CN102060976B - 用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法。其方法：(1)太阳能硅片切割废液的处理：将太阳能硅片切割废液中加入自来水，用离心式分离器分离超细硅粉、碳化硅，将处理液体加入聚丙烯酰胺、石灰水搅拌，将上层清液用过滤器过滤后，经铁分离处理后，进行离子交换处理杂质，经蒸馏后，即为太阳能硅片回收切割液；(2)环氧增韧稀释剂的生产：将上述太阳能硅片回收切割液放入反应釜，加入三氟化硼乙醚或辛酸亚锡催化剂进入反应釜进行搅拌，加温，按配比滴加过量环氧氯丙烷，脱过量环氧氯丙烷后，滴加液碱，加入甲苯搅拌，加入后催化剂继续滴加低浓度液碱，并加入磷酸二氢钠调节到pH到7～8，蒸馏脱除甲苯，过滤后即为产品。

Description

用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法

技术领域

本发明涉及的是一种用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法，是利用太阳能硅片切割产生的废液经过处理技术与环氧氯丙烷反应制造环氧增韧稀释剂。

背景技术

随着太阳能产业的飞速发展，太阳能发电的主要材料多晶和单晶的切割已成为除单晶和多晶以外的最大的制造工序段，每年切割几万吨的硅片需要产生几十万吨的切割废液，现在的废液一般的工厂通过压滤将磨料碳化硅和硅粉进行简单的分离，碳化硅经过酸洗和碱洗，经过烘干和风选，重新用到硅片切割行业使用，而液体由于硅片切割的要求比较高，大部分回收企业无法处理达到重复使用，大量的液体有的闲置有的用在低附加值的行业。

发明内容

本发明目的是针对上述不不足之处提供一种用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法，本发明是通过特殊的技术将硅片切割废液进行分离，彻底清除液体里面的水分和金属杂质，切割液的主要成分为水溶性聚醚，分子量在200-500之间，该产品具有双官能团羟基，具有较强的活性，用该回收液与环氧氯丙烷反应制造环氧稀释剂，该稀释剂具有双官能环氧基团，粘度液比较适中，环氧值在0.3-0.4之间，该稀释剂除常规的稀释效果外，还因具有长的基团，对环氧固化的增韧效果比较明显，所以该稀释剂也很大的市场空间，是值得研究和开发的产品，给废物利用寻找到新的出路。

用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法是采取以下技术方案实现：

用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法为：

1、太阳能硅片切割废液的处理：将太阳能硅片切割废液中按100∶50配比加入自来水，用高速搅拌机搅拌一个小时，搅拌速度为50～60转/分，用离心式分离器分离碳化硅，再采用压滤机分离太阳能硅片切割废液中的硅粉，分离出的碳化硅经酸洗和碱洗并经烘干以及风选除铁以及表面处理后，重新用于太阳能硅片切割的使用。将上述经过分离清除碳化硅和硅粉处理后的太阳能硅片切割废液按配比加入聚丙烯酰胺、石灰水，经搅拌器搅拌1～2小时后加入沉降池，经沉降后将上层清液用过滤器过滤后待处理，下层沉降物用压滤机进行压滤，压滤物料当垃圾处理，压滤液体重新回用。过滤清液用硅铁和锰铁过滤床进行铁的分离，分离后继续进入离子交换装置进行离子杂质的处理，处理后经蒸馏，即为太阳能硅片回收切割液。该太阳能硅片回收切割液主要有效成分为小分子聚醚分子量为200～500，该太阳能硅片回收切割液可用于环氧增韧稀释剂的生产。所述太阳能硅片切割废液与自来水重量份配比为1∶0.5；所述经过分离清除碳化硅和硅粉处理后的太阳能硅片切割废液与聚丙烯酰胺、石灰水重量份配比为1000∶5∶10。

