CN102230282B - 太阳能硅片线切割耐磨钢线的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能硅片线切割耐磨钢线的制作方法，由多种丙烯酸酯类单体、碳化硅微粒、氨基多酚醛树脂、引发剂所组成的原料；通过一定的共聚接枝合成方法和机械加工装置使特制的耐磨料复合于钢线表面，经过UV和红外高温固化等工艺过程，制成耐磨线切割钢线。本发明可取代常规用标准线切割钢线用于太阳能硅片线切割，使用本发明可充分利用特殊复合微粒粒径与复合树脂来改性钢线表面结构，从而减少钢线切割过程中的表面磨损所引发的切片厚度的变化，降低钢线的使用量和提高线切效率，是一种绿色环保、低成本的太阳能硅片线切割耗材。所制成的耐磨钢线具有非常好的耐磨牢度、线径均匀一致、抗拉强度高的特性，与现有切割钢线有良好的互配性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于太阳能硅片线切割耐磨钢线的制作方法。
背景技术
中国光伏发电产业近五年发展迅猛，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，其中切割用钢线随切片机台的扩产而大量消耗。
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棒逐步截断，因此切割中砂浆均匀地包覆在高速运动中的钢线表面,均匀平稳的使碳化硅微粒作用于硅棒表面，同时及时带走切割热和破碎颗粒，保证硅片的表面质量,钢线是切割砂浆的一个载体同时也被高速运动中的碳化硅间接磨损，线径发生变化而影响线切品质。
随着整个太阳能行业的发展，在太阳能硅片线切割中大量使用线切钢线，不利于环境控制和造成企业成本的增加，为了适应未来市场需求及价格的竞争发展需要，整个行业都在为如何提高钢线表面耐磨性和使用量及切割效率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，提高钢线表面耐磨性、降低切割成本的太阳能硅片线切割耐磨钢线的制作方法。
实现本发明的技术方案是：一种太阳能硅片线切割耐磨钢线的制作方法，将耐磨复配基料固化于钢线表面而制成太阳能硅片线切割耐磨钢线，耐磨复配基料组份比例为：
其中含碳化硅微粉共聚树脂选用由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺 、丙烯酰胺单体中的三种或三种以上组成的复合单体、引发剂、乙醇和碳化硅微粒组成，其组份比例为：
上述耐磨复配基料涂层厚度为：2μm~10μm，烘干温度为：120℃~300℃, 烘干时间为：3~10分钟。
所述的太阳能硅片线切割耐磨钢线的制作方法，所述含碳化硅微粉共聚树脂的合成步骤为：
a. 称取乙醇总量3/4用于溶解复合单体中两种,边搅拌边加入至乙醇中,使其充分溶解；
b. 称取其余单体, 其中溶入引发剂总量的4/5；
c. 将上述两种溶液混合均匀, 称取此混合溶液总量的一半加入到共聚合成装置中, 加热开动搅拌器, 冷凝回流系统，待混合溶液温度达到75℃~80℃出现回流时, 开始计时, 在维持回流温度的条件下用时3~5小时并在充分搅拌条件下加入占单体总量一半的碳化硅微粒；
d. 在上述c条件下经过3~5小时后,将混合溶液的另一半和其余的碳化硅微粒在1~2小时内并保持回流条件下完成添加过程；
e. 继续保持回流温度条件下，再经3~5时后将剩余的1/4乙醇和剩余1/5引发剂混合液追加到合成装置中，控制时间在20~45分钟内加完；
f. 继续反应1.5~2.5小时后，停止加热搅拌冷却至30℃~40℃时出料。
所述的太阳能硅片线切割耐磨钢线的制作方法，所述碳化硅微粒采用粒径D50 为2μm~10μm，制成的太阳能硅片线切割耐磨钢线线径为90μm~300μm。
所述的太阳能硅片线切割耐磨钢线的制作方法，所述耐磨复配基料中添加一定量的表面活性剂、消泡剂来改善复配基料的使用特性。
