线路板非金属材料的降解方法.pdf

本发明提供一种线路板非金属材料的降解方法，该方法工艺难度低，生产效率高。线路板非金属材料的降解方法，该方法包括以下步骤：1)将线路板非金属材料粉碎、干燥后得到非金属粉末；2)将非金属粉末与硝酸溶液混合后，放入微波反应器中反应；3)将反应后的产物经抽滤、洗涤、干燥，得到玻璃纤维粉和环氧固化物降解后的低分子溶液，玻璃纤维粉经过干燥，可作为热塑性塑料的增强材料，低分子溶液可应用于环氧或其他树脂的添加材料。本发明利用了微波在化学反应中的特殊催化作用，以硝酸为介质，在低温、低酸浓度下，实现了非金属线路板材料在短时间内全部反应完全。工艺流程简单，反应温度低，生产效率高，无毒副作用。

1.  线路板非金属材料的降解方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)将线路板非金属材料粉碎、干燥后得到非金属粉末；
2)将非金属粉末与硝酸溶液混合后，放入微波反应器中反应；
3)将反应后的产物经抽滤、洗涤、干燥，得到玻璃纤维粉和环氧固化物降解后的低分子溶液，玻璃纤维粉经过干燥，可作为热塑性塑料的增强材料，低分子溶液可应用于环氧或其他树脂的添加材料。

2.  如权利要求1所述的线路板非金属材料的降解方法，其特征在于，步骤2所述硝酸溶液浓度为30-50％。

3.  如权利要求1所述的线路板非金属材料的降解方法，其特征在于，步骤2所述非金属粉末与硝酸溶液的投料比为8-15g/100ml。

4.  如权利要求1所述的线路板非金属材料的降解方法，其特征在于，步骤2所述微波功率400-3000W。

5.  如权利要求1所述的线路板非金属材料的降解方法，其特征在于，步骤2所述反应温度为60-80℃。

6.  如权利要求1所述的线路板非金属材料的降解方法，其特征在于，步骤2所述反应时间为6-12小时。

线路板非金属材料的降解方法
技术领域
本发明涉及电子废弃物印刷电路板中非金属材料的再应用，具体涉及电子电器线路板专用环氧树脂固化物的降解和回收再利用的方法。
背景技术
随着电子科技的快速发展，各种电子产品的升级换代日益频繁，而基本上所有的电子产品都不同程度的含有印刷电路板，淘汰下来的电子产品中的印刷电路板主要由电子元件、印刷电路板基板以及连接电子元器件和印刷电路板基板的焊料组成。印刷电路板在分离电子元器件和焊料后，余下的印刷电路板基板经过破碎分离出铜、锡、铅等金属组分，最后剩下环氧树脂和玻璃纤维等非金属成分。目前该非金属材料主要是通过焚烧或高温裂解、减容后填埋处理、磨粉后经过表面处理作为增强填充材料，这些处理方式，一方面会对环境造成污染，另一方面也浪费了大量可再资源化材料。
中国专利031328542.4公开了一种热固性环氧复合材料的化学回收方法，其采用硝酸降解热固性环氧树脂。但该方法采用水浴加热、自然降解的方式进行，能耗高、反应环境恶劣、反应效率低、有有毒物质产生。
(环境污染治理技术与设备，2006年04期)刊登了清华大学李沐等人的论文《热解技术在废旧印刷电路板处理及资源化中的应用》，该文以高温热动力学技术为基础，研究了线路板非金属材料在高温下热解制备油气的方法，但热解技术存在高温(超过了300度)、高能耗、高危险性，难以真正实现工业化生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种线路板非金属材料的降解方法，该方法工艺难度低，生产效率高。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：线路板非金属材料的降解方法，该方法包括以下步骤：1)将线路板非金属材料粉碎、干燥后得到非金属粉末；2)将非金属粉末与硝酸溶液混合后，放入微波反应器中反应；3)将反应后的产物经抽滤、洗涤、干燥，得到玻璃纤维粉和环氧固化物降解后的低分子溶液，玻璃纤维粉经过干燥，可作为热塑性塑料的增强材料，低分子溶液可应用于环氧或其他树脂的添加材料。
本发明的有益效果是：本发明利用了微波在化学反应中的特殊催化作用，以硝酸为介质，在低温、低酸浓度下，实现了非金属线路板材料在短时间内全部反应完全。工艺流程简单，反应温度低，生产效率高，无毒副作用，可实现环氧固化物的完全降解和玻璃纤维低成本全部回收，具有良好的技术经济价值。
具体实施方式
微波是一种电磁波，是频率在300MHz-300GHz的电磁波，波长在远红外线与无线电波之间。相对于传统的加热方法，微波不仅大大缩短了加热时间，同时微波加热均匀，具有过热效应，使反应物之间不断产生新的接触表面，有时还能降低反应活化能，改变反应动力学状况，使得微波消解能力增强。
本发明采用已经被分离表面铜箔的废弃电子电器线路板非金属基板为原材料，微波作为加热和反应驱动力，将线路板非金属材料中的环氧固化物降解为低分子化合物，有效地与玻璃纤维分离开来，同时降解后低分子化合物可以作为其他化工原料，而玻璃纤维经过表面处理则可以作为增强填充材料，可最大限度的发挥电子废弃物的价值。
对于本发明来说，微波功率、反应温度、反应时间等参数越大，则降解率越高，但本发明就是要研究如何在低温下，短时间内实现非金属线路板材料的完全降解，经过长时间的研究发现，由硝酸溶液和微波的共同作用，可以达到上述目的，且越大的微波功率反应效果越好，即降解时间越短、降解率越高。本发明的工艺方法如下：
1)将线路板非金属材料粉碎、干燥后得到非金属粉末；
2)将非金属粉末与浓度为30-50％的硝酸溶液按照8-15g/100ml的投料比混合后，放入微波反应器中，微波功率400-3000W，反应温度为60-80℃，反应时间为6-12小时；
3)将反应后的产物经抽滤、洗涤、干燥，得到纯净的玻璃纤维粉和环氧固化物降解后的低分子溶液，玻璃纤维粉经过干燥，可作为热塑性塑料的增强材料，低分子溶液则可应用于环氧或其他树脂的添加材料。
实施例：
1)非金属材料预处理：
将非金属材料粉碎至100目以上，并通过酸洗、过滤、干燥后得到非金属粉末；
2)将非金属粉末与40％的硝酸溶液按照一定的投料比加入到带有回流冷凝装置的三颈烧瓶中，微波加热，反应温度为80℃，微波功率为800W，反应时间为8h，考察不同投料比对微波降解电路板非金属粉末的影响，见表1。
表1