所述离子交换装置采用市售阴、阳离子交换装置。所述碳化硅为太阳能硅片切割磨料。所述硅粉为太阳能硅片切割过程中形成废单晶硅粉。

2、环氧增韧稀释剂的生产：将上述太阳能硅片回收切割液放入反应釜，按配比在太阳能硅片回收切割液中加入三氟化硼乙醚或辛酸亚锡催化剂进入反应釜进行搅拌，20～40分钟后进行开汽升温，升到45～55℃停止加温，按配比滴加环氧氯丙烷，滴加温度控制在45～55℃，滴完后在60～80℃保温3～4小时，然后升温到110～120℃左右常压脱环氧氯丙烷，无馏份时继续减压脱环氧氯丙烷，脱到干净为止。然后滴加48％浓度液碱(氢氧化钠)，温度控制在35～45℃，滴加到pH值到10～11为终止，保温1～1.5小时，然后加入甲苯搅拌30～40分钟后，静止分层，放掉下层盐水，加入后催化剂苄基三乙基氯化铵继续滴加10％浓度液碱(氢氧化钠)，45～55℃保温2小时，然后放掉碱水，用纯净水洗涤一次，并加入磷酸二氢钠调节到pH到7～8，放掉下层洗涤水，蒸馏脱甲苯，脱到115～125℃负压无馏份为止，负压为0.1MPa，用过滤器过滤后，即为产品。

其中原料重量份配比如下：

太阳能硅片回收切割液    1000

环氧氯丙烷              1800～2000

三氟化硼乙醚或辛酸亚锡  2～3

第一次48％浓度液碱      320～350

第二次10％浓度液碱      20-40

甲苯          1000～1100

后催化剂      1～10

磷酸二氢钠    1～2

所述后催化剂选用苄基三乙基氯化铵或四丁基溴化铵。

本发明主要是将太阳能硅片切割废液经过“太阳能硅片切割废液的处理”工序处理后，用于生产环氧增韧稀释剂，太阳能硅片切割废液经过处理后制成太阳能硅片回收切割液，虽然已达到纯净的状态，但由于切割生产企业的配方有一定的区别，所以不能沿用原来环氧稀释剂的生产工艺，本发明采用一种全新生产工艺方法生产环氧增韧稀释剂。本发明对废物的重新利用开拓了一定的空间，可带来较大的社会环保效益和经济效益，是值得推广后利用的技术。

本发明的关键技术特点：1.用硅铁和锰铁过滤器过滤回收液里的金属杂质2.用聚丙烯酰胺和石灰水处理氧化铁及其它杂质3.用特制离子交换法清除回收液的杂质离子4.用过量的环氧氯丙烷保证彻底反应，用两次催化加碱提高反应性能，用甲苯做溶剂减少水洗次数以提高收率。

用本发明工艺方法生产的环氧稀释剂由于聚醚是回收利用，故成本是其它同类产品的60％，并且由于该产品前道的特殊处理，比常规不处理的聚醚有容易控制反应，颜色较好的特点，是废产品综合利用的较好途径。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法为：

1、太阳能硅片切割废液的处理：将太阳能硅片切割废液中按配比加入0.5重量份的自来水，用高速搅拌机搅拌一个小时，搅拌速度为500转/分，用离心式分离器分离回收液里的碳化硅，再采用压滤机分离太阳能硅片切割废液中的硅粉，碳化硅经酸洗和碱洗并经烘干以及风选除铁除炭以及表面处理后，重新用于太阳能硅片切割的使用。将上述所述经过分离清除碳化硅和硅粉处理后的太阳能硅片切割废液按配比加入聚丙烯酰胺、石灰水经搅拌器搅拌1～2小时后加入沉降池，经沉降后将上层清液用过滤器过滤后待处理，下层沉降物用压滤机进行压滤，压滤物料当垃圾处理，压滤清液用硅铁和锰铁过滤床进行铁的分离，分离后继续进入离子交换装置进行离子杂质的处理，处理后经蒸馏，即为高纯太阳能硅片回收切割液，该太阳能硅片回收切割液主要有效成分为小分子聚醚分子量为200～500，该太阳能硅片回收切割液可用于环氧增韧稀释剂的生产。所述太阳能硅片切割废液与自来水重量份配比为1∶0.5；所述经过分离清除碳化硅和硅粉处理后的太阳能硅片切割废液与聚丙烯酰胺、石灰水重量份配比为1000∶5∶10。