本发明具有积极的效果：本发明在整个合成工艺路线中将碳化硅微粉在单体共聚时将共聚树脂接枝到碳化硅微粉表面形成单体共聚高分子与碳化硅微粉组成一个共聚体，充分利用特殊复合微粒粒径与复合树脂来改变切割钢线表面结构,提高了切割钢线的耐磨性，从而减少钢线切割过程中的表面磨损所引发的切片厚度的变化，降低钢线的使用量和提高线切效率，是一种绿色环保、低成本的太阳能硅片线切割耗材，所制成的耐磨钢线具有非常好的耐磨牢度，线径均匀一致，抗拉强度高的特性, 与现有技术中的切割钢线有良好的互配性。
具体实施方式
一. 含碳化硅微粉共聚树脂成份比：
二. 含碳化硅微粉共聚树脂合成工艺
a. 称取乙醇总量3/4用于溶解复合单体中两种N-羟甲基丙烯酰胺和丙烯酰胺复合单体,边搅拌边加入至乙醇中,使其充分溶解；
b. 称取其余单体, 其中溶入引发剂总量的4/5；
c. 将上述两种溶液混合均匀, 称取此混合溶液总量的一半加入到共聚合成装置中, 加热开动搅拌器, 冷凝回流系统, 待混合溶液温度达到75℃~80℃出现回流时, 开始计时, 在维持回流温度的条件下用3.5小时和在充分搅拌条件下用特殊装置加入占单体总量一半的碳化硅微粒；
d. 在上述c. 条件下经过3.5小时后,将混合溶液的另一半经特制装置连同将其余的一半碳化硅微粒在1.0小时内、回流条件下添加完成；
e. 继续保持回流温度条件下，再经3.0小时后将剩余的1/4乙醇和剩余1/5引发剂混合液追加到合成装置中，控制时间在30分钟内加完；
f. 继续反应2.0小时后，停止加热搅拌冷却至35℃时出料；
三. 耐磨复配基料的成份比：
上述耐磨复配基料主要用于耐温、硬基材的表面耐磨高温固化场合，在涂层厚度3μm时, 烘干温：135℃, 烘干时间：3分钟。
四.耐磨钢线制做：
用定制拉丝机和特制复合固化装置，经过UV和红外高温固化等工艺过程，将耐磨复配基料固化于钢线表面而制成线径可控的太阳能硅片线切割用耐磨钢线，线径115μm，耐磨层厚度为2μm~3μm之间，烘干温度为：135℃, 烘干时间为：3分钟。
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。
Claims (4)
1.一种太阳能硅片线切割耐磨钢线的制作方法， 其特征在于：将耐磨复配基料固化于钢线表面而制成太阳能硅片线切割耐磨钢线，耐磨复配基料组份比例为：
其中含碳化硅微粉共聚树脂选用由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺 、丙烯酰胺单体中的三种或三种以上组成的复合单体、引发剂、乙醇和碳化硅微粒组成，其组份比例为：
上述耐磨复配基料涂层厚度为：2μm~10μm，烘干温度为：120℃~300℃，烘干时间为：3~10分钟。
2.根据权利要求1所述的太阳能硅片线切割耐磨钢线的制作方法，其特征在于：所述含碳化硅微粉共聚树脂的合成步骤为：
a. 称取乙醇总量3/4用于溶解复合单体中两种单体 ，边搅拌边加入至乙醇中， 使其充分溶解；
b. 称取其余单体，其中溶入引发剂总量的4/5；
c. 将上述两种溶液混合均匀，称取此混合溶液总量的一半加入到共聚合成装置中，加热开动搅拌器，冷凝回流系统，待混合溶液温度达到75℃~80℃出现回流时，开始计时, 在维持回流温度的条件下用3~5小时和在充分搅拌条件下加入占单体总量一半的碳化硅微粒；
d. 在上述c条件下经过3~5小时后， 将混合溶液的另一半和其余的碳化硅微粒在 1~2小时内并保持回流条件下完成添加过程；
e. 继续保持回流温度条件下，再经3~5时后将剩余的1/4乙醇和剩余1/5引发剂混合液追加到合成装置中，控制时间在20~45分钟内加完；
f. 继续反应1.5~2.5小时后，停止加热搅拌冷却至30℃~40℃时出料。
3.根据权利要求2所述的太阳能硅片线切割耐磨钢线的制作方法，其特征在于：所述碳化硅微粒采用粒径D50为 2μm~ 10μm，制成的太阳能硅片线切割耐磨钢线线径为90μm~300μm。
4.根据权利要求1或2或3所述的太阳能硅片线切割耐磨钢线的制作方法，其特征在于：所述耐磨复配基料中添加一定量的表面活性剂、消泡剂来改善复配基料的使用特性。
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