專利名稱：一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于硅片線切割的砂漿配制技術(shù)，特別涉及一種用于太陽能硅片線切割的非標(biāo)碳化硅砂料來降低切片成本和改善工藝穩(wěn)定性。
背景技術(shù)：
中國太陽能硅片切割設(shè)備投入近三年成幾倍及幾十倍的投入運(yùn)行，其中切割砂漿的需求量已經(jīng)達(dá)到約800 1000噸/天。造成太陽能行業(yè)大量使用碳化硅砂料來配制切割砂漿.在太陽能硅片線切割過程中，整個(gè)機(jī)理是利用碳化硅顆粒的堅(jiān)硬特性和鋒利菱角將硅錠逐步截?cái)?，因此要求切割砂漿的主要特性具有良好的流動(dòng)性，碳化硅顆粒能夠在切割砂漿體系中均勻穩(wěn)定的分散，均勻地包覆在高速運(yùn)動(dòng)中的鋼線表面，均勻平穩(wěn)的使碳化硅微粒作用于硅錠表面，同時(shí)及時(shí)帶走切割熱和破碎顆粒，保證硅片的表面質(zhì)量。隨著整個(gè)太陽能行業(yè)的發(fā)展，GC1200和GC1500規(guī)格的碳化硅砂料面臨產(chǎn)能的壓力.但是其中在碳化硅砂料制造工序中砂料粒徑度的控制又非常難，存在許多不確定因素造成C1200和GC1500規(guī)格砂料產(chǎn)能存在不可控制性，在工序分級過程中產(chǎn)生大量非標(biāo)砂料.粒徑D50在10. 2um至11.8um數(shù)量約占30%和粒徑D50在6. Ium至7. Ium之范圍的約占70<%，但其又不能應(yīng)用于現(xiàn)有切片工藝上，用于砂漿中存在懸浮性和難分散的問題，從而造成產(chǎn)品的浪費(fèi).為了適應(yīng)未來市場需求及價(jià)格的競爭發(fā)展需要，整個(gè)行業(yè)都在為了提高硅片質(zhì)量和降低切割成本而不停地尋找新的途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種克服上述缺點(diǎn)、用低成本、高效率的使用一種用于太陽能硅片線切割的非標(biāo)碳化硅砂料來配制砂漿的方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案是一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿；其特征在于所述砂漿由濕碳化硅砂料、聚乙二醇和去離子水混合配制而成，其中濕碳化硅砂料含有助劑、工藝輔助載體、粒徑D50在10. 2um至11.8um和粒徑D50在6. Ium至 7. Ium之范圍的非標(biāo)碳化硅砂料和回收再生砂料，聚乙二醇為再生聚乙二醇和新聚乙二醇。上述一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿的濕非標(biāo)碳化硅砂料各組份的重量百分比為聚乙二醇5.0 45.0%非標(biāo)碳化硅砂料 94. 0 40. 0%助劑1.0 15.0%上述一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿的切割砂漿各組份的重量百分比為濕碳化硅砂料 40. 0% 55. 0%聚乙二醇 40. 0% 44. 0%
去離子水20.0 1.0%其中，濕碳化硅砂料可由碳化硅砂料和回收再生砂料組成，其重量百分比為濕非標(biāo)碳化硅砂料 10. 0% 再生回收砂90. 0% 聚乙二醇由聚乙二醇和再生聚乙聚乙二醇90.0% 再生聚乙二醇10.0%
100. 0% 0. 0%醇組成，其重量百分比為 10. 0%
一 90. 0%
