CN110437779B - 用于薄片细线化硅切片的粘棒胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于薄片细线化硅切片的粘棒胶，包括组分A和组分B，所述组分A包括缩水甘油酯类型环氧树脂、双酚A环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、填充剂、消泡剂、防沉剂和偶联剂；所述组分B包括聚硫醇、间苯二甲胺预聚物、促进剂、填充剂、消泡剂和防沉剂；其中，所述组分A与所述组分B的质量比为1:1‑1.2。本发明还提供所述粘棒胶的制备方法。本发明具有固化时间短，脱胶温度低以及耐脏污等特点。

Description

用于薄片细线化硅切片的粘棒胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种粘棒胶。更具体地说，本发明涉及一种用于薄片细线化硅切片的粘棒胶及其制备方法。
背景技术
太阳能电池硅片在切割过程中需要用到粘合胶，然而随着切割工艺有砂线切割向金刚线切割的改进，使切割的硅片厚度更薄、切割速率更快、原料利用率更高。但现有的粘合胶存在着脱胶温度高(65-75℃)、硅片易脏污、耐水性差易掉片、脱胶不稳定以及切割底板由树脂板改成塑料板后现有胶水存在着脱胶后胶丝易脱落等问题，不易降低生产成本，难以适应金刚线细线化，硅片薄片化的行业趋势。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种用于薄片细线化硅切片的粘棒胶，其能够快速固化、降低脱胶温度、增强低温环境粘接性能以及减少胶丝脱落等问题。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于薄片细线化硅切片的粘棒胶，包括组分A和组分B，所述组分A包括缩水甘油酯类型环氧树脂、双酚A环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、填充剂、消泡剂、防沉剂和偶联剂；所述组分B包括聚硫醇、间苯二甲胺预聚物、促进剂、填充剂、消泡剂和防沉剂；
其中，所述组分A与所述组分B的质量比为1:1-1.2。
优选的是，组分A包含以下质量分数的原料：缩水甘油酯类环氧树脂5-10％，双酚A型环氧树脂35％-50％，氢化双酚A环氧树脂5-10％，消泡剂0.01-3％，防沉剂0.05-5％，偶联剂0.01-3％，填充剂20-60％；
组分B包含以下质量分数的原料：聚硫醇20-50％，间苯二甲胺预聚物1-5％，促进剂1-10％，填充剂20-40％，消泡剂0.01-3％，防沉剂0.05-5％。
优选的是，所述填充剂为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡和二氧化硅中的一种或几种。
优选的是，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
优选的是，所述防沉剂为气相二氧化硅、氢化蓖麻油或有机膨润土中的一种或几种。
优选的是，所述偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的一种或几种。
一种用于薄片细线化硅切片的粘棒胶的制备方法，包括以下步骤：
1)组分A的制备：启动反应釜，控制温度在20-45℃内，在反应釜中加入缩水甘油酯类环氧树脂，双酚A型环氧树脂，氢化双酚A环氧树脂，消泡剂，防沉剂，偶联剂，填充剂，搅拌2-3个小时，获得组分A；
组分B的制备：启动反应釜，并打开温控装置控制温度在20-45℃以内，在反应釜中加入聚硫醇，间苯二甲胺预聚物，促进剂，消泡剂，防沉剂，碳酸钙，搅拌2-3个小时，获得组分B。
优选的是，所述间苯二甲胺预聚物包含以下质量分数的原料：间二甲苯二胺30-50重量份、线型苯酚甲醛环氧树脂20-30重量份、缩水甘油酯型环氧树脂15-20重量份、促进剂1-3重量份和抗静电剂0.5-1重量份。通过添加抗静电剂，避免切割过程中产生的静电在硅片表面累积，从而避免其产生的电厂就能吸引带电颗粒或者极化并吸引中性颗粒到硅片表面，减小了颗粒沾污。
