CN102234379A

CN102234379A - 一种用于降低太阳能硅片切割砂浆中新碳化硅砂料使用量的方法

Info

Publication number: CN102234379A
Application number: CN2010102913321A
Authority: CN
Inventors: 励征
Original assignee: MONTE GROUP (HONGKONG) Ltd
Current assignee: MONTE GROUP (HONGKONG) Ltd
Priority date: 2010-09-25
Filing date: 2010-09-25
Publication date: 2011-11-09

Abstract

本发明涉及一种用于降低太阳能硅片切割砂浆中新碳化硅砂料使用量的方法，将用户提供的新碳化硅砂料进行表面改性处理成新湿碳化硅砂料。是一种区别于传统碳化硅(干燥砂)的使用模式，具备良好的再分散能力和悬浮性以及与常规或特别处理的切割纲线有更好的包覆和兼容特性，能充分有效地发挥新碳化硅砂料在硅片线切割中的切割作用，使切片效率得到充分提升，同时减少用户的新砂使用量、使砂浆配制过程无粉尘污染，更符合绿色环保的生产理念；使用湿碳化硅砂料配制切割砂浆能确保产品品质稳定性、缩短用户砂浆配制时间30％，使切割砂浆综合运作成本更低。

Description

一种用于降低太阳能硅片切割砂浆中新碳化硅砂料使用量的方法

技术领域

本发明涉及一种降低太阳能硅片切割砂浆配制成本的方法，特别涉及一种用于降低太阳能硅片切割砂浆中新碳化硅砂料使用量的方法。

背景技术

我国光伏发电产业近几年迅猛发展。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。其中切割用碳化硅需求量已经达到约800---900吨/天。

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磨削来切断成片，因此切割砂浆的主要特性应具有良好的流动性，碳化硅颗粒能够在切割砂浆体系中均匀稳定的分散和悬浮于切割液中，同时能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砂料作用在硅锭表面，同时及时带走切割热和破碎颗粒，保证硅片的表面质量。

现今硅片切片厂家的砂浆生产面临成本的压力，不断地寻找降低砂浆的成本、大量使用再生回收砂和回收液，由于再生回收砂和切割液在品质上的差异性及不稳定性造成切片品质不稳定，出片产能不可控制、迫使企业高比例地使用新砂和新切割液，给企带来成本压力，依椐实际切片数椐统计在实际每刀切片过程中真正发挥切割作用的新碳化硅切割砂料只有15％至30％，由于目前砂浆的制造技术无法将砂浆中的新砂均匀地作用在硅锭切片表面而造成需使用高于实际使用量一倍以上的新砂来弥补切割砂浆的缺陷。

随着市场需求及价格的竞争，如何降低切片成本和加大再生资源的利用成为企业降成本的主要手段，大比例的重复使用回收再生液和砂，造成企业在生产管理及品质控制上难度进一步增大，直接影响到切片机台切割能力不强，不稳定及设备效率下降，产品品质无法控制，造成切片成本增高等缺点，未来市场竞争中成本的下降将影响到整个行业的发展，各企业都在为了提高硅片质量和降低切割成本而做着不懈的努力。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于降低太阳能硅片切割砂浆中新碳化硅砂料使用量的方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种用于降低太阳能硅片切割砂浆中新碳化硅砂料使用量的方法，其特征在于：将GC1000至GC2000之间任意规格的新碳化硅砂料与表面改性剂、工艺辅助载体混配，进行表面改性处理成湿碳化硅砂料，从15％～50％之间任意比例使用改性后的新湿碳化硅砂料与再生回收砂料相互混配，再加入再生复合聚乙二醇液、新聚乙二醇液以及去离子水混合液来配制成密度在1.521～1.824克/毫升的太阳能硅片切割砂浆，配制后的切割砂浆粘度在60～460cp/25℃之间。

上述一种用于降低太阳能硅片切割砂浆中新碳化硅砂料使用量的方法的湿碳化硅砂料中的工艺辅助载体为聚乙二醇，各组份的重量百分比为：

聚乙二醇 5.0～～～45.0％

新碳化硅砂料 94.0～～～40.0％

表面改性剂 1.0～～～15.0％

上述一种用于降低太阳能硅片切割砂浆中新碳化硅砂料使用量的方法的切割砂浆各组份的重量百分比为：

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，碳化硅砂料由湿碳化硅砂料和再生回收砂料组成，其重量百分比为：

湿碳化硅砂料 15％～～～50％

再生回收砂料 85％～～～50％

聚乙二醇由新聚乙二醇和再生聚乙二醇组成，其重量百分比为：

新聚乙二醇 90.0％～～～10.0％

再生聚乙二醇 10.0％～～～90.0％

上述一种用于降低太阳能硅片切割砂浆中新碳化硅砂料使用量的方法具体配制过程为将配制好的湿碳化硅砂料与聚乙二醇、去离子水充分混合后，再将再生回收砂料加入，并进行充分搅拌，在60分钟至300分钟内达到均匀分散后既可上机使用。

上述一种用于降低太阳能硅片切割砂浆中新碳化硅砂料使用量的方法的改性处理的湿碳化硅砂料可直接使用于当前用户所用的各类再线切割废砂浆回收系统和离线砂浆搅拌桶及企业的砂浆中央供应系统中。

