CN101935577B

CN101935577B - 一种改性的回收切割液

Info

Publication number: CN101935577B
Application number: CN2010105009714A
Authority: CN
Inventors: 朱建民; 刘兆滨; 董振鹏; 仲崇纲; 宋恩军; 富扬
Original assignee: LIAONING OXIRANCHEM GROUP CO Ltd
Current assignee: LIAONING OXIRANCHEM GROUP CO Ltd
Priority date: 2010-10-09
Filing date: 2010-10-09
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2030-10-09
Also published as: CN101935577A

Abstract

本发明提供一种改性的回收切割液，它由以下重量百分比的组分组成：90～99.98％的回收切割液、0.01～9％的抗极压螯合防沉剂和0.01～1％的非离子表面活性剂。本发明的改性的回收切割液是将回收切割液中添加功能组分，克服了使用回收液带来的切片质量问题。有效地解决了100％直接使用回收液硅片难清洗、易产生污片问题；并且有效地降低了硅片表面损伤，提高切片成品率。使用本发明的改性的回收切割液能够有效地降低切割成本，实现废切割液变废为宝，减少环境污染并实现资源的重复利用。

Description

一种改性的回收切割液

技术领域

本发明涉及硅片切割辅料技术领域，具体涉及一种改性的回收切割液。

背景技术

作为一种取之不尽的清洁能源，太阳能的开发利用正引起人类从未有过的极大关注。商业化太阳能电池采用的是无毒性的晶硅，单晶和多晶硅电池的特点是光电转换效率高、寿命长且稳定性好，但成本较高。随着半导体制造技术的不断成熟完善，硅片制造成本不断降低，但是太阳能电池所用硅片的切割成本一直居高不下，要占到太阳能电池总制造成本的2～5％左右。

随着太阳能硅片切割行业的发展，在提高硅片质量的同时进行成本优化及降低环境污染成为一种必然。回收液及回收砂的使用可以有效降低切割成本，但由于目前回收厂家回收技术水平良莠不齐，造成了回收切割液质量与新液质量存在较大差异(回收砂也是如此)。目前，回收液还不能够100％直接使用，需与新切割液按一定比例搀兑才能使用，初步统计，09年回收液的使用掺量达到了30～40％之间，2010年回收液的使用掺量将达到50％。

切割液经使用、回收后性能发生了变化，主要有以下三个原因：

第一、切割和回收过程中不良杂质的引入及没有去除；

第二、切割和回收过程中功能组分的流失；

第三、切割和回收过程中主体成分发生物理、化学性质的改变。

因此使用回收质量不是很好的回收液对再一次的切割应用将产生污片得不到有效控制、线痕片较多等影响硅片出片率的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用回收的切割液合成的性能优良、无需搀兑新液即可使用的切割液。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

提供一种改性回收切割液，其由以下重量百分比的组分组成：

回收切割液 90～99.98

抗极压螯合防沉剂 0.01～9

非离子表面活性剂 0.01～1

所述的回收切割液在改性的回收切割液中的重量百分比优选95～99.95％。

所述的抗极压螯合防沉剂在改性的回收切割液中的重量百分比优选0.05～5％。

所述的非离子表面活性剂在改性的回收切割液中的重量百分比优选0.05～1％。

所述的回收切割液是用于晶硅切片或切方后回收的切割液；进一步优选以聚烷氧基化合物为主要成分的水溶性切割液。

所述聚烷氧基化合物选自聚乙二醇、聚丙二醇、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的一种或两种以上的混合物。

所述的抗极压螯合防沉剂选自水溶性有机钛酸酯类化合物、结构式为(a)的蓖麻油聚烷氧基化物或由它们以任意比例组成的混合物，

式(a)中，a、b和c为0～30的整数且不同时为0；a优选5～25的整数，b和c优选0～10的整数。

所述的结构式为(a)的蓖麻油聚烷氧基化物可以按照以下制备方法制备得到：在高压反应器中加入适量引发剂和催化剂(根据反应器的大小比例及配比情况确定引发剂的最低加入量，催化剂量为成品量的0.05～0.3％)，密封设备，之后氮气置换，升温，当温度达到60～140℃时通入少量环氧烷烃原料，当温度升高压力下降说明引发反应，之后通入配比量(根据不同分子量的原料确定)的环氧烷烃原料，控制反应温度在60～180℃和釜内压力在0.2～0.6Mpa，反应完毕，釜内压力逐渐下降至连续30分钟不再下降后，老化降温出料，既得所述蓖麻油聚烷氧基化物。所述引发剂为蓖麻油；所述催化剂为KOH或NaOH；所述环氧烷烃为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷中的一种或两种以上的混合物。

