CN104893848A - 一种易降解环保型硅片清洗剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种易降解环保型硅片清洗剂及其制备方法，该易降解环保型硅片清洗剂的成分包括10-25重量份的表面活性剂、1-4重量份的碱、0.2-2重量份的分散剂、0.5-2重量份的消泡剂以及70-85重量份的去离子水。实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明的易降解环保型硅片清洗剂清洗能力强，易于生物降解，避免了会产生危害的挥发性有机物，同时产生的泡沫量较少。

Description

一种易降解环保型硅片清洗剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及太阳能硅片生产领域，尤其涉及一种易降解环保型硅片清洗剂及其制备方法。

背景技术

在太阳能硅片生产过程中，需要将硅锭切割成片状。完成线切割后，进行喷淋冲洗与脱胶，使硅片与胶水层完全分离。脱胶后的硅片表面仍然附着很多脏污，因此必须对硅片进行清洗。在清洗时，需要使用硅片清洗剂来进行太阳能硅片的清洗。目前市场上的硅片清洗剂存在着清洗能力与生物降解能力不能统一，且在清洗过程中产大量泡沫，难以漂洗。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，针对现有技术中硅片清洗剂存在着清洗能力与生物降解能力不能统一，且在清洗过程中产大量泡沫，难以漂洗的问题，提出了一种易降解环保型硅片清洗剂及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种易降解环保型硅片清洗剂，该易降解环保型硅片清洗剂的成分包括10-25重量份的表面活性剂、1-4重量份的碱、0.2-2重量份的分散剂、0.5-2重量份的消泡剂以及70-85重量份的去离子水。

其中，表面活性剂为烷基葡萄糖酰胺、异构醇聚氧乙烯醚、醇醚羧酸盐和烷基二苯醚二磺酸盐和螯合性表面活性剂；并且10-25重量份的表面活性剂中，烷基葡萄糖酰胺占1-7重量份，异构醇聚氧乙烯醚占2-4重量份、醇醚羧酸盐占1-4重量份，烷基二苯醚二磺酸盐占1-6重量份，螯合性表面活性剂占1-5重量份。

其中，碱为氢氧化钾与氢氧化钠中的一种或两种。

其中，分散剂为丙烯酸均聚物、丙烯酸共聚物中的一种或几种。

其中，消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、有机硅改性聚醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种易降解环保型硅片清洗剂的制备方法，该制备方法包括步骤：提供10-25重量份的表面活性剂；提供1-4重量份的碱；提供0.2-2重量份的分散剂；提供0.5-2重量份的消泡剂；提供70-85重量份的去离子水；在室温下搅拌5-7小时。

其中，表面活性剂为烷基葡萄糖酰胺、异构醇聚氧乙烯醚、醇醚羧酸盐和烷基二苯醚二磺酸盐和螯合性表面活性剂；并且10-25重量份的表面活性剂中，烷基葡萄糖酰胺占1-7重量份，异构醇聚氧乙烯醚占2-4重量份、醇醚羧酸盐占1-4重量份，烷基二苯醚二磺酸盐占1-6重量份，螯合性表面活性剂占1-5重量份。

其中，碱为氢氧化钾与氢氧化钠中的一种或两种。

其中，分散剂为丙烯酸均聚物、丙烯酸共聚物中的一种或几种。

其中，消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、有机硅改性聚醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明的易降解环保型硅片清洗剂清洗能力强，易于生物降解，避免了会产生危害的挥发性有机物，同时产生的泡沫量较少。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的易降解环保型硅片清洗剂的制备方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在太阳能硅片生产过程中，需要将硅锭切割成片状。完成线切割后，进行喷淋冲洗与脱胶，使硅片与胶水层完全分离。脱胶后的硅片表面仍然附着很多脏污，主要包括砂浆、聚乙二醇、硅粉、铁离子、铜离子等。脏污的存在不仅影响后续制绒工艺，而且最终影响电池片的光转化效率。因此必须对硅片进行清洗，一方面除去硅片表面的各种脏污，另一方面对硅片进行初步的微腐蚀，为下道制绒工序提供帮助。目前业内通用的清洗工艺步骤为：1、预清洗。在该工序的槽内，采用水或柠檬酸的水溶液对硅片进行预清洗；2、超声清洗。在该工序的槽内，在超声的环境下加入硅片清洗剂对硅片进行清洗；3、漂洗。在该工序的槽内，持续加入去离子水对硅片进行溢流清洗；4、干燥。在该工序内，通过甩干、鼓风烘干等方式对硅片进行干燥处理。