优选的是，所述抗静电剂的制备方法为将乙二醇加热至65℃，加入偶氮二异丁腈，然后在搅拌条件下滴加乙酸乙烯，保持温度反应4h，降至室温后添加炭黑，搅拌均匀，获得所述抗静电剂。
本发明至少包括以下有益效果：本发明通过添加氢化双酚A环氧树脂，增加了固化胶体的韧性；通过使用脂环族环氧树脂提高胶水对水分、温度的敏感性，在湿热环境下在较低温度时即可发生结构解体，失去粘接力，从而降低脱胶液的腐蚀性，有利于降低脏污；由于胺类固化剂分子极性弱于硫醇，亲水能力弱于聚硫醇固化剂，且其交联密度高于聚硫醇，耐热耐水性均强于聚硫醇，因此通过将聚硫醇、间苯二甲胺预聚物与促进剂配合使用，使得室温固化1.0-1.5小时即可达到上机切割的强度，显著缩短了固化时间。本发明具有固化时间短，脱胶温度低以及耐脏污等特点。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
一种用于薄片细线化硅切片的粘棒胶，包括组分A和组分B，所述组分A包括缩水甘油酯类型环氧树脂、双酚A环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、填充剂、消泡剂、防沉剂和偶联剂；所述组分B包括聚硫醇、间苯二甲胺预聚物、促进剂、填充剂、消泡剂和防沉剂；
其中，所述组分A与所述组分B的质量比为1:1。
硅片切片行业所用的切割底板从树脂板向塑料板切换，塑料板脱胶相对树脂板更容易，但现有的粘棒胶用于塑料板粘结时，存在着脱胶结束后，胶丝容易从塑料板上脱落，使胶丝仍粘在硅片表面影响了后续的生产效率。经统计结果表明，使用市售的粘胶棒的脱丝率(胶丝从塑料板上脱落而粘附在硅片上)≥3％，而使用本实施例制备的粘胶棒的脱丝率≤0.02％。可见本实施例制备的粘胶棒对塑料板具有良好粘接能力，能有效减少胶丝的脱落。
实施例2
一种用于薄片细线化硅切片的粘棒胶，包括组分A和组分B，组分A包含以下质量分数的原料：缩水甘油酯类环氧树脂5％，双酚A型环氧树脂66.94％，氢化双酚A环氧树脂5％，消泡剂3％，防沉剂0.05-％，偶联剂0.01％，填充剂20％；
组分B包含以下质量分数的原料：聚硫醇50％，间苯二甲胺预聚物5％，促进剂10％，填充剂27％，消泡剂3％，防沉剂5％；
其中，所述组分A与所述组分B的质量比为1:1。
经统计结果表明，使用市售的粘胶棒的脱丝率(胶丝从塑料板上脱落而粘附在硅片上)≥3％，而使用本实施例制备的粘胶棒的脱丝率≤0.01％。可见本实施例制备的粘胶棒对塑料板具有良好粘接能力，能有效减少胶丝的脱落。
实施例3
一种用于薄片细线化硅切片的粘棒胶，包括组分A和组分B，组分A包含以下质量分数的原料：缩水甘油酯类环氧树脂5％，双酚A型环氧树脂35％，氢化双酚A环氧树脂5％，有机硅类消泡剂0.01％，气相二氧化硅0.05％，KH-550 0.01％，碳酸钙54.93％；
组分B包含以下质量分数的原料：聚硫醇47％，间苯二甲胺预聚物5％，促进剂10％，碳酸钙30％，有机硅类消泡剂3％，气相二氧化硅5％；
其中，所述组分A与所述组分B的质量比为1:1。
经统计结果表明，使用市售的粘胶棒的脱丝率(胶丝从塑料板上脱落而粘附在硅片上)≥3％，而使用本实施例制备的粘胶棒的脱丝率≤0.02％。可见本实施例制备的粘胶棒对塑料板具有良好粘接能力，能有效减少胶丝的脱落。
实施例4
一种用于薄片细线化硅切片的粘棒胶，包括组分A和组分B，组分A包含以下质量分数的原料：缩水甘油酯类环氧树脂10％，双酚A型环氧树脂35％，氢化双酚A环氧树脂10％，有机硅类消泡剂3％，气相二氧化硅5％，KH-5703％，滑石粉34％；
组分B包含以下质量分数的原料：聚硫醇50％，间苯二甲胺预聚物1％，促进剂3.99％，硫酸钡40％，氢化蓖麻油0.01％，气相二氧化硅5％；其中，所述组分A与所述组分B的质量比为1:1。
