一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法
【专利摘要】一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：取一定量的石油沥青加热至其融化，然后慢慢加入废弃线路板非金属粉末和硅烷偶联剂，搅拌至共混均匀，在温度为135～180℃条件下搅拌15～60min，然后停止加热，经得到改性沥青。本发明制备的改性沥青希提高了沥青的高温稳定性，降低了温度敏感性，并且能够有效地利用线路板非金属成分、减少沥青的用量、降低改性沥青的成本，解决废旧线路板非金属成分的资源化问题，达到变废为宝、保护环境的目的。
【专利说明】
一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及废弃线路板的处理技术，特别涉及一种利用废弃线路板非金属粉末和 硅烷偶联剂制备改性沥青的方法，涉及环境保护领域中的工业电子废弃物处理方法，属于 电子废弃物的资源化利用技术领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，科学技术的飞速发展，把电子行业发展到一个新的高度，电子产品种类和 数量都快速增加。电子产品的更新换代的周期不断缩短。产生的电子废弃物也越来越多，由 此带来的电子垃圾对环境造成的不良影响也越来越大。而废旧线路板是电子垃圾中的一 种，几乎存在于所有的电子产品中。据文献记载，线路板约占电子产品总量的1/4。随着电子 废弃物的不断增长，废弃印刷线路板也必定会越来越多。如何科学、合理地处理这些废弃线 路板对环保有重大的意义。
[0003]废弃线路板中，金属成分约占30%，非金属成分约占70%。金属成份中主要常见金 属有铜、锡、铁、镍、错、铅等，其中铜含量超过20%。贵金属有金、银、钯等。目前对于废弃线 路板资源化利用的研究大多数集中在废弃印刷电路板中稀贵金属及有价金属的回收上，而 非金属成分回收利用方面的研究较少。将线路板中的金属回收后，必定会产生大量的非金 属材料。如果处理不当，将对环境产生巨大的危害。线路板上的非金属中含有大量酚醛树 月旨、环氧树脂、玻璃纤维、固化剂等物质，树脂对沥青高温稳定性具有改良作用，玻璃纤维对 沥青混料具有加固作用，因此可以效仿橡胶改性的沥青的方法，将其作为填料填充到石油 沥青中，从而改善沥青的性能，让其成为一种沥青改性剂。沥青的使用范围广，可以消耗大 量的废弃线路板非金属粉末。因此用废弃线路板非金属粉末改性沥青既保护了环境，又改 善了沥青的性能，降低了沥青的用量，降低了沥青的使用成本。
[0004] 在利用废弃线路板制备沥青方面，
【申请人】检索到以下一些专利文献：
[0005] CN102190896B-种废弃电子线路板的回收方法及其回收得到的沥青（
【申请人】:上 海新禹固废处理有限公司；华东理工大学），该发明提供一种废弃电子线路板(PCB板）的回 收方法，其包括如下步骤：（a)将去除元器件的废弃电子线路板进行粉碎分离，得到金属部 分、以及粉末状树脂部分，所述粉末状树脂部分中金属质量含量低于5%; (b)将粉末状树脂 与沥青混合，所述粉末状树脂占沥青质量的1~20%，得到混合物;所述混合物在140~220 °C下进行沥青改性反应，得到改性沥青。主权项:一种废弃电子线路板(PCB板)的回收方法， 其特征在于，包括如下步骤：（a)将去除元器件的废弃电子线路板进行粉碎分离，得到金属 部分、以及粉末状树脂部分，所述粉末状树脂中金属质量含量低于5%; (b)将粉末状树脂与 沥青混合，所述粉末状树脂占沥青质量的2~15%，得到混合物;所述混合物在140~220°C 下进行沥青改性反应，得到改性沥青;其中所述沥青改性反应包括如下步骤:所述混合物在 所述140~220°C的温度和机械搅拌下进行溶胀聚合1 ±0.5小时;溶胀聚合后的反应物进行 剪切混合乳化30~90min，得到改性沥青。该专利技术方案得到的改性沥青中，单是将电路 板粉末与石油沥青结合，它们的相容性还不够好，在改性沥青冷凝的过程中，电路板粉末容 易沉降到改性沥青的底部，造成分布不均匀的结果。并且制备出来的改性沥青最后是要和 无机沙子、石子结合起来使用的，该改性沥青存在与酸性石料粘附性差的缺点，严重影响沥 青混合料的水稳定性。因此，该改性沥青与酸性石料混合用作路面材料的耐久性极差。
[0006] CN104497604A-种沥青改性剂及其制备方法（
【申请人】:广西远景橡胶科技有限公 司），该发明公开了一种沥青改性剂及其制备方法，以废弃轮胎为原料，制作成沥青改性剂， 生产过程无有害气体释放，合理、环保解决了废弃橡胶和废弃线路板非金属部分的资源再 利用问题，并能有效提高改性沥青的各项性能指标，采用本发明方法制得的沥青改性剂，可 用于建筑防水，成本低。主权项：一种沥青改性剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤： 1)活化胶粉的制备:①将废弃橡胶除去金属、纤维和杂物，经撕裂、碾压和揉搓制备絮状橡 胶粉;②将絮状橡胶粉100重量份加入搅拌机，升温至110-130°C，依次加入以下重量份的环 保活化剂2-3份、隔离剂5份、塑化剂3份、分散剂1-2份，温度控制在110-130°C，反应时间10-20min，反应结束后，冷却放料，得到活化胶粉;2)改性:将废弃玻纤酚醛/环氧树脂粉和活化 胶粉按照6:4的重量比投入高速搅拌机，搅拌，得到沥青改性剂;3)出料、包装:步骤2)得到 的沥青改性剂出料冷却后包装。