2、环氧增韧稀释剂的生产：将上述太阳能硅片回收切割液放入反应釜，按配比在太阳能硅片回收切割液中加入三氟化硼乙醚催化剂进入反应釜进行搅拌，20分钟后进行开汽升温，升到45℃停止加温，按配比滴加环氧氯丙烷，滴加温度控制在45℃，滴完后在60℃保温4小时，然后升温到110℃常压脱环氧氯丙烷，无馏份时继续减压脱环氧氯丙烷，脱到干净为止。然后降温滴加48％浓度液碱(氢氧化钠)，温度控制在35℃～40，滴加到pH值到10～11为终止，保温1小时，然后加入甲苯搅拌30分钟后，静止分层，放掉下层盐水，加入后催化剂苄基三乙基氯化铵继续滴加10％浓度液碱(氢氧化钠)，45℃保温2小时，然后放掉碱水，用纯净水洗涤一次，并加入少量的磷酸二氢钠调节到pH到7，放掉下层洗涤水，蒸馏脱甲苯，脱到115℃负压无溜份为止，负压为0.1MPa，用过滤器过滤后，即为产品。

其中原料重量份配比如下：

太阳能硅片回收切割液      1000

环氧氯丙烷                1800

三氟化硼乙醚              2

第一次48％浓度液碱        320

第二次10％浓度液碱        20

甲苯                      1000

后催化剂苄基三乙基氯化铵  1

磷酸二氢钠                1。

实施例2

用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法为：

1、太阳能硅片切割废液的处理：将太阳能硅片切割废液加入0.5重量份的自来水，用高速搅拌机搅拌一个小时，搅拌速度为500转/分，用离心式分离器分离碳化硅，再采用压滤机分离太阳能硅片切割废液中的硅粉，碳化硅经酸洗和碱洗并经烘干以及风选除铁除炭以及表面处理后，重新用于太阳能硅片切割的使用，将上述经过分离清除碳化硅和硅粉处理后的太阳能硅片切割废液加入聚丙烯酰胺石灰水经搅拌器搅拌1～2小时后加入沉降池，经沉降后将上层清液用过滤器过滤后待处理，下层沉降物用压滤机进行压滤，压滤物料当垃圾处理，过滤清液用硅铁和锰铁过滤床进行铁的分离，分离后继续进入离子交换装置进行离子杂质的处理，处理后经蒸馏，即为太阳能硅片回收切割液，该太阳能硅片回收切割液主要有效成分为小分子聚醚分子量为200～500，该太阳能硅片回收切割液可用于环氧增韧稀释剂的生产。所述太阳能硅片切割废液与自来水重量份配比为1∶0.5；所述经过分离清除碳化硅和硅粉处理后的太阳能硅片切割废液与聚丙烯酰胺、石灰水重量份配比为1000∶5∶10。

2、环氧增韧稀释剂的生产：将上述太阳能硅片回收切割液放入反应釜，按配比在太阳能硅片回收切割液中加入三氟化硼乙醚催化剂进入反应釜进行搅拌，30分钟后进行开汽升温，升到50℃停止加温，按配比滴加环氧氯丙烷，滴加温度控制在50℃，滴完后在70℃保温3.5小时，然后升温到115℃左右常压脱环氧氯丙烷，无馏份时继续减压脱环氧氯丙烷，脱到干净为止。然后滴加48％浓度液碱(氢氧化钠)，温度控制在40℃，滴加到pH值到10～11为终止，保温1小时，然后加入甲苯搅拌35～50分钟后，静止分层，放掉下层盐水，加入后催化剂苄基三乙基氯化铵继续滴加10％浓度液碱(氢氧化钠)，50℃保温2小时，然后放掉碱水，用纯净水洗涤一次，并加入少量的磷酸二氢钠调节到pH到7，放掉下层洗涤水，蒸馏脱甲苯，脱到120℃负压无馏份为止，负压为0.1MPa，用过滤器过滤后，即为产品。