上述一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿的用濕非標(biāo)碳化硅砂料或非標(biāo)碳化硅砂料所配制的切割砂漿密度在1. 580 1. 840克/毫升之間。上述一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿的所配制的砂漿粘度在 80 360cp/25°C之間。上述一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿的與之互配的線徑控制在 115um+/_0. 3、125um+/_0. 3umU35um+/_0. 3umU45um+/_0. 3um 切割鋼線。上述一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿的助劑為納米成膜劑、分散劑、表面活性劑、消泡劑和金屬腐蝕抑制劑的混合物，各組份的配比份數(shù)為
納米成膜劑分散劑表面活性劑消泡劑
金屬腐蝕抑制劑
0. 3 5份 0. 1 3. 5份 0. 05 2份 0. 03 3份 0. 02 1. 5份
上述一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿的納米成膜劑是一種為3000-26000分子量由甲基丙酸酸、乙基丙烯酸、烯基磺酸、苯乙烯磺酸、烷基丙烯氧、丙烯酰胺中的一種或多種為單體單元而得到的均聚物或共聚物中的一種或多種；分散劑為 5000-10000分子量的苯乙烯類與丙烯酸單體或帶基單體的多聚物；表面活性劑為環(huán)氧化合物與聚硅氧烷的復(fù)配體；消泡劑為甲基硅油乳化液；金屬腐蝕抑制劑為無機(jī)鹽類。
本發(fā)明具有積極的效果(1)本發(fā)明使用濕非標(biāo)碳化硅砂改變了太陽能硅片線切割砂漿的傳統(tǒng)制作方法，是一種區(qū)別于傳統(tǒng)碳化硅干燥砂的供應(yīng)和使用模式，無粉塵污染， 符合綠色環(huán)保的生產(chǎn)理念；( 本發(fā)明使用濕非標(biāo)碳化硅砂料配制切割砂漿時(shí)由于選用了單一成份的聚乙二醇或聚乙二醇與去離子水的混合液來調(diào)配用戶上機(jī)切片所需的切割砂漿，確保產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定，性能更佳、切割優(yōu)良品率更高、切割砂漿管理和原料綜合成本更低；
(3)本發(fā)明使用濕非標(biāo)碳化硅砂料來配制切割砂漿所需時(shí)間縮短至三分之一，運(yùn)作成本低；
(4)本發(fā)明非常好的再分散能力以及良好的砂漿線包覆性使線切割機(jī)切片效率得到大幅提尚ο
具體實(shí)施例方式下面通過配制IOOOkg線切割砂漿具體闡述本發(fā)明使用濕非標(biāo)碳化硅砂料來配制砂漿實(shí)施例一按比例配制濕碳化硅砂料。
稱取587公斤含20%聚乙二醇(PEG-200)粒徑D50在6. Ium至7. Ium規(guī)格的濕非標(biāo)碳化硅砂料，再稱取413公斤新聚乙二醇液。a.將413公斤聚乙二醇(PEG-200)用泵加入到專用配砂漿的攪拌缸中，邊攪拌邊加入用20分鐘時(shí)間。b.將587公斤粒徑D50在6. Ium至7. Ium規(guī)格的濕非標(biāo)碳化硅砂料用泵均速計(jì)量加入到攪拌缸中，邊攪拌邊加入用120分鐘時(shí)間完成；c.濕非標(biāo)碳化硅砂料加料完成后繼續(xù)在攪拌缸中持續(xù)攪拌120分鐘后，取樣測量配漿密度和粘度；d.如砂漿配漿密度和粘度達(dá)到(1. 620 1. 622)克/毫升，粘度在190cp至 200cp/25°C時(shí)既可上機(jī)使用或改換成連續(xù)攪拌形式為每停止3小時(shí)再攪拌30分鐘，上機(jī)使用前連續(xù)攪拌90分鐘；e.如砂漿配漿密度和粘度達(dá)不到指標(biāo)則再進(jìn)行調(diào)整，按測量結(jié)果添加濕非標(biāo)碳化硅砂料或添加聚乙二醇，最后在密度達(dá)到指標(biāo)后用粘度調(diào)節(jié)劑來修正砂漿粘度.砂漿再充分?jǐn)嚢?小時(shí)，再檢測濕砂料密度和粘度；f.檢驗(yàn)合格后，再重復(fù)d.工序；g.按上述工序得到砂漿密度為1. 620克/毫升，粘度195cp/25°C。實(shí)施例二按比例配制濕碳化硅砂料。