利用废线路板制造板材的方法与流程

本发明属于，具体地说，涉及一种利用废线路板制造板材的方法。

背景技术：

1、印刷电路板(printed circuit boards，简称pcb)是电子产品中各个元器件相互连接的基础，随着废弃家用电器数量的不断增加，大量电器电子废弃物带来了大量的废弃pcb，废弃pcb中金属的含量高达40％，具有较高的回收价值。

2、废弃pcb经过拆解、破碎、分选等步骤将金属回收后，剩下的废弃pcb粉末是主要以玻璃纤维、环氧类树脂和酚醛类树脂组成的混合物。其中，玻璃纤维热值较低，无法使用焚烧的方法来处理；热固性树脂的特性没有逆性，即固化后不能再二次塑型，并且难于熔化和溶解。因此废弃pcb粉末往往不能被重复利用，焚烧后填埋是大规模处置这些非金属粉末的传统方法。

3、但是，填埋和焚烧的处理方法会造成环境污染，例如填埋后非金属粉中含有的少量金属会释放到环境中，污染水源；焚烧会产生大量的有毒气体，污染大气。

4、目前，市面上已有将废弃pcb粉末再生利用的案例，通常是将废弃pcb粉末作为填料应用于建筑材料、再生板材等，例如，市面上已有企业通过在废弃pcb粉末中加入粘合剂制作新型非木质板材。废弃pcb粉末中，玻璃纤维是一种优良的补强材料，其化学稳定性较高，热固性树脂具有阻燃增效作用，因此利用废弃pcb粉末制造的板材在机械性能、物理性能、电性能、尺寸稳定性、耐磨性等方面均优于木质板，具有防水性好、防火性高、自然变形小、吃钉力和使用强度都高于木质板等优点。

5、常见的粘合剂通常是具有粘合能力的树脂。一般来说，对于废弃pcb粉末制成的板材，其粘合剂含量对于板材的性能起到至关重要的影响，粘合剂含量越高，板材的韧性就越好。然而，粘合剂含量的增加会使得板材变得过于柔软，导致板材强度下降。这使得在利用废弃pcb粉末制取板材时，仅靠调整粘合剂含量常常难以同时满足调节板材韧性和强度的需求。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用废线路板制造板材的方法。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、一种利用废线路板制造板材的方法，包括以下步骤：

4、原料混合：将原料在20℃以下的条件下混合均匀，得到混料，所述原料包括线路板粉、胶粘剂、偶联剂；

5、预压：将所述混料预压成板坯，所述预压温度≤20℃；

6、热压成型：将所述板坯热压即得板材，所述热压温度梯度上升。

7、优选的，所述热压温度的上升梯度为两个，包括第一温度和第二温度，所述第一温度和所述第二温度均为100℃～190℃，所述第一温度小于第二温度，所述板坯先在第一温度下热压后，再在第二温度下热压。

8、优选的，所述板坯被单面加热，所述第一温度为100℃～140℃，热压时间为0.8min/mm～1.2min/mm板厚，所述第二温度的热压时间为0.3min/mm～0.5min/mm板厚。

9、优选的，所述板坯被双面加热，所述第一温度为100℃～120℃，热压时间为0.5min/mm～0.7min/mm板厚，所述第二温度的热压时间为0.3min/mm～0.4min/mm板厚。