其中原料重量份配比如下：

太阳能硅片回收切割液     1000

环氧氯丙烷               1900

三氟化硼乙醚             2.5

第一次48％浓度液碱       335

第二次10％浓度液碱       30

甲苯                     1050

后催化剂苄基三乙基氯化铵 6

磷酸二氢钠               1.5。

实施例3

用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法为：

1、太阳能硅片切割废液的处理：将太阳能硅片切割废液中加入0.5重量份的自来水，用高速搅拌机搅拌一个小时，搅拌速度为500转/分用离心式分离器分离碳化硅，再采用压滤机分离太阳能硅片切割废液中的硅粉，碳化硅经酸洗和碱洗并经烘干以及风选除铁以及表面处理后，重新用于太阳能硅片切割的使用，将上述经过分离清除碳化硅和硅粉处理后的太阳能硅片切割废液加入聚丙烯酰胺、石灰水，经搅拌器搅拌2小时后加入沉降池，经沉降后将上层清液用过滤器过滤后待处理，下层沉降物用压滤机进行压滤，压滤物料当垃圾处理，压滤液体重新回用。过滤清液用硅铁和锰铁过滤床进行铁的分离，分离后继续进入离子交换装置进行离子杂质的处理，处理后经蒸馏，即为太阳能硅片回收切割液，该太阳能硅片回收切割液主要有效成分为小分子聚醚分子量为200～500，该太阳能硅片回收切割液可用于环氧增韧稀释剂的生产。所述太阳能硅片切割废液与自来水重量份配比为1∶0.5；所述经过分离清除碳化硅和硅粉处理后的太阳能硅片切割废液与聚丙烯酰胺石灰水重量份配比为1000∶5∶10。

2、环氧增韧稀释剂的生产：将上述太阳能硅片回收切割液放入反应釜，按配比在太阳能硅片回收切割液中加入辛酸亚锡催化剂进入反应釜进行搅拌，40分钟后进行开汽升温，升到55℃停止加温，按配比滴加环氧氯丙烷，滴加温度控制在55℃，滴完后在80℃保温4小时，然后升温到120℃左右常压脱环氧氯丙烷，无馏份时继续减压脱环氧氯丙烷，脱到干净为止。然后滴加48％浓度液碱(氢氧化钠)，温度控制在45℃，滴加到pH值到10～11为终止，保温1.5小时，然后加入甲苯搅拌40分钟后，静止分层，放掉下层盐水，加入后催化剂四丁基溴化铵继续滴加10％浓度液碱(氢氧化钠)，55℃保温2小时，然后放掉碱水，用纯净水洗涤一次，并加入少量的磷酸二氢钠调节到pH到8，放掉下层洗涤水，蒸馏脱甲苯，脱到125℃负压无馏份为止，负压为0.1MPa，用过滤器过滤后，即为产品。

其中原料重量份配比如下：

太阳能硅片回收切割液            1000

环氧氯丙烷                2000

辛酸亚锡                  3

第一次48％浓度液碱        350

第二次10％浓度液碱        40

甲苯                      1100

后催化剂四丁基溴化铵      6

磷酸二氢钠                2。

上述所述离子交换装置采用市售阴、阳离子交换装置。所述碳化硅为太阳能硅片切割磨料。所述硅粉为太阳能硅片切割过程中形成废单晶硅粉。

本发明用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法生产的环氧增韧稀释剂产品性能：

外观          浅黄色透明液体

环氧值        0.32-0.36

粘度          35-50

有机氯        0.002

无机氯        0.0005

沸点         ＞＞180

用途：主要用于酸酐固化体系的环氧环行业，主要有大型变压器，互感器电子灌封料玻璃钢缠绕等产品，同时也可用于常温固化环氧胶黏剂、地坪涂料等环氧产品的稀释和改性，也可作为纺织产品的处理剂和塑料的稳定剂，市场用量比较广。