[0007] 硅烷偶联剂是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机娃化合物，由 于这一特殊结构，在其分子中同时具有能和无机质材料化学结合的反应基团及与有机质材 料化学结合的反应基团。硅烷偶联剂的使用可以很好地提高废弃线路板非金属粉末和沥青 的相容性，能改善线路板粉末在沥青的分散性及粘合力。制备出来的改性沥青最后是要和 无机沙子、石子结合起来使用的，硅烷偶联剂可以改善无机填料与沥青、树脂之间的相容 性、粘附性。
【发明内容】
[0008] 本发明提供一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，解决废弃线路 板非金属粉末污染环境的问题，同时改善沥青的性能，提高改性沥青的高温稳定性，降低改 性沥青的温度敏感性。
[0009] 本发明提出的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法包括以下步 骤：
[0010] -种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，该方法包括以下步骤:取 一定量的石油沥青加热到致其融化，然后慢慢加入废弃线路板非金属粉末和硅烷偶联剂， 搅拌至共混均勾，在温度为120~200 °C条件下搅拌10~120min，然后停止加热，自然冷却至 常温得到改性沥青。
[0011]线路板非金属粉末成分中，主要成分是酚醛类、环氧类树脂以及玻璃纤维。
[0012]石油沥青、废弃线路板非金属粉末在硅烷偶联剂的作用下实现改性的机理原理： 线路板非金属粉末成分中，主要成分是酚醛类、环氧类树脂以及玻璃纤维。线路板非金属粉 末加入到沥青中以沥青为介质，吸收沥青中的油分。非金属粉末与油分有较好的亲和力，可 以加速非金属粉末的解聚。这样有利于沥青对粉末微粒溶胀及分散过程进行。微粒被溶胀 的程度越大，则微粒占据的空间越大，沥青能流动的空间就相对减小，则粘度越大。非金属 粉末中的微粒表面所吸附的沥青油分越多，相对而言自由沥青的量减少，大大增加了迀移 阻力，提高了粘度。非金属粉末在裹复了吸附层后，微粒团的许多性质接近于沥青，提高了 改性沥青的稳定性。非金属粉末中的玻璃纤维对沥青具有加固作用、增强效应，可以提高沥 青的高温稳定性。硅烷偶联剂是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化 合物，由于这一特殊结构，在其分子中同时具有能和无机质材料化学结合的反应基团及与 有机质材料化学结合的反应基团。硅烷偶联剂的使用可以很好地提高废弃线路板非金属粉 末和沥青的相容性，能改善线路板粉末在沥青的分散性及粘合力。可以增加与无机沙子、石 子的湿润性，提高改性沥青的粘结力，改善其与无机沙子、石子等酸性石料的粘附性。
[0013] 进一步，以上所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，所述 的废弃线路板非金属粉末加入的量为石油沥青质量的2%~25%。
[0014] 进一步，以上所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，所述 的硅烷偶联剂加入的量为石油沥青质量〇. 1 %~2%。
[0015] 进一步，以上所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，所述 的硅烷偶联剂型号为 KH550或 KH560或 KH570或 KH-580或 KH-590或 KH-902、KH-903或 KH-792。 [0016]采用以上优选条件制备的改性沥青，软化点升高，提高了改性沥青的高温稳定性， 针入度下降，增大了改性沥青的粘度，针入度指数(PI)增大，表明降低了改性沥青的温度敏 感性。
[0017] 进一步，以上任一所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法， 其特征在于：所述的废弃线路板非金属粉末由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基 板一粉碎一筛选，得到粒径在〇.5mm以下的粉末，再将废弃线路板粉末、水和钠盐类分散剂 按照1:50:0.25~1:80:0.6的重量比混合，搅拌至团聚的粉末分散开，然后用重力摇床分选 出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到非金属富集体，干燥、筛分得到32~200目的废 弃线路板非金属粉末。