经统计结果表明，使用市售的粘胶棒的脱丝率(胶丝从塑料板上脱落而粘附在硅片上)≥3％，而使用本实施例制备的粘胶棒的脱丝率≤0.01％。可见本实施例制备的粘胶棒对塑料板具有良好粘接能力，能有效减少胶丝的脱落。
实施例5
一种用于薄片细线化硅切片的粘棒胶的制备方法，包括以下步骤：
1)组分A的制备：启动反应釜，控制温度在20℃内，在反应釜中加入缩水甘油酯类环氧树脂，双酚A型环氧树脂，氢化双酚A环氧树脂，消泡剂，防沉剂，偶联剂，填充剂，搅拌2个小时，获得组分A；
组分B的制备：启动反应釜，并打开温控装置控制温度在20℃以内，在反应釜中加入聚硫醇，间苯二甲胺预聚物，促进剂，消泡剂，防沉剂，碳酸钙，搅拌2个小时，获得组分B；其中，所述组分A与所述组分B的质量比为1:1。
经统计结果表明，使用市售的粘胶棒的脱丝率(胶丝从塑料板上脱落而粘附在硅片上)≥3％，而使用本实施例制备的粘胶棒的脱丝率≤0.01％。可见本实施例制备的粘胶棒对塑料板具有良好粘接能力，能有效减少胶丝的脱落。
实施例6
一种用于薄片细线化硅切片的粘棒胶的制备方法，包括以下步骤：
1)组分A的制备：启动反应釜，控制温度在45℃内，在反应釜中加入缩水甘油酯类环氧树脂10％，双酚A型环氧树脂50％，氢化双酚A环氧树脂5％，有机硅类消泡剂0.01％，气相二氧化硅0.05％，KH-550 3％，碳酸钙31.94％，搅拌3个小时，获得组分A；
组分B的制备：启动反应釜，并打开温控装置控制温度在30℃以内，在反应釜中加入聚硫醇37％，间苯二甲胺预聚物5％，促进剂10％，碳酸钙40％，有机硅类消泡剂3％，气相二氧化硅5％，搅拌3个小时，获得组分B；其中，所述组分A与所述组分B的质量比为1:1。
经统计结果表明，使用市售的粘胶棒的脱丝率(胶丝从塑料板上脱落而粘附在硅片上)≥3％，而使用本实施例制备的粘胶棒的脱丝率≤0.02％。可见本实施例制备的粘胶棒对塑料板具有良好粘接能力，能有效减少胶丝的脱落。实施例7
一种用于薄片细线化硅切片的粘棒胶的制备方法，包括以下步骤：
1)组分A的制备：启动反应釜，控制温度在20℃内，在反应釜中加入缩水甘油酯类环氧树脂10％，双酚A型环氧树脂50％，氢化双酚A环氧树脂5％，有机硅类消泡剂3％，气相二氧化硅5％，KH-550 3％，碳酸钙23％，搅拌2个小时，获得组分A；
组分B的制备：启动反应釜，并打开温控装置控制温度在20℃以内，在反应釜中加入聚硫醇50％，间苯二甲胺预聚物5％，促进剂10％，碳酸钙27％，有机硅类消泡剂3％，气相二氧化硅5％，搅拌2个小时，获得组分B；所述组分A与所述组分B的质量比为1:1；其中，所述间苯二甲胺预聚物包含以下质量分数的原料：间二甲苯二胺30重量份、线型苯酚甲醛环氧树脂20重量份、缩水甘油酯型环氧树脂15重量份、促进剂1重量份和抗静电剂1重量份；所述抗静电剂的制备方法为将乙二醇加热至65℃，加入偶氮二异丁腈，然后在搅拌条件下滴加乙酸乙烯，保持温度反应4h，降至室温后添加炭黑，搅拌均匀，获得所述抗静电剂。通过添加抗静电剂，避免切割过程中产生的静电在硅片表面累积，从而避免其产生的电厂就能吸引带电颗粒或者极化并吸引中性颗粒到硅片表面，减小了颗粒沾污。
<对比试验>
试验一、脏污率试验
将实施例1-7制备的粘棒胶用于硅片的切割，分成3组，每组切割6张硅片，3组均采用不同的切割机进行切割，同时使用普通的粘棒胶作为对比，检测并计算平均脏污率，结果如表1所示。
表1
Figure GDA0003226951460000061
Figure GDA0003226951460000071
从表1结果可知，使用本发明制备的粘棒胶制备的硅片脏污率均≤0.05％，显著低于使用普通的粘棒胶的脏污率。使用脂环族环氧树脂提高胶水对水分、温度的敏感性，使其在湿热环境下在较低温度时结构解体，失去粘接力，降低了脱胶温度，以通过降低脱胶液的腐蚀性，实现脏污率的降低。
试验二
检测实施例1-7制备的粘棒胶进行电导率、韧性、强度、固化时间和脱胶时间，每个指标进行3组试验，每组进行6次试验，并以市售粘棒胶为对比试验，统计并计算平均值，结果如表2所示。