10、本发明中，板坯被双面加热，从而板材正反两面均为硬面，提高板材的适用性。

11、优选的，所述原料中各组分重量比如下：

12、线路板粉80份，

13、胶粘剂10～20份，

14、偶联剂5～10份。

15、优选的，所述原料还包括助剂1～5份，所述助剂选自脱模剂、阻燃剂、分散剂、杀菌剂、润滑剂、甲醛捕捉剂中的一种或者多种。

16、本发明中，助剂具体选用阻燃剂，阻燃剂具体选用磷酸三苯酯。

17、优选的，所述步骤还包括：板材密封：将所述板材周面进行密封处理。

18、本发明中，板材周面进行密封处理后有利于减少板材周面吸水而发生膨胀的情况。

19、优选的，干燥处理：将线路板粉进行干燥处理，使得线路板粉的含水率≤8％。

20、优选的，养护处理：将板材在温度25℃～35℃、相对湿度70％～80％的条件下养护72h以上。

21、本发明中，养护处理具体将板材在温度30℃、相对湿度70％～72％的条件下养护72h。

22、优选的，所述密封处理包括涂密封层或密封包边。

23、本发明中，密封处理具体采用涂防水胶，防水胶选用卡夫特k-704硅橡胶。

24、优选的，所述干燥处理步骤中，所述线路板粉的含水率为4％～8％。

25、优选的，所述胶粘剂选自异氰酸脂胶、大豆胶、脲醛树脂胶、酚醛树脂胶中的一种或者多种。

26、本发明中，胶粘剂具体选用异氰酸脂胶。

27、优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

28、本发明中，硅烷偶联剂具体选用硅烷偶联剂kh550。

29、优选的，所述线路板粉的粒度为40～90目。

30、优选的，所述热压的压力为10～25mps。

31、本发明中，热压的压力具体为15mps。

32、优选的，所述原料混合步骤中，采用气流反吹雾化喷淋式施胶机对线路板粉进行均匀的、连续的施加胶粘剂、偶联剂。

33、本发明所涉及到原料的介绍如下：

34、偶联剂：偶联剂也被称为表面改性剂，是一种用于改善合成树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能的塑料添加剂。其主要作用是在无机物与有机物之间形成一个“分子桥”，通过化学反应或物理作用将两者连接起来，从而增强它们之间的结合力，提高复合材料的性能。偶联剂的作用机制在于它既能与增强材料表面的某些基团反应，也能与基体树脂反应。这种反应在增强材料与树脂基体之间形成了一个界面层，这个界面层不仅能传递应力，还能增强增强材料与树脂之间的粘合强度，从而提高复合材料的性能。

35、本发明中，偶联剂能提高废弃pcb粉末中的玻璃纤维和树脂之间的连接强度，提高板材的强度。

36、硅烷偶联剂：硅烷偶联剂具有硅烷氧基，它对无机物具有反应性。由于这种特殊的结构，硅烷偶联剂能够在无机物和有机物之间形成一个“分子桥”，从而大大改善两者之间的界面作用。硅烷偶联剂的作用机制在于它既能与玻璃纤维中的硅原子，也能与基体树脂反应。这种反应在增强材料与树脂基体之间形成了一个界面层，这个界面层不仅能传递应力，还增强了增强材料与树脂之间的粘合强度，从而提高了复合材料的性能。此外，硅烷偶联剂还能防止其他介质向界面渗透，有助于改善制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能。

37、本发明中，硅烷氧基能够与玻璃纤维之间形成硅氧键，硅氧键的键能相对较高硅氧键具有较高的稳定性，这有助于提高板材的耐候性和抗氧化性；同时硅烷偶联剂有较长的分子链，有利于保持板材的韧性。

38、本发明中，原料混合步骤和预压步骤的温度均不超过20℃，此时硅烷偶联剂反应速度较慢，不易与原料中的其他组分发生反应，从而有利于减少原料混合步骤和预压步骤过早反应的情况。

39、本发明中，硅烷偶联剂在热压阶段还能在板材体系内形成立体网状结构，在提高板材强度的同时，还能够减少板材在热压结束撤掉压力后膨胀和实际使用时遇水膨胀的情况。

40、异氰酸酯胶：异氰酸酯胶也被称为mdi胶，是一种不含甲醛的胶粘剂，具有较高的反应活性，能与许多表面含有活泼氢原子的被粘材料产生共价键。这种特性使得它在粘接过程中具有较高的强度，并且固化后形成的胶层中含有极性较强的键和基团，如氨基甲酸酯和脲键，这些基团能够与基材之间产生次价键，进一步提高粘接强度。异氰酸酯胶粘剂的分子体积较小，使其容易渗透到一些多孔性的材料中去。异氰酸酯胶粘剂还可以根据需要进行常温固化或加热固化，易于产生交联结构，因此具有良好的耐热性和耐溶剂性能。

