本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)型木塑復(fù)合材料的制備方法，尤其是涉及一種利用印刷電路板非金屬粉增強(qiáng)木塑復(fù)合材料的方法。

背景技術(shù)：

廢棄印刷電路板（pcb）是一種典型的電子廢棄物，含有金屬和非金屬兩大組分，其中金屬組分包括銅、金、銀等，約占其質(zhì)量的30%；非金屬組分包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、玻璃纖維等，約占其質(zhì)量的70%。目前，物理回收法是被廣泛采用回收廢pcb的有效方法之一，其中金屬材料的回收利用技術(shù)已經(jīng)成熟。但是，由于非金屬材料組分相對較低的回收價(jià)值，致使其研究比較滯后。廢印刷電路板非金屬粉末（n-pcb）主要成份為熱固性樹脂和玻璃纖維，其中玻璃纖維作為塑料優(yōu)良的補(bǔ)強(qiáng)材料，具有較高的回收價(jià)值，而熱固性樹脂具有阻燃增效作用。若能有效再利用n-pcb粉，不僅可以防止資源的浪費(fèi)，同時(shí)也有利于環(huán)境的保護(hù)。

木塑復(fù)合材料(wpc)兼具木材和塑料的優(yōu)點(diǎn)，并且可大量利用廢舊塑料和木粉、秸桿、稻糠等農(nóng)林業(yè)的廢棄物，成本低廉，因此潛在的應(yīng)用范圍廣闊，市場前景很好。但是，由聚丙烯（pp）或聚乙烯（pe）生產(chǎn)的木塑復(fù)合材料具有強(qiáng)度和硬度偏小、耐候性弱等問題。n-pcb中的玻璃纖維是一種優(yōu)良的補(bǔ)強(qiáng)劑，可顯著提高wpc的力學(xué)性能。但是，由于n-pcb粉和生物質(zhì)粉都是強(qiáng)極性材料，而pp和pe樹脂極性弱，導(dǎo)致n-pcb和生物質(zhì)粉與樹脂間相容性很差，從而影響wpc性能。因此，增加n-pcb和生物質(zhì)粉與樹脂間的界面相容性，對于制備高性能的wpc是必要的。目前，中國專利cn101591459a、cn103897415a、cn103834100a和cn102516591a主要有以下兩種方式用于改善n-pcb粉、生物質(zhì)粉與pp、pe樹脂的界面相容性：一是添加偶聯(lián)劑，如硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或異氰酸酯偶聯(lián)劑的；二是添加高分子相容劑，如馬來酸酐接枝的高聚物、丙烯酸-乙烯基單體共聚物等。利用偶聯(lián)劑增容使用方便，過程簡單，但是效果不佳。而利用大分子增容劑一般是先合成增容劑，再添加到木塑復(fù)合材料中進(jìn)行增容，即分步增容。分步增容過程繁雜，成本較高；且由于大分子增容劑難以及時(shí)遷移到相界面，增容效果受到影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本較低的利用印刷電路板非金屬粉增強(qiáng)木塑復(fù)合材料的方法，可對印刷電路板非金屬粉廢物再利用，并且利用原位增容可顯著提升木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種利用印刷電路板非金屬粉增強(qiáng)木塑復(fù)合材料的方法，包括以下步驟：

（1）按重量比，將熱塑性塑料100份，n-pcb粉10-50份，生物質(zhì)粉10-40份，環(huán)氧樹脂1-5份，過氧化二異丙苯0.1-0.5份，馬來酸酐1-3份，苯乙烯單體1-3份混合均勻；

（2）將步驟（1）中得到的混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠壓造粒，得到n-pcb增強(qiáng)的木塑復(fù)合材料母粒料；