目前市场上的硅片清洗剂存在着清洗能力与生物降解能力不能统一，且在清洗过程中产大量泡沫，难以漂洗。例如，现有的一种硅片清洗剂采用了含氟非离子表面活性剂以及乙酸乙酯、乙二醇丁醚等低沸点助溶剂，不仅难以生物降解、在清洗过程中会有产生危害的挥发性有机物排放，且无阴离子表面活性剂的协同，对固体颗粒物清洗效果较差。又或者，现有的一种环保型的硅片清洗剂，其生物降解能力很好，但仅采用普通工业常用的脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂，且无阴离子表面活性剂的协同，对硅片表面在清洗过程中由于固体颗粒物与泡沫的综合作用产生的细小黑线清洗能力差。

因此，如何制造出一种既具有强效清洗能力又环保的硅片清洗剂成为了当前业内的难题。

本发明提供了一种易降解环保型硅片清洗剂，该易降解环保型硅片清洗剂的成分包括10-25重量份的表面活性剂、1-4重量份的碱、0.2-2重量份的分散剂、0.5-2重量份的消泡剂以及70-85重量份的去离子水。

其中，表面活性剂是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。在本发明中，表面活性剂为烷基葡萄糖酰胺、异构醇聚氧乙烯醚、醇醚羧酸盐和烷基二苯醚二磺酸盐和螯合性表面活性剂的组合。

其中，烷基葡萄糖酰胺与异构醇聚氧乙醚为非离子表面活性剂，醇醚羧酸盐与烷基二苯醚二磺酸盐为阴离子表面活性剂。烷基二苯醚二磺酸盐能够提供对非离子表面活性剂的增溶，改变了传统硅片清洗剂需要加入有机溶剂进行增溶，避免了在清洗过程中产生的VOC。螯合性表面活性剂优选N-月桂酰基乙二胺三乙酸，具备表面活性剂和螯合剂的双重特点，避免了传统硅片清洗剂需要单独加入螯合剂的缺点。其中，烷基葡萄糖酰胺、异构醇聚氧乙醚、醇醚羧酸盐以及螯合性表面活性剂经实验为易降解环保型表面活性剂，烷基二苯醚二磺酸盐的生物降解性能在也很强。

并且，优选的，10-25重量份的表面活性剂中，烷基葡萄糖酰胺占1-7重量份，异构醇聚氧乙烯醚占2-4重量份、醇醚羧酸盐占1-4重量份，烷基二苯醚二磺酸盐占1-6重量份，螯合性表面活性剂占1-5重量份。

在本发明中，碱为氢氧化钾与氢氧化钠中的一种或两种。

分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂。可均一分散那些难于溶解于液体的无机，有机颜料的固体及液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的两亲性试剂。在本发明中，分散剂为丙烯酸均聚物、丙烯酸共聚物中的一种或几种。其中，优选重均分子量在2000～6000的聚合物，如陶氏罗门哈斯牌号为ACUSOL445NG的分散剂。

消泡剂，也称消沫剂，是在食品加工过程中降低表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的食品添加剂。但是，经本申请的发明人研究后发现，消泡剂用在硅片清洗剂中可有效的减少泡沫的产生。在本发明中，消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、有机硅改性聚醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种。

在室温左右按照以上配比进行充分的搅拌，成为均一的体系后即可。在使用过程中，可以配成2％～5％的水溶液，加入清洗槽中，加热至50～70℃，在超声条件下清洗200s-300s。下面，将通过实例对本发明进行更详细的描述。

