CN113321443A - 一种应用于电风扇配重块加工的骨料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电风扇生产用原材料技术领域，具体涉及一种应用于电风扇配重块加工的骨料及制备方法。一种应用于电风扇配重块加工的骨料包括废旧线路板非金属粉10‑100份、再生轮胎橡胶粉1‑50份、矿物粉3‑80份、矿物纤维1‑30份、分散剂0.05‑5份、粘结剂3‑50份，偶联剂0.1‑5份。本方案将废线路板非金属粉和再生轮胎橡胶粉应用于电风扇配重块加工的骨料中，解决了二者难以回收和再利用的技术问题，充分发挥废旧材料的作用，并且避免由于简单的回收、填埋或者焚烧处理带来的环境污染问题。采用本方案骨料制作的电风扇配重块具有良好的硬度与刚性，成本较低，具有良好的应用前景。

Description

一种应用于电风扇配重块加工的骨料及制备方法

技术领域

本发明涉及风扇生产用原材料技术领域，具体涉及一种应用于电风扇配重块加工的骨料及制备方法。

背景技术

近年来社会经济发展，电子电器以及汽车消费量越来越多，随之而来的电子电器废弃物中线路板，以及汽车的废旧轮胎的废弃量也日益增加。随着国家可持续发展战略的实施，对环境保护、资源循环的呼声越来越高。如何处理数量众多的废线路板和废轮胎橡胶，成为社会亟待解决的问题。废线路板中的金属由于价值较高，已经得到很好的回收利用，但在废线路板中为数众多的非金属材料由于价格低、难处理，却往往被忽视。废线路板非金属材料主要为环氧树脂、酚醛树脂和玻璃纤维组成，其中环氧树脂、酚醛树脂为热固性树脂，难于熔融溶解，不易回收。废旧轮胎回收大多为磨成橡胶粉，由于轮胎橡胶粉也是热固性的，再利用时一般用作沥青、低端橡胶填充，利用价值低或者能耗较高，应用面窄。

电风扇配重块主要作用为调节风扇重心，防止风扇运行过程中由于重心过高导致的不稳定或倾倒。通常由金属铸件或者填充塑料等比重较高的原料制造而成。相比金属件造价较高，填充塑料由于其成本低、易成型、不易断裂等优点被广泛应用。而常用的填充塑料选用的填充剂一般为无机矿物粉。如何使用废线路板非金属和废轮胎橡胶代替部分无机矿物粉，制备力学性能等方面满足需求的电风扇配重块，对难于回收的热固性材料进行有效回收利用，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明意在提供一种应用于电风扇配重块加工的骨料，该骨料具有加工的低成本和性能优良的特点，用以解决废线路板和废轮胎橡胶难以回收和再利用的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种应用于电风扇配重块加工的骨料，以质量份计，其原料包括废旧线路板非金属粉10-100份、再生轮胎橡胶粉10-100份、矿物粉3-80份、矿物纤维1-30份、分散剂0.05-5份、粘结剂3-50份和偶联剂0.1-5份。

本发明还提供了提供上述材料的制备方法：

所述骨料由如下方法制备：

1)按比例称取废旧线路板非金属粉、再生轮胎橡胶粉、矿物粉和矿物纤维，并混合获得混合料Ⅰ，并在80-100℃温度下干燥2-4小时；

2)将所述混合料Ⅰ加入至高速搅拌机中，在800-3000rpm转速下搅拌0.5-5分钟，控制温度不超过100℃，加入偶联剂，然后再以800-3000rpm搅拌0.5-5分钟；

3)在所述高速搅拌机中按比例添加粘结剂和分散剂，继续混合0.5-5分钟，获得混合料Ⅱ；

4)将混合料Ⅱ加入到密炼机，在60-100℃混炼5-15分钟，制成胶团；

5)将所述胶团在未冷却前加入至单螺杆挤出机，制成颗粒状的骨料。

采用上述技术方案的技术原理以及有益效果在于：

在本方案中利用废旧线路板非金属粉、再生轮胎橡胶粉、矿物粉和矿物纤维来制备配重块骨料，与现有技术相比，本技术有效利用难于回收的废线路板和废轮胎橡胶，减少二者对环境的污染。废线路板非金属粉为刚性，废轮胎橡胶为弹性，二者配合达到刚性与弹性的平衡。在矿物填充中选择矿物粉和具有长径比的矿物纤维混合，使骨料具有很好的硬度与强度。即，废线路板非金属粉和废轮胎橡胶粉联合使用、以及矿物粉和矿物纤维的联合使用，均存在协同增效的效果。