建议配方如下：

互感器灌封用   E51环氧树脂          100

               E39环氧树脂          50

               环氧增韧稀释剂       25

               600目硅微粉          260

               消泡剂               0.5

               铁红色浆             5

固化剂用甲基四氢苯酐加0.5的苄基二甲胺，120度固化5小时，脱模后继续130度固化3小时，固化的互感器能满足电压和耐温度变化开裂的性能。

电子灌封胶用    E51环氧树脂       40

                环氧增韧剂        10

                氢氧化铝          40

                阻燃剂            6

                超细氢氧化铝      4

                色浆              1

                消泡剂            0.1

固化剂用甲基四氢苯酐加2％的液体咪唑，80度固化2小时120度固化2小时，固化物电器性能和物理性能优良。

环氧地坪用    E51环氧树脂    40

环氧增韧剂    10

碳酸钙        30

硅微粉        20

色浆          适量

流平剂        0.1

消泡剂        0.1

固化剂用芳香胺改性可用作环氧地坪的中涂，用脂环胺改性的固化剂可用作面涂。

上述应用实例中采用的环氧增韧稀释剂是选用本发明用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法生产的环氧增韧稀释剂。

Claims (4)

1.一种用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法，其特征在于

(1)太阳能硅片切割废液的处理：将太阳能硅片切割废液中按配比加入自来水，用高速搅拌机搅拌一个小时，用离心式分离器分离碳化硅，再采用压滤机分离太阳能硅片切割废液中的硅粉，碳化硅经酸洗和碱洗并经烘干以及风选除铁以及表面处理后，重新用于太阳能硅片切割的使用，将上述经过分离清除碳化硅和硅粉处理后的太阳能硅片切割废液按配比加入聚丙烯酰胺、石灰水经搅拌器搅拌1～2小时后加入沉降池，经沉降后将上层清液用过滤器过滤后待处理，下层沉降物用压滤机进行压滤，压滤物料当垃圾处理，压滤液体重新回用，过滤清液用硅铁和锰铁过滤床进行铁的分离，分离后继续进入离子交换装置进行离子杂质的处理，处理后经蒸馏，即为太阳能硅片回收切割液；

(2)环氧增韧稀释剂的生产：将上述太阳能硅片回收切割液放入反应釜，按配比在太阳能硅片回收切割液中加入三氟化硼乙醚或辛酸亚锡催化剂进入反应釜进行搅拌，20～40分钟后进行开汽升温，升到45～55℃停止加温，按配比滴加环氧氯丙烷，滴加温度控制在45～55℃，滴完后在60～80℃保温3～4小时，然后升温到110～120℃常压脱环氧氯丙烷，无馏分时继续减压脱环氧氯丙烷，脱到干净为止，然后滴加48％浓度液碱，温度控制在35～45℃，滴加到pH值到10～11为终止，保温1～1.5小时，然后加入甲苯搅拌30～40分钟后，静止分层，放掉下层盐水，加入后催化剂苄基三乙基氯化铵或四丁基溴化铵继续滴加10％浓度液碱，45～55℃保温2小时，然后放掉碱水，用纯净水洗涤一次，并加入磷酸二氢钠调节到pH到7～8，放掉下层洗涤水，蒸馏脱甲苯，脱到115～125℃负压无馏分为止，负压为0.1MPa，用过滤器过滤后，即为产品；

其中原料重量份配比如下：

所述后催化剂选用苄基三乙基氯化铵或四丁基溴化铵。

2.根据权利要求1所述的用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法，其特征在于所述太阳能硅片回收切割液有效成分为小分子聚醚，分子量为200～500。

3.根据权利要求1所述的用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法，其特征在于所述太阳能硅片切割废液与自来水重量份配比为1∶0.5。

4.根据权利要求1所述的用太阳能硅片切割废液制环氧增韧稀释剂方法，其特征在于所述经过分离清除碳化硅和硅粉处理后的太阳能硅片切割废液与聚丙烯酰胺、石灰水重量份配比为1000∶5∶10。