稱取295公斤含20%聚乙二醇(PEG-200)粒徑D50在6. Ium至7. Ium規(guī)格濕非標(biāo)碳化硅砂料，再稱取471公斤新聚乙二醇液，再稱取非標(biāo)碳化硅回收砂料234公斤。a.將471公斤聚乙二醇(PEG-200)用泵加入到專用配砂漿的攪拌缸中，邊攪拌邊加入用20分鐘時(shí)間。b.將295公斤粒徑D50在6. Ium至7. Ium規(guī)格的濕非標(biāo)碳化硅砂料用泵均速計(jì)量加入到攪拌缸中，邊攪拌邊加入用80分鐘時(shí)間完成；c.濕非標(biāo)碳化硅砂料加料完成后繼續(xù)在攪拌缸中持續(xù)攪拌60分鐘后，再加入非標(biāo)碳化硅砂料回收砂234公斤，再持續(xù)攪拌120分鐘后取樣測量配漿密度；d.如砂漿配漿密度和粘度達(dá)到(1. 620 1. 622)克/毫升，粘度在190cp至 200cp/25°C時(shí)既可上機(jī)使用或改換成連續(xù)攪拌為每停止3小時(shí)再攪拌30分鐘，上機(jī)使用前連續(xù)攪拌90分鐘；e.如砂漿配漿密度和粘度達(dá)不到指標(biāo)則再進(jìn)行調(diào)整，按測量結(jié)果添加濕非標(biāo)碳化硅砂料或添加聚乙二醇，最后在密度達(dá)到指標(biāo)后用粘度調(diào)節(jié)劑來修正砂漿粘度.砂漿再充分?jǐn)嚢?小時(shí)，再檢測濕砂料密度和粘度；f.檢驗(yàn)合格后，再重復(fù)d.工序；g.按上述工序得到砂漿密度為1. 620克/毫升，粘度195cp/25°C。實(shí)施例三按比例配制濕碳化硅砂料。稱取2；35公斤含20%聚乙二醇(PEG-200)粒徑D50在6. Ium至7. Ium規(guī)格的濕非標(biāo)碳化硅砂料，再稱取483公斤再生聚乙二醇液，再稱取非標(biāo)回收砂料282公斤。a.將483公斤聚乙二醇(PEG-200)用泵加入到專用配砂漿的攪拌缸中，邊攪拌邊加入用20分鐘時(shí)間。b.將235公斤濕非標(biāo)碳化硅砂料用泵均速計(jì)量加入到攪拌缸中，邊攪拌邊加入用 60分鐘時(shí)間完成；c.濕非標(biāo)碳化硅砂料加料完成后繼續(xù)在攪拌缸中持續(xù)攪拌60分鐘后，再加入非標(biāo)回收砂282公斤，再持續(xù)攪拌120分鐘后取樣測量配漿密度；d.如砂漿配漿密度和粘度達(dá)到(1. 6201 1. 622)克/毫升，粘度在190cp至 200cp/25°C時(shí)既可上機(jī)使用或改換成連續(xù)攪拌為每停止3小時(shí)再攪拌30分鐘，上機(jī)使用前連續(xù)攪拌90分鐘；e.如砂漿配漿密度和粘度達(dá)不到指標(biāo)則再進(jìn)行調(diào)整，按測量結(jié)果添加濕碳化硅砂料或添加聚乙二醇，最后在密度達(dá)到指標(biāo)后用粘度調(diào)節(jié)劑來修正砂漿粘度.砂漿再充分?jǐn)嚢?小時(shí)，再檢測濕砂料密度和粘度；f.檢驗(yàn)合格后，再重復(fù)d.工序；g.按上述工序得到砂漿密度為1. 620克/毫升，粘度195cp/25°C。通過將上述配置的砂漿用于NTC切片機(jī)上測試一個(gè)月后，得出的測試數(shù)據(jù)平均出硅片率在95.8^-97.5%,切割效率從原每天2. 5刀升為3. 0刀，提升效率20 %，配砂漿時(shí)間從原12小時(shí)降為4 6小時(shí)。本砂漿制作方式是建立在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)椐和生產(chǎn)切片結(jié)果后制定而成，用戶可按濕碳化硅砂料使用程序說明指引完成全部砂漿制作過程。以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿；其特征在于所述砂漿由濕碳化硅砂料、聚乙二醇和去離子水混合配制而成，其中濕碳化硅砂料含有助劑、工藝輔助載體、粒徑D50在10. 2um至11. 8um和粒徑D50在6. Ium至7. Ium之范圍的非標(biāo)碳化硅砂料和回收再生砂料，聚乙二醇為再生聚乙二醇和新聚乙二醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿，其特征在于濕非標(biāo)碳化硅砂料各組份的重量百分比為聚乙二醇5.0 45. 0%非標(biāo)碳化硅砂料 94. 0 40. 0% 助劑1.0 15. 0%
