专利名称：一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于硅片线切割的砂浆配制技术，特别涉及一种用于太阳能硅片线切割的非标碳化硅砂料来降低切片成本和改善工艺稳定性。
背景技术：
中国太阳能硅片切割设备投入近三年成几倍及几十倍的投入运行，其中切割砂浆的需求量已经达到约800 1000吨/天。造成太阳能行业大量使用碳化硅砂料来配制切割砂浆.在太阳能硅片线切割过程中，整个机理是利用碳化硅颗粒的坚硬特性和锋利菱角将硅锭逐步截断，因此要求切割砂浆的主要特性具有良好的流动性，碳化硅颗粒能够在切割砂浆体系中均勻稳定的分散，均勻地包覆在高速运动中的钢线表面，均勻平稳的使碳化硅微粒作用于硅锭表面，同时及时带走切割热和破碎颗粒，保证硅片的表面质量。随着整个太阳能行业的发展，GC1200和GC1500规格的碳化硅砂料面临产能的压力.但是其中在碳化硅砂料制造工序中砂料粒径度的控制又非常难，存在许多不确定因素造成C1200和GC1500规格砂料产能存在不可控制性，在工序分级过程中产生大量非标砂料.粒径D50在10. 2um至11.8um数量约占30%和粒径D50在6. Ium至7. Ium之范围的约占70<%，但其又不能应用于现有切片工艺上，用于砂浆中存在悬浮性和难分散的问题，从而造成产品的浪费.为了适应未来市场需求及价格的竞争发展需要，整个行业都在为了提高硅片质量和降低切割成本而不停地寻找新的途径。
发明内容
本发明的目的是提供一种克服上述缺点、用低成本、高效率的使用一种用于太阳能硅片线切割的非标碳化硅砂料来配制砂浆的方法。实现本发明目的技术方案是一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆；其特征在于所述砂浆由湿碳化硅砂料、聚乙二醇和去离子水混合配制而成，其中湿碳化硅砂料含有助剂、工艺辅助载体、粒径D50在10. 2um至11.8um和粒径D50在6. Ium至 7. Ium之范围的非标碳化硅砂料和回收再生砂料，聚乙二醇为再生聚乙二醇和新聚乙二醇。上述一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆的湿非标碳化硅砂料各组份的重量百分比为聚乙二醇5.0 45.0%非标碳化硅砂料 94. 0 40. 0%助剂1.0 15.0%上述一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆的切割砂浆各组份的重量百分比为湿碳化硅砂料 40. 0% 55. 0%聚乙二醇 40. 0% 44. 0%
去离子水20.0 1.0%其中，湿碳化硅砂料可由碳化硅砂料和回收再生砂料组成，其重量百分比为湿非标碳化硅砂料 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%醇组成，其重量百分比为 10. 0%
一 90. 0%
上述一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆的用湿非标碳化硅砂料或非标碳化硅砂料所配制的切割砂浆密度在1. 580 1. 840克/毫升之间。上述一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆的所配制的砂浆粘度在 80 360cp/25°C之间。上述一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆的与之互配的线径控制在 115um+/_0. 3、125um+/_0. 3umU35um+/_0. 3umU45um+/_0. 3um 切割钢线。上述一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆的助剂为纳米成膜剂、分散剂、表面活性剂、消泡剂和金属腐蚀抑制剂的混合物，各组份的配比份数为
纳米成膜剂分散剂表面活性剂消泡剂
金属腐蚀抑制剂
0. 3 5份 0. 1 3. 5份 0. 05 2份 0. 03 3份 0. 02 1. 5份
上述一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆的纳米成膜剂是一种为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、丙烯酰胺中的一种或多种为单体单元而得到的均聚物或共聚物中的一种或多种；分散剂为 5000-10000分子量的苯乙烯类与丙烯酸单体或带基单体的多聚物；表面活性剂为环氧化合物与聚硅氧烷的复配体；消泡剂为甲基硅油乳化液；金属腐蚀抑制剂为无机盐类。
