹(shù)脂的添加材料。本發(fā)明利用了微波在化學(xué)反應(yīng)中的特殊催化作用，以硝酸為介質(zhì)，在低溫、低酸濃度下，實(shí)現(xiàn)了非金屬線路板材料在短時(shí)間內(nèi)全部反應(yīng)完全。工藝流程簡(jiǎn)單，反應(yīng)溫度低，生產(chǎn)效率高，無(wú)毒副作用。文檔編號(hào)C03C12/00GK101579686SQ20091030316公開(kāi)日2009年11月18日申請(qǐng)日期2009年6月11日優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日發(fā)明者莊志紅,潘曉勇,煉王,慧郅申請(qǐng)人:四川長(zhǎng)虹電器股份有限公司