实施例1

去离子水74重量份；

表面活性剂22重量份，包括烷基葡萄糖酰胺6重量份、异构醇聚氧乙醚4重量份、醇醚羧酸盐4重量份、烷基二苯醚二磺酸盐5重量份、螯合性表面活性剂3重量份；

碱2重量份，具体为氢氧化钾2重量份；

分散剂1.5重量份，具体为丙烯酸均聚物分散剂1.5重量份；

消泡剂0.5重量份，具体为有机硅改性聚醚消泡剂0.5重量份。

此种硅片清洗剂在清洗时，按照配制硅片清洗剂浓度3％的标准，在清洗槽内加入上述硅片清洗剂和去离子水，加热至55摄氏度开始清洗，经实验每千克清洗剂能够清洗4000片左右的硅片。

实施例2,

去离子水76重量份；

表面活性剂19重量份，包括烷基葡萄糖酰胺5重量份、异构醇聚氧乙醚3重量份、醇醚羧酸盐4重量份、烷基二苯醚二磺酸盐4重量份、螯合性表面活性剂3重量份；

碱3重量份，具体为氢氧化钾3重量份；

分散剂1重量份，具体为丙烯酸均聚物分散剂1重量份；

消泡剂1重量份，具体为有机硅改性聚醚消泡剂1重量份。

此种硅片清洗剂在清洗时，按照配制硅片清洗剂浓度3％的标准，在清洗槽内加入上述硅片清洗剂和去离子水，加热至55摄氏度开始清洗，经实验每千克清洗剂能够清洗3500片左右的硅片。

实施例3

去离子水83重量份；

表面活性剂14重量份，包括烷基葡萄糖酰胺4重量份、异构醇聚氧乙醚2重量份、醇醚羧酸盐3重量份、烷基二苯醚二磺酸盐3重量份、螯合性表面活性剂2重量份；

碱1.5重量份，具体为氢氧化钾1.5重量份；

分散剂1重量份，具体为丙烯酸均聚物分散剂1重量份；

消泡剂0.5重量份，具体为有机硅改性聚醚消泡剂0.5重量份。

此种硅片清洗剂在清洗时，按照配制硅片清洗剂浓度3％的标准，在清洗槽内加入上述硅片清洗剂和去离子水，加热至55摄氏度开始清洗，经实验每千克清洗剂能够清洗3200片左右的硅片。

实施例4

去离子水76重量份；

表面活性剂18重量份，包括烷基葡萄糖酰胺3重量份、异构醇聚氧乙醚4重量份、醇醚羧酸盐3重量份、烷基二苯醚二磺酸盐3重量份、螯合性表面活性剂5重量份；

碱3重量份，具体为氢氧化钾3重量份；

分散剂2重量份，具体为丙烯酸均聚物分散剂2重量份；

消泡剂1重量份，具体为有机硅改性聚醚消泡剂1重量份。

此种硅片清洗剂在清洗时，按照配制硅片清洗剂浓度3％的标准，在清洗槽内加入上述硅片清洗剂和去离子水，加热至55摄氏度开始清洗，经实验每千克清洗剂能够清洗4200片左右的硅片。

本发明还提供一种易降解环保型硅片清洗剂的制备方法，参阅图1，图1是本发明提供的易降解环保型硅片清洗剂的制备方法的流程图。该方法包括：

步骤S11：提供10-25重量份的表面活性剂。

步骤S12：提供1-4重量份的碱。

步骤S13：提供0.2-2重量份的分散剂。

步骤S14：提供0.5-2重量份的消泡剂。

步骤S15：提供70-85重量份的去离子水。

步骤S21：在室温下搅拌5-7小时，优选为6小时。

其中，步骤S11-步骤S15之间的顺序并不做限定，任意一个步骤先进行或者多个步骤同时进行皆可。

其中，表面活性剂是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。在本发明中，表面活性剂为烷基葡萄糖酰胺、异构醇聚氧乙烯醚、醇醚羧酸盐和烷基二苯醚二磺酸盐和螯合性表面活性剂的组合。