所述的水溶性有机钛酸酯类化合物为不含金属离子的水溶性有机钛酸酯，优选醇胺螯合类钛酸酯的一种或两种以上的混合物。

所述的水溶性有机钛酸酯类化合物可以选自：二(三乙醇胺)钛酸二异丙酯、四异丙氧基钛、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、2，2’，2”-氮基三乙基钛酸酯三甘醇等溶液的一种或两种以上的混合物，或者它们各自和醇胺的螯合物中的一种或两种以上的混合物。

所述的非离子表面活性剂选自AEO₃磷酸酯、AEO₉磷酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基胺聚氧乙烯醚或聚丙二醇中的一种或两种以上的混合物。

所述的壬基酚聚氧乙烯醚进一步优选环氧加成数为7、8或9的壬基酚聚氧乙烯醚(即NP-7、NP-8或NP-9)。

所述的十二烷基胺聚氧乙烯醚进一步优选环氧加成数为5、6、7、8或9的十二烷基胺聚氧乙烯醚(即LN-5、LN-6、LN-7、LN-8或LN-9)。

所述的聚丙二醇进一步优选分子量800以下的聚丙二醇(即PPG-200、PPG-300、PPG-350、PPG-400、PPG-450、PPG-500、PPG-550、PPG-600、PPG-650等等)。

本发明所述的改性的回收切割液可以在常温常压下，将所述组分按照所述比例通过常规方法混合搅拌均匀而制备得到。

本发明所述的改性的回收切割液用于多线切割的晶硅切片或切方。

本发明通过上述技术方案提供了一种经过改性的回收切割液，与现有技术在回收的切割液中大量搀兑新切割液而得到的回收切割液相比，本发明具有以下有益效果：

1.通过在回收切割液中添加功能组分，例如，抗极压螯合防沉剂，对回收的切割液实现了改性，可以显著降低回收液直接使用所带来的切片质量问题：

1)有效地解决了直接使用回收液导致的硅片难清洗、易产生污片的问题；

2)有效地降低了硅片表面损伤的发生率，提高了切片成品率，具体试验证明参见实施例部分。

2.回收切割液经改性可以百分之百使用，无需搀兑新液，能够有效地降低切割成本。

3.实现了废切割液变废为宝，减少了环境污染，实现了资源的重复利用。

具体实施方式

下面结合实施例和硅片切割数据对本发明作进一步的说明，但本发明并不限于下列实施例。

回收的切割液选用市售以聚乙二醇为主成分的水溶性切割液。

实施例一

常温常压下，配制5吨改性的回收切割液：取回收的切割液4995kg、AEO₉磷酸酯2.5kg和2，2’，2”-氮基三乙基钛酸酯三甘醇2.5kg混合搅拌均匀，得到无色透明液体即为改性的回收切割液A。使用该切割液的切割应用数据见表1。

实施例二

常温常压下，配制5吨改性的回收切割液：取回收液4997kg、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物3kg，AEO₃磷酸酯25g和NP-825g混合搅拌均匀，得到无色透明液体即为改性的回收切割液B。使用该切割液的切割应用数据见表1。

实施例三

常温常压下，配制5吨改性的回收切割液：取回收液4970kg、蓖麻油聚氧乙烯醚(市售EL-10)25kg、5kg的LN-8混合搅拌均匀，得到无色透明液体即为改性的回收切割液C。使用该切割液的切割应用数据见表1。

实施例四

常温常压下，配制5吨改性的回收切割液：取回收液4993kg、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯4kg、lkg蓖麻油聚氧乙烯醚(市售EL-20)和2kg AEO₉磷酸酯混合搅拌均匀，得到无色透明液体即为改性的回收切割液D。使用该切割液的切割应用数据见表1。