[0018] 进一步，以上所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，所述 的钠盐类分散剂包括以下任何一种或一种以上的混合物:十二烷基苯磺酸钠、烯烃磺酸 钠、仲烷基磺酸钠、脂肪酸甲酯磺酸钠、脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚磺酸钠。
[0019] 进一步，以上所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，所述 的废弃线路板非金属粉末加入的量为石油沥青质量的5%~10%。
[0020] 进一步，以上所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，所述 的硅烷偶联剂加入的量为石油沥青质量〇. 2%~0.5%。
[0021] 进一步，以上所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，所述 的废弃线路板非金属粉末为40-100目。
[0022] 进一步，以上任一所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法， 其特征在于:所述的搅拌至共混均勾之后，在温度为135~180 °C条件下搅拌25~60min。
[0023] 本发明具有以下有益效果：
[0024] 1.本申请的专利技术中采用硅烷偶联剂作为中介处理线路板非金属粉末与沥青 的连接的界面，提高线路板非金属粉末与沥青的界面性能，提高线路板非金属粉末与沥青 的相容性，改善线路板粉末在沥青的分散性及粘合力，使线路板粉末与沥青很好连接在一 起，形成均匀的稳定体系。提高改性沥青的整体性能。此外硅烷偶联剂是一类在分子中同时 含有两种不同化学性质基团的有机娃化合物，由于这一特殊结构，在其分子中同时具有能 和无机质材料化学结合的反应基团及与有机质材料化学结合的反应基团，可以增加与无机 沙子、石子的湿润性，提高改性沥青的粘结力，改善其与无机沙子、石子等酸性石料的粘附 性。
[0025] 2.可以大量消耗废旧线路板非金属粉末，将其和硅烷偶联剂一起作为沥青的改性 添加剂，既保护了环境，又降低沥青的使用量，达到变废为宝、保护环境的目的；
[0026] 3.改善了改性沥青的性能，提高了其高温稳定性，降低了其对温度的敏感性；
[0027] 4.工艺简单，有利转向工业的应用。
【具体实施方式】 [0028] 实施例1:
[0029] (1)废弃线路板非金属粉末制备：由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基 板一粉碎一筛选，得到粒径在〇. 5mm以下的粉末，再将废弃线路板粉末、水和钠盐类(十二烧 基苯磺酸钠)分散剂按照1:50:0.25的重量比混合，搅拌至团聚的粉末分散开，然后用重力 摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到非金属富集体，干燥、筛分得到32目的 废弃线路板非金属粉末；
[0030] (2)制备改性沥青:取一定量的石油沥青加热至其融化，然后慢慢加入量为石油沥 青质量的2 %的废弃线路板非金属粉末和量为石油沥青质量0.1 %的型号为KH550的硅烷偶 联剂，搅拌至共混均匀，在温度为120°C条件下搅拌lOmin，然后停止加热，自然冷却至常温 得到改性沥青1。
[0031] 实施例2:
[0032] (1)废弃线路板非金属粉末制备：由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基 板一粉碎一筛选，得到粒径在〇. 5mm以下的粉末，再将废弃线路板粉末、水和钠盐类(α-稀经 磺酸钠)分散剂按照1:55:0.3的重量比混合，搅拌至团聚的粉末分散开，然后用重力摇床分 选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到非金属富集体，干燥、筛分得到40目的废弃线 路板非金属粉末；
[0033] (2)制备改性沥青:取一定量的石油沥青加热至其融化，然后慢慢加入量为石油沥 青质量的5%的废弃线路板非金属粉末和量为石油沥青质量0.2%的型号为ΚΗ550的硅烷偶 联剂，搅拌至共混均匀，在温度为140°C条件下搅拌25min，然后停止加热，自然冷却至常温 得到改性沥青2。
[0034] 实施例3:
[0035] (1)废弃线路板非金属粉末制备：由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基 板一粉碎一筛选，得到粒径在〇. 5mm以下的粉末，再将废弃线路板粉末、水和钠盐类(仲烷基 磺酸钠)分散剂按照1:60:0.35的重量比混合，搅拌至团聚的粉末分散开，然后用重力摇床 分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到非金属富集体，干燥、筛分得到60目的废弃 线路板非金属粉末；