本发明具有积极的效果(1)本发明使用湿非标碳化硅砂改变了太阳能硅片线切割砂浆的传统制作方法，是一种区别于传统碳化硅干燥砂的供应和使用模式，无粉尘污染， 符合绿色环保的生产理念；( 本发明使用湿非标碳化硅砂料配制切割砂浆时由于选用了单一成份的聚乙二醇或聚乙二醇与去离子水的混合液来调配用户上机切片所需的切割砂浆，确保产品品质稳定，性能更佳、切割优良品率更高、切割砂浆管理和原料综合成本更低；
(3)本发明使用湿非标碳化硅砂料来配制切割砂浆所需时间缩短至三分之一，运作成本低；
(4)本发明非常好的再分散能力以及良好的砂浆线包覆性使线切割机切片效率得到大幅提尚ο
具体实施例方式下面通过配制IOOOkg线切割砂浆具体阐述本发明使用湿非标碳化硅砂料来配制砂浆实施例一按比例配制湿碳化硅砂料。
称取587公斤含20%聚乙二醇(PEG-200)粒径D50在6. Ium至7. Ium规格的湿非标碳化硅砂料，再称取413公斤新聚乙二醇液。a.将413公斤聚乙二醇(PEG-200)用泵加入到专用配砂浆的搅拌缸中，边搅拌边加入用20分钟时间。b.将587公斤粒径D50在6. Ium至7. Ium规格的湿非标碳化硅砂料用泵均速计量加入到搅拌缸中，边搅拌边加入用120分钟时间完成；c.湿非标碳化硅砂料加料完成后继续在搅拌缸中持续搅拌120分钟后，取样测量配浆密度和粘度；d.如砂浆配浆密度和粘度达到(1. 620 1. 622)克/毫升，粘度在190cp至 200cp/25°C时既可上机使用或改换成连续搅拌形式为每停止3小时再搅拌30分钟，上机使用前连续搅拌90分钟；e.如砂浆配浆密度和粘度达不到指标则再进行调整，按测量结果添加湿非标碳化硅砂料或添加聚乙二醇，最后在密度达到指标后用粘度调节剂来修正砂浆粘度.砂浆再充分搅拌1小时，再检测湿砂料密度和粘度；f.检验合格后，再重复d.工序；g.按上述工序得到砂浆密度为1. 620克/毫升，粘度195cp/25°C。实施例二按比例配制湿碳化硅砂料。称取295公斤含20%聚乙二醇(PEG-200)粒径D50在6. Ium至7. Ium规格湿非标碳化硅砂料，再称取471公斤新聚乙二醇液，再称取非标碳化硅回收砂料234公斤。a.将471公斤聚乙二醇(PEG-200)用泵加入到专用配砂浆的搅拌缸中，边搅拌边加入用20分钟时间。b.将295公斤粒径D50在6. Ium至7. Ium规格的湿非标碳化硅砂料用泵均速计量加入到搅拌缸中，边搅拌边加入用80分钟时间完成；c.湿非标碳化硅砂料加料完成后继续在搅拌缸中持续搅拌60分钟后，再加入非标碳化硅砂料回收砂234公斤，再持续搅拌120分钟后取样测量配浆密度；d.如砂浆配浆密度和粘度达到(1. 620 1. 622)克/毫升，粘度在190cp至 200cp/25°C时既可上机使用或改换成连续搅拌为每停止3小时再搅拌30分钟，上机使用前连续搅拌90分钟；e.如砂浆配浆密度和粘度达不到指标则再进行调整，按测量结果添加湿非标碳化硅砂料或添加聚乙二醇，最后在密度达到指标后用粘度调节剂来修正砂浆粘度.砂浆再充分搅拌1小时，再检测湿砂料密度和粘度；f.检验合格后，再重复d.工序；g.按上述工序得到砂浆密度为1. 620克/毫升，粘度195cp/25°C。实施例三按比例配制湿碳化硅砂料。称取2；35公斤含20%聚乙二醇(PEG-200)粒径D50在6. Ium至7. Ium规格的湿非标碳化硅砂料，再称取483公斤再生聚乙二醇液，再称取非标回收砂料282公斤。a.将483公斤聚乙二醇(PEG-200)用泵加入到专用配砂浆的搅拌缸中，边搅拌边加入用20分钟时间。b.将235公斤湿非标碳化硅砂料用泵均速计量加入到搅拌缸中，边搅拌边加入用 60分钟时间完成；c.湿非标碳化硅砂料加料完成后继续在搅拌缸中持续搅拌60分钟后，再加入非标回收砂282公斤，再持续搅拌120分钟后取样测量配浆密度；d.如砂浆配浆密度和粘度达到(1. 6201 1. 622)克/毫升，粘度在190cp至 200cp/25°C时既可上机使用或改换成连续搅拌为每停止3小时再搅拌30分钟，上机使用前连续搅拌90分钟；e.如砂浆配浆密度和粘度达不到指标则再进行调整，按测量结果添加湿碳化硅砂料或添加聚乙二醇，最后在密度达到指标后用粘度调节剂来修正砂浆粘度.砂浆再充分搅拌1小时，再检测湿砂料密度和粘度；f.检验合格后，再重复d.工序；g.按上述工序得到砂浆密度为1. 620克/毫升，粘度195cp/25°C。通过将上述配置的砂浆用于NTC切片机上测试一个月后，得出的测试数据平均出硅片率在95.8^-97.5%,切割效率从原每天2. 5刀升为3. 0刀，提升效率20 %，配砂浆时间从原12小时降为4 6小时。本砂浆制作方式是建立在大量实验数椐和生产切片结果后制定而成，用户可按湿碳化硅砂料使用程序说明指引完成全部砂浆制作过程。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆；其特征在于所述砂浆由湿碳化硅砂料、聚乙二醇和去离子水混合配制而成，其中湿碳化硅砂料含有助剂、工艺辅助载体、粒径D50在10. 2um至11. 8um和粒径D50在6. Ium至7. Ium之范围的非标碳化硅砂料和回收再生砂料，聚乙二醇为再生聚乙二醇和新聚乙二醇。
