[发明专利]一种纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米复合材料及其制备方法。其制备方法包括以下步骤：步骤1：将热固性环氧树脂废弃物破碎、分选，收集非金属粉；步骤2：将非金属粉加入无机酸中于60～100℃加热20～100小时；步骤3：过滤，收集滤液，调节滤液pH值，然后加入纳米颗粒，搅拌1～3小时，得到环氧树脂纳米复合材料。本发明通过一步法直接回收滤液中环氧树脂，滤液可循环使用，无二次污染，对环境友好，而且制备的纳米复合材料具有更高的附加值。

技术领域

本发明涉及热固性环氧树脂废弃物中环氧树脂的回收技术领域，具体涉及一种纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

由于环氧树脂具有绝缘性能高、结构强度大和密封性能好等独特的优点，广泛应用于多个领域，如电子电器、电力工业、风力发电、化学工业、航天航空、土木建筑、体育用品等。热固性环氧树脂产品俗称玻璃钢，特殊的三维网状结构使其具有不溶不熔的特性，难以用常规的回收塑料的方法回收。大量的热固性环氧树脂废弃物由于难以回收而堆积在某个角落，或直接填埋，导致大量资源的浪费。

环氧树脂一个重要应用领域是电子电器工业。印刷线路板（PCB）基板是玻璃纤维增强的环氧树脂复合材料，具有三维网状结构。PCB是电子工业的基础，是电子产品的主要零部件，承担着元器件的连接和固定，小到电子表大到航天飞机都离不开印刷线路板（PCB）。我国是印刷线路板的生产大国，产量居世界前列。在电子废弃物中含有大量的废弃PCB，特别是家用电器。随着科技的发展和生活水平的提高，电子产品更新周期加快，生命周期缩短，导致大量废弃PCB的产生。

由于废弃PCB中含有大量的有价金属和重金属，不仅具有回收价值，而且随意丢弃对环境的污染非常严重。因而，在热固性环氧树脂废弃物中，废弃PCB最受科研工作者的关注。目前，关于废弃PCB资源化研究最多的是金属的回收，而废弃PCB中金属的回收也比较成熟。据统计，带有元器件的线路板大约含40%金属、30%塑料和30%陶瓷；而拆除元器件的线路板大约含有28%的金属、72%的非金属材料。在回收金属后将产生大量的废弃非金属基板或非金属粉。目前处置这些非金属粉的方法主要是填埋，不仅占有土地，而且浪费资源、污染环境。

目前，关于其他领域的热固性环氧树脂废弃物资源化的研究较少。这些领域的废弃物由于大部分不含金属而直接填埋。

在我们以前的专利CN101407596B公布了一种化学方法回收废弃印刷线路板非金属粉中环氧树脂的方法。该方法是用萃取法回收滤液中的环氧树脂。该方法需要消耗大量萃取剂以及产生较多废液，过程比较繁琐，成本较高。为减少环氧树脂回收产生二次污染，减少回收成本，增加回收环氧树脂的经济价值，减少废液的产生，本发明直接用纳米颗粒将滤液中的环氧树脂沉淀析出。该方法直接制备环氧树脂纳米复合材料，简化回收过程，减少污染物排放，得到应用范围更加广泛、附加值更高的纳米复合材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以热固性环氧树脂废弃物为原料，经过分解后制备环氧树脂纳米复合材料的方法。该方法简化了环氧树脂的回收过程，降低了回收成本，同时将回收环氧树脂制备成一种新的复合材料，赋予回收环氧树脂更大的应用价值和应用领域。

为了达到上述目的，本发明提供了一种纳米复合材料的制备方法，该方法包含：

步骤1，将热固性环氧树脂废弃物粉碎、分选，回收非金属粉；

步骤2，将非金属粉加入到无机酸中，加热至60～100℃，反应20～100小时；反应结束后过滤，收集滤液，调节滤液的pH值为0～3；其中，非金属粉的重量：无机酸的体积为1 g：3～10mL，无机酸的浓度为5～10mol/L；

步骤3，在搅拌和超声的共同作用下，向滤液中加入纳米颗粒，加完后继续搅拌1～3小时，此时环氧树脂纳米复合材料沉淀析出，过滤，水洗至中性，干燥，得到环氧树脂纳米复合材料；其中，纳米颗粒的加入量为每100mL滤液中加入纳米颗粒0.1～10g。