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿，其特征在于所述切割砂漿各組份的重量百分比為濕碳化硅砂料 40. 0% 55. 0% 聚乙二醇40. 0% 44. 0%去離子水20. 0 1.0%其中，濕碳化硅砂料可由碳化硅砂料和回收再生砂料組成，其重量百分比為濕非標(biāo)碳化硅砂料 10. 0% 100. 0%再生回收砂90. 0% 0.0%聚乙二醇由聚乙二醇和再生聚乙二醇組成，其重量百分比為聚乙二醇90. 0% 10. 0%再生聚乙二醇10. 0% 90. 0%
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿，其特征在于用濕非標(biāo)碳化硅砂料或非標(biāo)碳化硅砂料所配制的切割砂漿密度在1. 580 1. 840克/毫升之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿，其特征在于所配制的砂漿粘度在80 360cp/25°C之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿， 其特征在于與之互配的線徑控制在115um+/_0. 3、125um+/_0. 3um、135um+/_0. 3um、 145um+/_0. 3um 切割鋼線。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿，其特征在于所述助劑為納米成膜劑、分散劑、表面活性劑、消泡劑和金屬腐蝕抑制劑的混合物，各組份的配比份數(shù)為納米成膜劑0.3 ’ 5份分散劑0.1 ' 3. 5份表面活性劑0.05 ' 2份消泡劑0.03 ' 3份金屬腐蝕抑制劑0.02 ' 1. 5份
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割砂漿，其特征在于所述納米成膜劑是一種為3000-26000分子量由甲基丙酸酸、乙基丙烯酸、烯基磺酸、 苯乙烯磺酸、烷基丙烯氧、丙烯酰胺中的一種或多種為單體單元而得到的均聚物或共聚物中的一種或多種；分散劑為5000-10000分子量的苯乙烯類與丙烯酸單體或帶基單體的多聚物；表面活性劑為環(huán)氧化合物與聚硅氧烷的復(fù)配體；消泡劑為甲基硅油乳化液；金屬腐蝕抑制劑為無機(jī)鹽類。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用非標(biāo)碳化硅砂料配制的太陽能硅片切割用砂漿，由助劑、工藝輔助載體和非標(biāo)碳化硅砂料組成的以聚乙二醇為載體的非標(biāo)碳化硅或濕砂料和與之互配的特制切割鋼線線徑115um+/_0.3um，125um+/-0.3um，135um+/-0.3um，145um+/_0.3um滿足硅片切割工藝。使用濕非標(biāo)碳化硅砂料是一種區(qū)別于傳統(tǒng)GC1200和GC1500碳化硅(干燥砂)的使用模式，無粉塵污染，符合綠色環(huán)保的生產(chǎn)理念；使用濕非標(biāo)碳化硅砂料配制切割砂漿能確保產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性更佳、切割優(yōu)良品率更高、切割砂漿綜合成本更低；用戶配切割砂漿所需時(shí)間縮短至三分之一，運(yùn)作成本低；非常好的再分散能力以及良好的砂漿線包覆性使線切割機(jī)切片效率得到大幅提高。
文檔編號C10M173/02GK102242010SQ20101028355
公開日2011年11月16日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
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