其中，烷基葡萄糖酰胺与异构醇聚氧乙醚为非离子表面活性剂，醇醚羧酸盐与烷基二苯醚二磺酸盐为阴离子表面活性剂。烷基二苯醚二磺酸盐能够提供对非离子表面活性剂的增溶，改变了传统硅片清洗剂需要加入有机溶剂进行增溶，避免了在清洗过程中产生的VOC。螯合性表面活性剂优选N-月桂酰基乙二胺三乙酸，具备表面活性剂和螯合剂的双重特点，避免了传统硅片清洗剂需要单独加入螯合剂的缺点。其中，烷基葡萄糖酰胺、异构醇聚氧乙醚、醇醚羧酸盐以及螯合性表面活性剂经实验为易降解环保型表面活性剂，烷基二苯醚二磺酸盐的生物降解性能在也很强。

并且，优选的，并且10-25重量份的表面活性剂中，烷基葡萄糖酰胺占1-7重量份，异构醇聚氧乙烯醚占2-4重量份、醇醚羧酸盐占1-4重量份，烷基二苯醚二磺酸盐占1-6重量份，螯合性表面活性剂占1-5重量份。

在本发明中，碱为氢氧化钾与氢氧化钠中的一种或两种。

分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂。可均一分散那些难于溶解于液体的无机，有机颜料的固体及液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的两亲性试剂。在本发明中，分散剂为丙烯酸均聚物、丙烯酸共聚物中的一种或几种。其中，优选重均分子量在2000～6000的聚合物，如陶氏罗门哈斯牌号为ACUSOL445NG的分散剂。

消泡剂，也称消沫剂，是在食品加工过程中降低表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的食品添加剂。但是，经本申请的发明人研究后发现，消泡剂用在硅片清洗剂中可有效的减少泡沫的产生。在本发明中，消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、有机硅改性聚醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明的易降解环保型硅片清洗剂清洗能力强，易于生物降解，避免了会产生危害的挥发性有机物，同时产生的泡沫量较少。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种易降解环保型硅片清洗剂，其特征在于，所述易降解环保型硅片清洗剂的成分包括10-25重量份的表面活性剂、1-4重量份的碱、0.2-2重量份的分散剂、0.5-2重量份的消泡剂以及70-85重量份的去离子水。

2.根据权利要求1所述的易降解环保型硅片清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂为烷基葡萄糖酰胺、异构醇聚氧乙烯醚、醇醚羧酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐和螯合性表面活性剂，且10-25重量份的所述表面活性剂中，所述烷基葡萄糖酰胺占1-7重量份，所述异构醇聚氧乙烯醚占2-4重量份、所述醇醚羧酸盐占1-4重量份，所述烷基二苯醚二磺酸盐占1-6重量份，所述螯合性表面活性剂占1-5重量份。

3.根据权利要求1所述的易降解环保型硅片清洗剂，其特征在于，所述碱为氢氧化钾与氢氧化钠中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的易降解环保型硅片清洗剂，其特征在于，所述分散剂为丙烯酸均聚物、丙烯酸共聚物中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的易降解环保型硅片清洗剂，其特征在于，所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、有机硅改性聚醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种。

6.一种易降解环保型硅片清洗剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：

提供10-25重量份的表面活性剂；

提供1-4重量份的碱；

提供0.2-2重量份的分散剂；

提供0.5-2重量份的消泡剂；

提供70-85重量份的去离子水；

在室温下搅拌5-7小时。

7.根据权利要求1所述的易降解环保型硅片清洗剂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为烷基葡萄糖酰胺、异构醇聚氧乙烯醚、醇醚羧酸盐和烷基二苯醚二磺酸盐和螯合性表面活性剂，且10-25重量份的所述表面活性剂中，所述烷基葡萄糖酰胺占1-7重量份，所述异构醇聚氧乙烯醚占2-4重量份、所述醇醚羧酸盐占1-4重量份，所述烷基二苯醚二磺酸盐占1-6重量份，所述螯合性表面活性剂占1-5重量份。

8.根据权利要求1所述的易降解环保型硅片清洗剂的制备方法，其特征在于，所述碱为氢氧化钾与氢氧化钠中的一种或两种。

9.根据权利要求1所述的易降解环保型硅片清洗剂的制备方法，其特征在于，所述分散剂为丙烯酸均聚物、丙烯酸共聚物中的一种或几种。

10.根据权利要求1所述的易降解环保型硅片清洗剂的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、有机硅改性聚醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种。