表2
Figure GDA0003226951460000072
从表2结果可知，本发明制备的粘棒胶在电导率、韧性、强度以及脱胶时间与市售粘棒胶相比，技术指标具有显著的提高。
试验三
将实施例1-7制备的粘棒胶用于硅片的切割，并对脱胶温度进行测定，重复3次试验，统计并计算平均值，结果如表3所示。
表3
脱胶温度(℃) 脱胶时间(s)
实施例1 55 521
实施例2 56 535
实施例3 55 526
实施例4 55 533
实施例5 57 514
实施例6 54 530
实施例7 56 505
市售粘棒胶 68 721
从表3结果可知，使用本发明制备的粘棒胶，脱胶温度降低了11℃以上，脱胶时间减少了180s以上。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (6)

1.一种用于薄片细线化硅切片的粘棒胶，其特征在于，包括组分A和组分B，所述组分A包括缩水甘油酯类型环氧树脂、双酚A环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、填充剂、消泡剂、防沉剂和偶联剂；所述组分B包括聚硫醇、间苯二甲胺预聚物、促进剂、填充剂、消泡剂和防沉剂；
其中，所述组分A与所述组分B的质量比为1:1-1.2；
组分A包含以下质量分数的原料：缩水甘油酯类环氧树脂5-10％，双酚A型环氧树脂35％-50％，氢化双酚A环氧树脂5-10％，消泡剂0.01-3％，防沉剂0.05-5％，偶联剂0.01-3％，填充剂20-60％；
组分B包含以下质量分数的原料：聚硫醇20-50％，间苯二甲胺预聚物1-5％，促进剂1-10％，填充剂20-40％，消泡剂0.01-3％，防沉剂0.05-5％；
所述间苯二甲胺预聚物包含以下质量分数的原料：间二甲苯二胺30-50重量份、线型苯酚甲醛环氧树脂20-30重量份、缩水甘油酯型环氧树脂15-20重量份、促进剂1-3重量份和抗静电剂0.5-1重量份；
所述抗静电剂的制备方法为将乙二醇加热至65℃，加入偶氮二异丁腈，然后在搅拌条件下滴加乙酸乙烯，保持温度反应4h，降至室温后添加炭黑，搅拌均匀，获得所述抗静电剂。
2.根据权利要求1所述的用于薄片细线化硅切片的粘棒胶，其特征在于，所述填充剂为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡和二氧化硅中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的用于薄片细线化硅切片的粘棒胶，其特征在于，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
4.根据权利要求1所述的用于薄片细线化硅切片的粘棒胶，其特征在于，所述防沉剂为气相二氧化硅、氢化蓖麻油或有机膨润土中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的用于薄片细线化硅切片的粘棒胶，其特征在于，所述偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的一种或几种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的粘棒胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)组分A的制备：启动反应釜，控制温度在20-45℃内，在反应釜中加入缩水甘油酯类环氧树脂，双酚A型环氧树脂，氢化双酚A环氧树脂，消泡剂，防沉剂，偶联剂，填充剂，搅拌2-3个小时，获得组分A；
组分B的制备：启动反应釜，并打开温控装置控制温度在20-45℃以内，在反应釜中加入聚硫醇，间苯二甲胺预聚物，促进剂，消泡剂，防沉剂，碳酸钙，搅拌2-3个小时，获得组分B。
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