制备本方案的骨料的过程包括：首先将废旧线路板非金属粉、再生轮胎橡胶粉、矿物粉和矿物纤维混合并干燥，然后在高速搅拌过程中加入偶联剂混合，接下来加入粘结剂和分散剂，获得混合料Ⅱ。对混合料Ⅱ在60-100℃之间进行混炼，获得胶团，再通过挤出机挤出制粒，即可获得母粒。密炼机的混炼温度在60-100℃之间，这是本方案中较为重要的技术参数的设置，可以使来源于废线路板的热固性环氧树脂和来源于废轮胎的热固性橡胶粉，与矿物粉、矿物纤维和粘结剂达到很好的融合，形成分散均匀的胶团，减少团聚。按照本法制备的骨料的力学性质得到了较为大幅度地提升。

本方案制得的骨料粒子可按需求与塑料粒子配比压制成型，获得电风扇配重块，操作灵活便捷。本方案的一种应用于电风扇配重块加工的骨料具有价格便宜、分散好、机械性能佳、易于加工的优点，具有广泛的应用前景。并且能够充分利用废旧材料，实现了资源再生利用以及综合利用，为节能减排创造了条件。

进一步，所述废旧线路板非金属粉来自于废线路板或者废覆铜板的非金属成分；所述再生轮胎橡胶粉来自于废旧轮胎。

废旧线路板非金属粉来自于废线路板或者废覆铜板的非金属成分。线路板又叫印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一，只要有集成电路的电子元器件都要使用印制板。覆铜板(全称覆铜板层压板，又名基材)，是由木浆纸或玻纤布等作增强材料，浸以树脂，单面或双面覆以铜箔，经热压而成的一种产品。全球线路板制造工业的平均年增长率约为8.7％，废线路板和废覆铜板的产生的数量是非常惊人的，如果不对这些废线路板和废覆铜板进行充分地回收和利用，这将是对资源的极大浪费，不符合绿色环保和可持续发展的要求。废线路板具有相当高的回收价值和利润空间，表现在废线路板和废覆铜板中含有大量的可回收的贵重金属、塑料和玻璃等。其中，废线路板和废覆铜板中的塑料主要为热固性树脂，热固性树脂具有优良的综合性能：包括高强度、耐热性好、电性能优良、抗腐蚀、耐老化、尺寸稳定性好等，废旧的热固性树脂具有良好地再利用前景。

再生轮胎橡胶粉来自于废旧轮胎的主要成分为橡胶，在本技术方案中，刚性的废旧线路板非金属粉和柔性的再生轮胎橡胶粉相融合，可以使得生产获得的骨料同时具备适当强度和柔韧性，获得性质更佳的应用于电风扇配重块加工的骨料。

进一步，所述废旧线路板非金属粉的粒径为20-200目；所述再生轮胎橡胶粉的粒径为20-200目。采用上述粒径的旧线路板非金属粉和再生轮胎橡胶粉，两种粉状材料可以更好的融合，使得生产获得的骨料更为稳定。

进一步，所述废旧线路板非金属粉的粒径为50-120目；所述再生轮胎橡胶粉的粒径为50-120目。采用上述粒径范围，可以获得力学性能更为优异的骨料，是一种更为优化的选择。

进一步，所述矿物粉为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、硅微粉和煤矸石中的一种物质或几种组成的混合物；所述矿物粉的粒径为100-300目。采用上述矿物粉制备而成的骨料的力学强度较好，满足配重块对于材料力学性能的需求。

进一步，所述矿物粉为碳酸钙和/或硫酸钡。碳酸钙和硫酸钡为常见的无机矿物材料，易于获取，并且与矿物纤维的相容性更好。

进一步，所述矿物纤维为硅酸铝纤维、硅酸铝晶须、玻璃纤维、石膏纤维和硅灰石中的一种物质或几种组成的混合物。

进一步，所述分散剂为乙撑基双硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸三甘油酯、液体石蜡、聚乙烯蜡和氯化石蜡中的一种物质或几种组成的混合物；所述粘结剂为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、烯丙基树脂、聚氨酯、聚乙烯醇缩醛和聚乙烯醇中的一种物质或几种组成的混合物；所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、有机铬偶联剂和硼酸酯类偶联剂中的一种物质或几种组成的混合物。上述矿物纤维、分散剂、粘结剂和偶联剂为现有技术中常规的物质，易于获取且性质稳定。

进一步，骨料在生产配重块中的应用。

在电风扇制造行业，配重块是落地扇底座的必要配件之一，配重块为保证落地扇的稳定性起到了重要作用。配重块除了需要具有一定重量以稳定落地扇之外，还需要具有较好的冲击强度、弯曲模量和抗跌落高度等性质，以免配重块在层叠运输中或者在跌落的情形下被损坏，并且为了防止配重块长期存放可能出现的自然损坏，配重块还需要具有一定的抗老化能力。配重块的制备工艺通常是用各种废旧塑料和石粉混合，经过高温熔化制成糕状，然后用压力机压制成形。在本方案中，使用含有废旧线路板非金属粉、再生轮胎橡胶粉、矿物粉和矿物纤维的骨料来制备电风扇的配重块，该配重块具有较好的强度以及抗跌落和抗裂性能，并且可以合理地回收和利用的废旧资源，达到了资源综合利用的效果。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明，本发明的范围不受这些实施例的范围限制。