[0036] (2)制备改性沥青:取一定量的石油沥青加热至其融化，然后慢慢加入量为石油沥 青质量的10%的废弃线路板非金属粉末和量为石油沥青质量0.5%的型号为KH570的硅烷 偶联剂，搅拌至共混均匀，在温度为160°C条件下搅拌60min，然后停止加热，自然冷却至常 温得到改性沥青3。
[0037] 实施例4:
[0038] (1)废弃线路板非金属粉末制备：由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基 板一粉碎一筛选，得到粒径在〇.5mm以下的粉末，再将废弃线路板粉末、水和钠盐类(脂肪酸 甲酯磺酸钠)分散剂按照1:65:0.40的重量比混合，搅拌至团聚的粉末分散开，然后用重力 摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到非金属富集体，干燥、筛分得到80目的 废弃线路板非金属粉末；
[0039] (2)制备改性沥青:取一定量的石油沥青加热至其融化，然后慢慢加入量为石油沥 青质量的15 %的废弃线路板非金属粉末和量为石油沥青质量1.0 %的型号为KH-580的硅烷 偶联剂，搅拌至共混均匀，在温度为180°C条件下搅拌80min，然后停止加热，自然冷却至常 温得到改性沥青4。
[0040] 实施例5:
[0041] (1)废弃线路板非金属粉末制备：由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基 板一粉碎一筛选，得到粒径在〇.5mm以下的粉末，再将废弃线路板粉末、水和钠盐类(脂肪酸 甲酯聚氧乙烯醚磺酸钠)分散剂按照1:70:0.45的重量比混合，搅拌至团聚的粉末分散开， 然后用重力摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到非金属富集体，干燥、筛分 得到100目的废弃线路板非金属粉末；
[0042] (2)制备改性沥青:取一定量的石油沥青加热至其融化，然后慢慢加入量为石油沥 青质量的20 %的废弃线路板非金属粉末和量为石油沥青质量1.5 %的型号为KH-590的硅烷 偶联剂，搅拌至共混均匀，在温度为200°C条件下搅拌lOOmin，然后停止加热，自然冷却至常 温得到改性沥青5。
[0043] 实施例6:
[0044] (1)废弃线路板非金属粉末制备：由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基 板一粉碎一筛选，得到粒径在〇. 5mm以下的粉末，再将废弃线路板粉末、水和钠盐类(十二烧 基苯磺酸钠、烯烃磺酸钠按任意比例组成的混合物）分散剂按照1:75:0.50的重量比混 合，搅拌至团聚的粉末分散开，然后用重力摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分， 得到非金属富集体，干燥、筛分得到140目的废弃线路板非金属粉末；
[0045] (2)制备改性沥青:取一定量的石油沥青加热至其融化，然后慢慢加入量为石油沥 青质量的25%的废弃线路板非金属粉末和量为石油沥青质量2%的型号为ΚΗ-902的硅烷偶 联剂，搅拌至共混均匀，在温度为135°C条件下搅拌120min，然后停止加热，自然冷却至常温 得到改性沥青6。
[0046] 实施例7:
[0047] (1)废弃线路板非金属粉末制备：由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基 板一粉碎一筛选，得到粒径在〇. 5mm以下的粉末，再将废弃线路板粉末、水和钠盐类(仲烷基 磺酸钠、脂肪酸甲酯磺酸钠按任意比例组成的混合物)分散剂按照1:80:0.6的重量比混合， 搅拌至团聚的粉末分散开，然后用重力摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得 到非金属富集体，干燥、筛分得到180目的废弃线路板非金属粉末；
[0048] (2)制备改性沥青:取一定量的石油沥青加热至其融化，然后慢慢加入量为石油沥 青质量的8 %的废弃线路板非金属粉末和量为石油沥青质量0.3 %的型号为KH-903的硅烷 偶联剂，搅拌至共混均匀，在温度为155°C条件下搅拌35min，然后停止加热，自然冷却至常 温得到改性沥青7。
[0049] 实施例8:
[0050] (1)废弃线路板非金属粉末制备：由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基 板一粉碎一筛选，得到粒径在〇. 5mm以下的粉末，再将废弃线路板粉末、水和钠盐类(仲烷基 磺酸钠、脂肪酸甲酯磺酸钠、脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚磺酸钠按任意比例组成的混合物)分散 剂按照1:50:0.55的重量比混合，搅拌至团聚的粉末分散开，然后用重力摇床分选出线路板 粉末中的金属和非金属成分，得到非金属富集体，干燥、筛分得到200目的废弃线路板非金 属粉末；