（3）將步驟（2）得到的母粒料經(jīng)注塑成型機(jī)成型，得到印刷電路板非金屬粉增強(qiáng)的木塑復(fù)合材料。

進(jìn)一步，所述熱塑性塑料為聚丙烯、聚乙烯中的至少一種。

進(jìn)一步，所述n-pcb粉是指將廢棄電路板經(jīng)過破碎分選后獲得的非金屬材料碎材，再通過100目篩選后得到的非金屬材料顆粒。

進(jìn)一步，所述生物質(zhì)粉為木粉、秸稈粉、棉桿粉中的一種或多種。

進(jìn)一步，所述生物質(zhì)粉的細(xì)度為80目全通過，生物質(zhì)粉中的含水量低于10wt%。

進(jìn)一步，所述環(huán)氧樹脂為e44或e51中的至少一種。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，利用原位增容的方式，直接將熱塑性塑料、n-pcb粉、生物質(zhì)粉、環(huán)氧樹脂、過氧化二異丙苯、馬來酸酐和苯乙烯單體反應(yīng)擠出，使馬來酸酐和樹脂分子原位接枝，并隨即與木粉和n-pcb表面羥基反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)木塑兩相間的化學(xué)聯(lián)結(jié)，而且環(huán)氧樹脂的加入也可與與木粉和n-pcb表面羥基反應(yīng)實(shí)現(xiàn)界面增容。通過反應(yīng)擠出一步實(shí)現(xiàn)基體與填料兩相間的反應(yīng)增容，制備出高效增強(qiáng)的木塑復(fù)合材料。在擠出造粒過程中直接通過化學(xué)反應(yīng)增加界面相容性制備出高效增強(qiáng)的木塑復(fù)合材料，不僅能有效再利用n-pcb粉、解決n-pcb材料處置及污染問題，而且還可以顯著提升木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能，同時(shí)也有利于環(huán)境的保護(hù)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例以更加詳細(xì)地說明本發(fā)明。

所述塑料復(fù)合材料的拉伸性能的檢測方法標(biāo)準(zhǔn)為gb/t16421-1996檢測方法。彎曲性能檢測方法標(biāo)準(zhǔn)為gb/t9341-2000檢測方法。沖擊性能檢測方法標(biāo)準(zhǔn)為gb/t1043-1993檢測方法。

各實(shí)施例和對比例中，所述n-pcb粉是指將廢棄電路板經(jīng)過破碎分選后獲得的非金屬材料碎材，再通過100目篩選后得到的非金屬材料顆粒。

所述生物質(zhì)粉的細(xì)度為80目全通過，生物質(zhì)粉中的含水量低于10wt%。

對比例1：

（1）按重量比，將高密度聚乙烯（hdpe）100份，n-pcb粉20份，木粉20份，環(huán)氧樹脂（e44）5份混合均勻；

（2）將步驟（1）中得到的混合物采用雙螺桿擠出機(jī)擠壓造粒，擠出過程中各區(qū)段溫度在140-190℃之間，螺桿轉(zhuǎn)速8hz；得到n-pcb增強(qiáng)的木塑復(fù)合材料母粒料；

（3）將步驟（2）得到的母粒料經(jīng)注塑成型機(jī)成型，制備n-pcb/木粉/hdpe木塑復(fù)合材料，注塑各區(qū)段溫度在140-190℃之間。復(fù)合材料的力學(xué)性能如表1所示：

實(shí)施例1：

（1）按重量比，將高密度聚乙烯100份，n-pcb粉20份，木粉20份，環(huán)氧樹脂（e44）5份，過氧化二異丙苯0.3份，馬來酸酐2份，苯乙烯單體2份混合均勻；

（2）將步驟（1）中得到的混合物采用雙螺桿擠出機(jī)擠壓造粒，擠出過程中各區(qū)段溫度在140-190℃之間，螺桿轉(zhuǎn)速8hz，得到n-pcb增強(qiáng)的木塑復(fù)合材料母粒料；

（3）將步驟（2）得到的母粒料經(jīng)注塑成型機(jī)成型，注塑各區(qū)段溫度在140-190℃之間。得到印刷電路板非金屬粉增強(qiáng)木塑復(fù)合材料。

復(fù)合材料的力學(xué)性能如表2所示：

實(shí)施例2：

（1）按重量比，將聚丙烯100份，n-pcb粉20份，秸稈粉20份，環(huán)氧樹脂（e44）5份，過氧化二異丙苯0.3份，馬來酸酐2份，苯乙烯單體2份混合均勻；

（2）將步驟（1）中得到的混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠壓造粒，擠出過程中各區(qū)段溫度在140-190℃之間，螺桿轉(zhuǎn)速8hz；

（1）（3）將步驟（2）得到的母粒料經(jīng)注塑成型機(jī)成型，注塑各區(qū)段溫度在140-190℃之間，得到印刷電路板非金屬粉增強(qiáng)木塑復(fù)合材料。

復(fù)合材料的力學(xué)性能如表3所示：

實(shí)施例3：

（1）按重量比，將回收聚乙烯100份，n-pcb粉40份，秸稈粉20份，環(huán)氧樹脂（e51）5份，過氧化二異丙苯0.3份，馬來酸酐2份，苯乙烯單體2份混合均勻；（2）將步驟（1）中得到的混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠壓造粒，擠出過程中各區(qū)段溫度在140-190℃之間，螺桿轉(zhuǎn)速8hz；

（2）（3）將步驟（2）得到的母粒料經(jīng)注塑成型機(jī)成型，注塑各區(qū)段溫度在140-190℃之間，得到印刷電路板非金屬粉增強(qiáng)木塑復(fù)合材料。

復(fù)合材料的力學(xué)性能如表4所示：