41、本发明中，使用异氰酸酯胶制成的板材能够用于室内环境，无甲醛散发。

42、大豆胶：大豆胶作为一种天然胶粘剂，不含有甲醛或其他有害化学物质，因此对人体和环境无害。这使得大豆胶在家具制造、室内装修等领域有很高的应用价值。大豆胶的粘接力强，耐水性好，能够适应多种材料的粘接需求。同时，大豆胶还具有优良的耐老化性能，不易受环境因素的影响而导致性能下降。

43、本发明中，使用大豆胶制成的板材成本可控，能够用于室内环境，无甲醛散发。

44、脲醛树脂胶：脲醛树脂胶具有原料成本低、色浅、热压时间较短以及能防霉、防菌等优点，具有良好的价格优势，适用于临时性场景。

45、本发明中，使用脲醛树脂胶制成的板材价格低廉，适用于临时性场景。

46、酚醛树脂胶：酚醛树脂极性较大，对金属和多数非金属都有良好的粘接性，粘接强度较高，电绝缘性能优良。

47、本发明中，酚醛树脂胶能交联成体形结构，制成的板材刚性较大，因而制成的板材耐热性高、抗蠕变、耐烧蚀、尺寸稳定性好，同时还具有耐水、耐油、耐磨、耐化学介质、耐霉菌、耐老化等优点。

48、首先，酚醛树脂胶具有较高的耐热性和抗蠕变性能，能够在高温甚至极端温度下保持较好的稳定性。这使得制成的板材能够长期保持其粘接强度和性能。

49、其次，酚醛树脂胶具有较好的耐水性和耐化学腐蚀性能。它能够抵抗水分、雨水和一些化学物质的侵蚀，因此在户外环境下不易发生水解或化学反应导致胶层破坏。这使得酚醛树脂胶适用于户外木材、金属和非金属材料的粘接。

50、此外，酚醛树脂胶还具有良好的抗老化性能。它能够抵抗紫外线、氧气和其他环境因素的影响，不易发生老化现象。这使得酚醛树脂胶在户外长期暴露于阳光下也能保持较好的粘接性能。

51、因此，使用酚醛树脂胶制成的板材经久耐用，适用于户外场景。

52、磷酸三苯酯：磷酸三苯酯是一种无卤环保型阻燃剂，可以使塑料成型时的流动加工性变好，光稳定性好，与树脂的相容性佳等特点。

53、与现有技术相比，本发明的优点包括：

54、(1)本发明提供的利用废线路板制造板材的方法，工艺简单易于实现，无需复杂的工序和苛刻的生产环境，有利于降低板材制造的成本；

55、(2)本发明提供的利用废线路板制造板材的方法，热压成型步骤中热压温度梯度上升，由于热传递速率的限制，使得板材不同深度的胶粘剂、偶联剂固化程度有差别，靠近板材表面的胶粘剂、偶联剂固化程度更高，因而能够提高板材表面的强度，同时保持板材整体的韧性。

56、(3)本发明提供的利用废线路板制造板材的方法，偶联剂和胶粘剂具有协同作用，偶联剂能提供更强的化学键合，有利于提高板材韧性，胶粘剂能提供更高的粘接力，能够提高板材的硬度和耐久性。

57、(4)本发明提供的利用废线路板制造板材的方法，板材的成分是玻璃纤维和树脂，当板材废料报废后可以继续回收制造新的板材，从而使得生产板材的原料能够循环利用，减少浪费，减少废弃物的产生。