[发明专利]一种超支化改性废印刷电路板非金属粉杂化填料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种超支化改性废印刷电路板非金属粉杂化填料及其制备方法与应用。本发明的超支化改性废印刷电路板非金属粉杂化填料的表面含有大量的活性官能团和空腔结构，与橡胶具有的界面结合性好。本发明通过表面接枝的方法在废印刷电路板非金属粉表面接枝上末端含大量活性官能团和空腔结构的超支化聚合物，原位生成超支化聚酰胺胺，得到表面含有大量活性官能团和空腔结构的杂化填料。本发明的超支化改性废印刷电路板非金属粉杂化填料与橡胶共混、热压硫化后得到力学性能增强的改性复合橡胶材料。本发明实现了废NMF粉的功能化处理，扩大了废NMF粉回收利用的应用范围，绿色环保，具有良好的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及杂化填料的制备与固废回收利用领域，具体涉及一种超支化改性废印刷电路板非金属粉杂化填料及其制备方法与应用。

背景技术

当今社会，随着电子产品的加速更新，电子废弃物与日俱增。目前处理难度大、收益小的非金属部分欠缺足够的研究，现今依然较多采用传统的掩埋和燃烧，造成资源浪费的同时处理产生的有毒物质还会对人体和环境造成危害。电子废弃物含有大量玻璃纤维和热固性树脂，不少研究者将其作为填料制备出PP、PVC、PA6、沥青等复合材料，大幅降低成本，对复合材料的机械性能和耐热性能有明显的增强效果，表现出良好的市场潜力及商用价值。然而非金属材料(NMF)表面能大，在橡胶中极难分散性差，与基体结合不强，极大制约了其作为填料补强橡胶的功能；目前关于功能化处理NMF在橡胶中应用在国内外仍难见相关文献报道。

超支化聚合物是由枝化基元组成的但结构不规整的具有三维椭球状立体构造的大分子，其在溶解性、粘度以及物理机械性能方面有优异的表现，利于加工，同时其具有大量活性链端官能团和空腔结构，可用于对橡胶填料的接枝改性。大量研究表明在无机填料表面接枝超支化聚合物，能提高其在聚合物基体中的分散性，增强界面作用，实现复合材料的多功能化。

未填充的丁腈橡胶(NBR)物理机械性能很差，一般均需补强后才有实用价值。而且由于丁腈橡胶广泛应用于垫圈、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，因此要求其必须具有优异的综合力学性能。

本发明从废NMF改性出发，在橡胶基体中引入超支化聚合物，增强废印刷电路板非金属粉与橡胶的界面作用，从而提高橡胶复合材料的综合力学性能。这种杂化填料的制备方法及在橡胶中的应用迄今均未见国内外文献报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种超支化改性废印刷电路板非金属粉杂化填料。该超支化改性废印刷电路板非金属粉杂化填料的表面含有大量的活性官能团和空腔结构，与橡胶具有的界面结合性好，克服了废印刷电路板非金属粉难分散、与橡胶的界面结合差的缺点。

本发明的目的还在于提供所述的一种超支化改性废印刷电路板非金属粉杂化填料的制备方法。该方法通过表面接枝(grafting from)的方法在废印刷电路板非金属粉表面接枝上末端含大量活性官能团和空腔结构的超支化聚合物，原位生成超支化聚酰胺胺，得到表面含有大量活性官能团和空腔结构的杂化填料。

本发明的目的还在于提供所述的一种超支化改性废印刷电路板非金属粉杂化填料在橡胶改性中的应用。超支化改性废印刷电路板非金属粉杂化填料与橡胶具有的界面结合性好，将超支化改性废印刷电路板非金属粉杂化填料与橡胶共混、热压硫化后得到改性复合橡胶材料，改性后的橡胶复合材料力学性能好，克服了改性后的复合材料力学性能低的缺点，实现了废印刷电路板非金属粉在橡胶改性中的大规模工业化应用。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种超支化改性废印刷电路板非金属粉杂化填料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将废印刷电路板非金属粉(废NMF粉)粉碎、干燥后，分散在乙醇的水溶液中，调整pH值后，滴加氨基硅烷偶联剂，搅拌下进行反应；反应结束后，用乙醇离心洗涤、干燥，得到氨基化废印刷电路板非金属粉；