本发明具有积极的效果：(1)本发明使用新湿碳化硅砂料改变了太阳能硅片的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；(2)本发明使用新湿碳化硅砂料能大比例地降低新碳化硅砂料的使用量；(3)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；(4)本发明使用湿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；(5)本发明与适合常规或与特别处理的切割纲线有更好的包覆和兼容特性，能充分有效地发挥新碳化硅砂料在硅片线切割中的切割作用，使切片效率得到充分提升。

具体实施方式

下面通过配制1000kg线切割砂浆具体阐述本发明使用湿碳化硅砂料来配制砂浆：

实施例一

按重量百分比为：

聚乙二醇 5.0～～～55.0％

新碳化硅砂料 94.0～～～30.0％

表面改性剂 1.0～～～15.0％

来配制湿碳化硅砂料，上述表面改性剂为纳米成膜剂、分散剂、表面活性剂、消泡剂和金属腐蚀抑制剂的混合物，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；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

湿碳化硅砂料配制完成后，称取200公斤含53％聚乙二醇(PEG-200)的GC1500湿碳化硅砂料，再称取424公斤新聚乙二醇液，再称取GC1500回收砂料376公斤。

a.将424公斤新聚乙二醇(PEG-200)用泵加入到专用配砂浆的搅拌缸中，边搅拌边加入用20～30分钟时间内完成。

b.将200公斤GC1500湿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30～40分钟时间内完成；

c.湿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.依椐所测密度计算加入再生GC1500回收砂376公斤，以稳定的加砂速度在30分钟至120分钟内完成加砂工序。在揽拌60至120分钟后，测量砂浆配浆密度和粘度达到1.620～1.622克/毫升、粘度在190cp/25℃至200cp/25℃时既可满足上机条件；

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或适量去离子水，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1.623克/毫升，粘度195cp/25℃。

实施例二

按比例配制湿碳化硅砂料，具体同实施例一。

称取200公斤含53％聚乙二醇(PEG-200)GC1500湿碳化硅砂料，再称取424公斤再生聚乙二醇液，准备在线废砂浆回收系统所分离的湿砂376公斤(按实际固含量计)。

a.将424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20～30分钟时间。

b.将200公斤GC1500新湿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30～40分钟时间内完成；

c.湿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，再用特制计量泵加入GC1500在线回收湿砂376公斤，再持续搅拌60至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/25℃至200cp/25℃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90分钟；

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1.621克/毫升，粘度195cp/25℃。

实施例三

按比例配制湿碳化硅砂料，具体同实施例一。

称取200公斤含53％聚乙二醇(PEG-200)GC1500新湿碳化硅砂料，再称取85公斤新聚乙二醇液和340公斤再生聚乙二醇液，再称取GC1500回收砂料376公斤。

a.将85公斤新聚乙二醇(PEG-200)和340公再生聚乙二醇液，分别用泵加入到专用配砂浆的搅拌缸中，边搅拌边加入用20～60分钟时间内完成。

c.湿碳化硅砂料加料完成后继续在搅拌缸中持续搅拌60～120分钟后，再加入GC1500回收砂料376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℃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90分钟；

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1.621克/毫升，粘度195cp/25℃。

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：平均出片率为96.5％---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。

Claims

1.一种用于降低太阳能硅片切割砂浆中新碳化硅砂料使用量的方法，其特征在于：将GC1000至GC2000之间任意规格的新碳化硅砂料与表面改性剂、工艺辅助载体混配，进行表面改性处理成湿碳化硅砂料，从15％～50％之间任意比例使用改性后的新湿碳化硅砂料与再生回收砂料相互混配，再加入再生复合聚乙二醇液、新聚乙二醇液以及去离子水混合液来配制成密度在1.521～1.824克/毫升的太阳能硅片切割砂浆，配制后的切割砂浆粘度在60～460cp/25℃之间。

2.根据权利要求1所述的一种用于降低太阳能硅片切割砂浆中新碳化硅砂料使用量的方法，其特征在于：所述湿碳化硅砂料中的工艺辅助载体为聚乙二醇，各组份的重量百分比为：

聚乙二醇 5.0～～～45.0％

新碳化硅砂料 94.0～～～40.0％

表面改性剂 1.0～～～15.0％

3.根据权利要求1所述的一种用于降低太阳能硅片切割砂浆中新碳化硅砂料使用量的方法，其特征在于：所述切割砂浆各组份的重量百分比为：

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％

湿碳化硅砂料 15％～～～50％

再生回收砂料 85％～～～50％

新聚乙二醇 90.0％～～～10.0％

再生聚乙二醇 10.0％～～～90.0％

4.根据权利要求3所述的一种用于降低太阳能硅片切割砂浆中新碳化硅砂料使用量的方法，其特征在于：将配制好的湿碳化硅砂料与聚乙二醇、去离子水充分混合后，再将再生回收砂料加入，并进行充分搅拌，在60分钟至300分钟内达到均匀分散后既可上机使用。

5.根据权利要求1至4其中之一所述的一种用于降低太阳能硅片切割砂浆中新碳化硅砂料使用量的方法，其特征在于：改性处理的湿碳化硅砂料可直接使用于当前用户所用的各类再线切割废砂浆回收系统和离线砂浆搅拌桶及企业的砂浆中央供应系统中。