实施例1：

一种应用于电风扇配重块加工的骨料，由以下组分组成：废旧线路板非金属粉30份、再生橡胶粉20份、矿物粉10份、矿物纤维10份、分散剂2份、粘结剂20份，偶联剂0.5份。其中，废旧线路板非金属粉粒径80目；再生轮胎橡胶粉粒径100目；矿物粉选用碳酸钙200目；矿物纤维选用玻璃纤维；分散剂选用乙撑基双硬脂酸酰胺(EBS)；粘结剂选用聚丙烯；偶联剂选用为硅烷偶联剂。

制备方法：

1)按比例称取废旧线路板非金属粉、再生轮胎橡胶粉、矿物粉、矿物纤维，并混合获得混合料Ⅰ，在100℃(可选择范围80-100℃)温度下干燥4小时(可选择范围2-4小时)。

2)将经过步骤1)处理过后的混合料Ⅰ加入至高速搅拌机中，在2500rpm(可选择范围800-3000rpm)转速下搅拌3分钟(可选择范围0.5-5分钟)，控制温度不超过100℃，加入偶联剂，然后再以2500rpm(可选择范围800-3000rpm)搅拌3分钟(可选择范围0.5-5分钟)。

3)在高速搅拌机中按比例添加粘结剂和分散剂，继续混合3分钟(可选择范围0.5-5分钟)，获得混合料Ⅱ。

4)将混合均匀的混合料Ⅱ加入到密炼机投料斗，在100℃(可选择范围60-100℃)混炼10分钟(可选择范围5-15分钟)，制成胶团。

5).将胶团在未冷却前立即用提升斗和强制压料机，加入至单螺杆挤出机，制成颗粒状的骨料。

实施例2-实施例7基本同实施例1，不同点在于原料的选择和添加量，具体详见表1中的内容。

表1：实施例中物料添加情况

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种应用于电风扇配重块加工的骨料，其特征在于：以质量份计，其原料包括废旧线路板非金属粉10-100份、再生轮胎橡胶粉10-100份、矿物粉3-80份、矿物纤维1-30份、分散剂0.05-5份、粘结剂3-50份和偶联剂0.1-5份。

2.根据权利要求1所述的一种应用于电风扇配重块加工的骨料，其特征在于：所述废旧线路板非金属粉来自于废线路板或者废覆铜板的非金属成分；所述再生轮胎橡胶粉来自于废旧轮胎。

3.根据权利要求2所述的一种应用于电风扇配重块加工的骨料，其特征在于：所述废旧线路板非金属粉的粒径为20-200目；所述再生轮胎橡胶粉的粒径为20-200目。

4.根据权利要求3所述的一种应用于电风扇配重块加工的骨料，其特征在于：所述废旧线路板非金属粉的粒径为50-120目；所述再生轮胎橡胶粉的粒径为50-120目。

5.根据权利要求1所述的一种应用于电风扇配重块加工的骨料，其特征在于：所述矿物粉为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、硅微粉和煤矸石中的一种物质或几种组成的混合物；所述矿物粉的粒径为100-300目。

6.根据权利要求5所述的一种应用于电风扇配重块加工的骨料，其特征在于：所述矿物粉为碳酸钙和/或硫酸钡。

7.根据权利要求1所述的一种应用于电风扇配重块加工的骨料，其特征在于：所述矿物纤维为硅酸铝纤维、硅酸铝晶须、玻璃纤维、石膏纤维和硅灰石中的一种物质或几种组成的混合物。

8.根据权利要求1所述的一种应用于电风扇配重块加工的骨料，其特征在于：所述分散剂为乙撑基双硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸三甘油酯、液体石蜡、聚乙烯蜡和氯化石蜡中的一种物质或几种组成的混合物；所述粘结剂为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、烯丙基树脂、聚氨酯、聚乙烯醇缩醛和聚乙烯醇中的一种物质或几种组成的混合物；所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、有机铬偶联剂和硼酸酯类偶联剂中的一种物质或几种组成的混合物。

9.根据权利要求1所述一种应用于电风扇配重块加工的骨料的制备方法，其特征在于：包括如下依次进行的步骤：

1)按比例称取废旧线路板非金属粉、再生轮胎橡胶粉、矿物粉和矿物纤维，并混合获得混合料Ⅰ，并在80-100℃温度下干燥2-4小时；

2)将所述混合料Ⅰ加入至高速搅拌机中，在800-3000rpm转速下搅拌0.5-5分钟，控制温度不超过100℃，加入偶联剂，然后再以800-3000rpm搅拌0.5-5分钟；

3)在所述高速搅拌机中按比例添加粘结剂和分散剂，继续混合0.5-5分钟，获得混合料Ⅱ；

4)将混合料Ⅱ加入到密炼机，在60-100℃混炼5-15分钟，制成胶团；

5)将所述胶团在未冷却前加入至单螺杆挤出机，制成颗粒状的骨料。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的骨料在生产配重块中的应用。