实施例五

制备本发明的一种改性的回收切割液E，步骤如下：

1)在高压聚合釜中真空加入39.75kg蓖麻油和0.3kg KOH。密封设备，氮气置换后，升温并开启搅拌。当温度达到110～120℃时通入1.0kg环氧乙烷，当温度升高压力下降后持续通入86.25kg环氧乙烷，控制反应温度在120～140℃和釜内压力在0.2～0.6Mpa，当环氧乙烷通入完毕，釜内压力逐渐下降至连续30分钟不再下降后，加入1.0kg环氧丙烷，当温度升高压力下降后持续通入22.0kg环氧丙烷，控制反应温度在120～140℃和釜内压力在0.2～0.6Mpa。当环氧丙烷通入完毕，釜内压力逐渐下降至连续30分钟不再下降后，降温出料，既得蓖麻油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚(15EO/3PO)150kg。

2)常温常压下，配制5吨改性的回收切割液：取回收液4800kg、150kg步骤1)制备的蓖麻油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚(15EO/3PO)和50kg的LN-8混合搅拌均匀，得到无色透明液体即为改性的回收切割液E。使用该切割液的切割应用数据见表1。

实施例六

常温常压下，配制5吨改性的回收切割液：取回收液4984.5kg、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯0.5kg、15kg的PPG-700混合搅拌均匀，得到无色透明液体即为改性的回收切割液F。使用该切割液的切割应用数据见表1。

使用本发明的改性的回收切割液、现有技术的搀兑新切割液的回收液、新切割液以及国产磨料砂子(1200#)在NTC机上进行多晶硅6寸片的切割试验，所述改性的回收切割液与砂子的质量比为1∶0.92)，所得的平均污片率、线痕率、成品率如下表。

表1.不同切割液切片数据

Claims

1.一种改性的回收切割液，其特征在于，它由以下重量百分比的组分组成：

回收切割液 90~99.98

抗极压螯合防沉剂 0.01~9

非离子表面活性剂 0.01~1；

所述的回收切割液是以聚烷氧基化合物为主要成分的水溶性切割液；所述聚烷氧基化合物选自聚乙二醇、聚丙二醇、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的一种或两种以上的混合物；

所述的抗极压螯合防沉剂选自水溶性有机钛酸酯类化合物、结构式为（a）的蓖麻油聚烷氧基化物或由它们以任意比例组成的混合物，

（a）

式（a）中，a、b和c为0~30的整数且不同时为0；

所述的非离子表面活性剂为AEO₃磷酸酯、AEO₉磷酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基胺聚氧乙烯醚或聚丙二醇中的一种或两种以上的混合物；所述的水溶性有机钛酸酯类化合物为不含金属离子的水溶性有机钛酸酯。

2.权利要求1所述的改性的回收切割液，其特征在于：所述的回收切割液在改性的回收切割液中的重量百分比为95~99.98%，各组分含量之和为100%。

3.权利要求1所述的改性的回收切割液，其特征在于：所述的抗极压螯合防沉剂在改性的回收切割液中的重量百分比为0.05~5%，各组分含量之和为100%。

4.权利要求1所述的改性的回收切割液，其特征在于：所述的非离子表面活性剂在改性的回收切割液中的重量百分比为0.05~1%，各组分含量之和为100%。

5.权利要求1所述的改性的回收切割液，其特征在于：所述式（a）中的a为5~25的整数，b和c为0~10的整数。

6.权利要求1所述的改性的回收切割液，其特征在于：所述的不含金属离子的水溶性有机钛酸酯是醇胺螯合类钛酸酯的一种或两种以上的混合物。

7.权利要求1所述的改性的回收切割液，其特征在于：所述水溶性有机钛酸酯类化合物选自：二(三乙醇胺)钛酸二异丙酯、四异丙氧基钛、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、2,2’,2’’-氮基三乙基钛酸酯三甘醇溶液的一种或两种以上的混合物；或者四异丙氧基钛、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯或者2,2’,2’’-氮基三乙基钛酸酯三甘醇各自和醇胺的螯合物中的一种或两种以上的混合物。

8.权利要求1所述的改性的回收切割液，其特征在于：所述的壬基酚聚氧乙烯醚为环氧摩尔加成数为7、8或9的壬基酚聚氧乙烯醚。

9.权利要求1所述的改性的回收切割液，其特征在于：所述的十二烷基胺聚氧乙烯醚为环氧加成数为5、6、7、8或9的十二烷基胺聚氧乙烯醚。

10.权利要求1所述的改性的回收切割液，其特征在于：所述的聚丙二醇为分子量800以下的聚丙二醇。