[0051] (2)制备改性沥青:取一定量的石油沥青加热至其融化，然后慢慢加入量为石油沥 青质量的10 %的废弃线路板非金属粉末和量为石油沥青质量〇. 4 %的型号为KH-792的硅烷 偶联剂，搅拌至共混均匀，在温度为165°C条件下搅拌55min，然后停止加热，自然冷却至常 温得到改性沥青8。
[0052] 对实施1-8制备得到的改性沥青1-8,根据环球法测定软化点的要求制备样品测定 改性沥青的软化点，根据0602-119《沥青试样制备方法》的要求制备样品，然后测定改性沥 青的针入度。用来反映沥青感温性的常用指标是针入度指数(PI)，按公式(1)计算确定。
[0054] 公式（1)中P(25°C，100g，5s)--在25°C、100g、5s条件下测定的针入度值（1/ 10mm)；
[0055] TR&B一一环球法测定的软化点（°C)。
[0056] 得到结果如下表1:
[0057]表1各类沥青的软化点、针入度、针入度指数(PI)
[0059]实验结果显示本发明改性沥青的软化点升高，针入度下降，针入度指数(PI)增大。 由此可见添加了废弃线路板非金属粉末和硅烷偶联剂的改性沥青提高了高温稳定性能，降 低了温度的敏感性。
【主权项】
1. 一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，其特征在于:该方法包括以 下步骤:取一定量的石油沥青加热至其融化，然后慢慢加入废弃线路板非金属粉末和硅烷 偶联剂，搅拌至共混均匀，在温度为120~200°C条件下搅拌10~120min，然后停止加热，自 然冷却至常温得到改性沥青。2. 根据权利要求1所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，其特 征在于:所述的废弃线路板非金属粉末加入的量为石油沥青质量的2%~25%。3. 根据权利要求1或2所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，其 特征在于:所述的硅烷偶联剂加入的量为石油沥青质量0.1 %~2%。4. 根据权利要求1所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，其特 征在于：所述的硅烷偶联剂型号为KH550或KH560或KH570或KH-580或KH-590或KH-902、KH-903或KH-792。5. 根据权利要求1、2、4任一所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方 法，其特征在于:所述的废弃线路板非金属粉末由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到 基板一粉碎一筛选，得到粒径在〇.5mm以下的粉末，再将废弃线路板粉末、水和钠盐类分散 剂按照1:50:0.25~1:80:0.6的重量比混合，搅拌至团聚的粉末分散开，然后用重力摇床分 选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到非金属富集体，干燥、筛分得到32~200目的 废弃线路板非金属粉末。6. 根据权利要求5所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，其特 征在于:所述的钠盐类分散剂包括以下任何一种或一种以上的混合物:十二烷基苯磺酸钠、 α-烯烃磺酸钠、仲烷基磺酸钠、脂肪酸甲酯磺酸钠、脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚磺酸钠。7. 根据权利要求2所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，其特 征在于:所述的废弃线路板非金属粉末加入的量为石油沥青质量的5%~10%。8. 根据权利要求3所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，其特 征在于:所述的硅烷偶联剂加入的量为石油沥青质量0.2%~0.5%。9. 根据权利要求5所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥青的方法，其特 征在于:所述的废弃线路板非金属粉末为40-100目。10. 根据权利要求1-2、4、6-9任一所述的一种利用废弃线路板非金属粉末制备改性沥 青的方法，其特征在于:所述的搅拌至共混均匀之后，在温度为135~180°C条件下搅拌25~ 60min〇
【文档编号】C08K5/548GK106046818SQ201610529544
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】卢彦越, 江勇, 廖安平, 马齐佳, 谢清若, 蓝平
【申请人】广西民族大学