2.根据权利要求1所述的一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆，其特征在于湿非标碳化硅砂料各组份的重量百分比为聚乙二醇5.0 45. 0%非标碳化硅砂料 94. 0 40. 0% 助剂1.0 15. 0%
3.根据权利要求1或2所述的一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆，其特征在于所述切割砂浆各组份的重量百分比为湿碳化硅砂料 40. 0% 55. 0% 聚乙二醇40. 0% 44. 0%去离子水20. 0 1.0%其中，湿碳化硅砂料可由碳化硅砂料和回收再生砂料组成，其重量百分比为湿非标碳化硅砂料 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组成，其重量百分比为聚乙二醇90. 0% 10. 0%再生聚乙二醇10. 0% 90. 0%
4.根据权利要求3所述的一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆，其特征在于用湿非标碳化硅砂料或非标碳化硅砂料所配制的切割砂浆密度在1. 580 1. 840克/毫升之间。
5.根据权利要求3所述的一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆，其特征在于所配制的砂浆粘度在80 360cp/25°C之间。
6.根据权利要求1所述的一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆， 其特征在于与之互配的线径控制在115um+/_0. 3、125um+/_0. 3um、135um+/_0. 3um、 145um+/_0. 3um 切割钢线。
7.根据权利要求2所述的一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆，其特征在于所述助剂为纳米成膜剂、分散剂、表面活性剂、消泡剂和金属腐蚀抑制剂的混合物，各组份的配比份数为纳米成膜剂0.3 ’ 5份分散剂0.1 ' 3. 5份表面活性剂0.05 ' 2份消泡剂0.03 ' 3份金属腐蚀抑制剂0.02 ' 1. 5份
8.根据权利要求7所述的一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割砂浆，其特征在于所述纳米成膜剂是一种为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、丙烯酰胺中的一种或多种为单体单元而得到的均聚物或共聚物中的一种或多种；分散剂为5000-10000分子量的苯乙烯类与丙烯酸单体或带基单体的多聚物；表面活性剂为环氧化合物与聚硅氧烷的复配体；消泡剂为甲基硅油乳化液；金属腐蚀抑制剂为无机盐类。
全文摘要
本发明涉及一种用非标碳化硅砂料配制的太阳能硅片切割用砂浆，由助剂、工艺辅助载体和非标碳化硅砂料组成的以聚乙二醇为载体的非标碳化硅或湿砂料和与之互配的特制切割钢线线径115um+/_0.3um，125um+/-0.3um，135um+/-0.3um，145um+/_0.3um满足硅片切割工艺。使用湿非标碳化硅砂料是一种区别于传统GC1200和GC1500碳化硅(干燥砂)的使用模式，无粉尘污染，符合绿色环保的生产理念；使用湿非标碳化硅砂料配制切割砂浆能确保产品品质稳定性更佳、切割优良品率更高、切割砂浆综合成本更低；用户配切割砂浆所需时间缩短至三分之一，运作成本低；非常好的再分散能力以及良好的砂浆线包覆性使线切割机切片效率得到大幅提高。
文档编号C10M173/02GK102242010SQ20101028355
公开日2011年11月16日 申请日期2010年9月16日 优先权日2010年9月16日
发明者励征 申请人:蒙特集团(香港)有限公司