CN112940658A - 一种粘棒胶及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及胶粘剂技术领域，具体涉及一种粘棒胶及其制备方法和应用。一种粘棒胶，包括A组分和B组分；所述A组分，按重量百分比计，至少包括以下组分：环氧树脂30‑70％、填料Ⅰ1 5‑70％、缩水甘油醚10‑25％、增塑剂1‑6％、消泡剂Ⅰ0.01‑3％、防沉剂Ⅰ0.05‑5％、偶联剂0.01‑3％；所述B组分，按重量百分比计，至少包括以下组分：固化剂20‑90％、填料Ⅱ20‑50％、促进剂1‑5％、消泡剂Ⅱ0.01‑3％、防沉剂Ⅱ0.05‑5％。该粘棒胶可以保持切割液循环回收供液系统稳定的稳定性，使得浆液回收工艺简化，延长循环系统浆液寿命，大幅降低浆液处理成本与原料投入成本，且更加环保。

Description

一种粘棒胶及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及胶粘剂技术领域，具体涉及一种粘棒胶及其制备方法和应用。

背景技术

太阳能硅片切割是太阳能光伏发电行业的重要环节。硅棒使用双组分粘棒胶粘接到切割垫板上，在金刚线切割机中完成硅片切割。硅片切割过程使用切割液循环回收系统进行供液，循环回收供液系统对切割进行回收处理后重新用于切割，循环供液回收系统可以大大节约切割液用量，同时减少冷却液排放，更加环保。切割过程中，金刚线会切割到胶层直至垫板，其中粘棒胶会被切割成粉状进入整个循环系统，由于粘棒胶中的离子和碱性物质会进入系统，导致整个系统pH和电导率上升，需要加入柠檬酸降低系统的PH同时使用离子交换柱降低系统的电导率，系统pH升高会导致切割下来的硅粉在过滤的时候温度升高，甚至自燃，电导率过高会使得切割的硅片脏污。所以，研发出一种可以保持循环回收供液系统稳定的粘棒胶是解决问题的关键。

目前，现有双组份粘棒胶存在问题(缺点)及原因：一、硅棒切割后导致浆液系统电导率上升；当金刚线切割到胶层时，切割冷却液与胶粉混合，电导率上升后的浆液二次切割时会导致硅片脏污，造成后端清洗困难，人力、时间成本上升。粘棒胶导致冷却液浆液系统电导率上升的原因：1、粘棒胶固化不完全，粘棒胶原材料电导率高，固化不完全时与冷却液混合导致电导率升高。2、粘棒胶含有高电导率且容易溶于水析出的材料。二、硅棒切割后导致浆液系统PH上升1、粘棒胶含有容易溶解析出的碱性物质，切割到胶层的过程中会溶解到浆液系统之中，导致系统pH上升。

为解决粘棒胶使得切割液循环回收供液系统pH和电导率升高的问题，本发明的目的是提供一种可以保持切割液循环回收供液系统稳定的双组份粘棒胶。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明第一个方面提供了一种粘棒胶，包括A组分和B组分；

所述A组分，按重量百分比计，至少包括以下组分：环氧树脂30-70％、填料Ⅰ15-70％、缩水甘油醚10-25％、增塑剂1-6％、消泡剂Ⅰ0.01-3％、防沉剂Ⅰ0.05-5％、偶联剂0.01-3％；

所述B组分，按重量百分比计，至少包括以下组分：固化剂20-90％、填料Ⅱ20-50％、促进剂1-5％、消泡剂Ⅱ0.01-3％、防沉剂Ⅱ0.05-5％。

作为本发明一种优选的技术方案，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂；所述双酚A型环氧树脂在25℃下的动力的粘度为9-19Pa·s。

作为本发明一种优选的技术方案，所述双酚A环氧树脂的环氧值为0.45-0.55。

作为本发明一种优选的技术方案，所述填料Ⅰ和填料Ⅱ的粒径为1000-5000目。

作为本发明一种优选的技术方案，所述填料Ⅰ为硫酸钡和硅微粉的混合物，重量比为1：(0.5-5)。

作为本发明一种优选的技术方案，所述填料Ⅱ为硅微粉。

作为本发明一种优选的技术方案，所述缩水甘油醚为乙二醇而缩水甘油醚和十二烷基缩水甘油醚的混合物，重量比为1：(0.5-3)。

作为本发明一种优选的技术方案，所述固化剂包括聚硫醇、脂肪胺、芳香胺中的至少一种。

本发明第二个方面提供了一种所述的粘棒胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)A组分的制备：启动搅拌釜，控制温度在20-45℃之间，在搅拌釜中加入缩水甘油醚、环氧树脂、增塑剂，搅拌1-3h；然后加入消泡剂Ⅰ、防沉剂Ⅰ、偶联剂和填料，继续搅拌2-5h，过滤分装，备用；

(2)B组分的制备：启动搅拌釜，控制温度在20-45℃之间，在搅拌釜中加入固化剂和促进剂，搅拌1-3h；然后加入消泡剂Ⅱ、防沉剂Ⅱ和填料，继续搅拌2-5h，过滤分装，备用；

(3)粘棒胶的制备：使用时，将A组分和B组分按照重量比1：(1-2)混合均匀，即得。

本发明第三个方面提供了一种所述粘棒胶的应用，应用于硅片切割技术领域。

有益效果

本发明提供了一种粘棒胶，主要应用于太阳能硅片切割中硅棒与垫板之间的粘接，首先，切割后可以保持循环回收供液系统浆液的pH、电导率稳定，改善同类粘棒胶硅片切割后由于pH升高，压滤过程和压滤出来的硅粉与OH^-离子反应，生成大量的热，导致着火爆炸(去除)引起火灾等问题，且在循环回收系统，不需要不断添加有机酸如柠檬酸来降低系统pH，使pH保持在一定范围；其次，常规的粘棒胶在切割过程中由于胶水中的粒子会不断溶于水，导致浆液系统电导率升高使切割后硅粉沉积，从而导致硅片脏污，后端工序清洗困难，需要增加离子交换柱来降低浆液系统的电导率；而使用本发明提供的粘棒胶进行切割，可以维持浆液系统切割前后pH、电导率稳定，去掉加柠檬酸降pH环节，同时可以去掉离子交换柱降低电导率工艺过程，使得浆液回收工艺简化，延长循环系统浆液寿命，大幅降低浆液处理成本与原料投入成本，提高效益且更加环保。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。

说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。

本发明第一个方面提供了一种粘棒胶，包括A组分和B组分；

所述A组分，按重量百分比计，至少包括以下组分：环氧树脂30-70％、填料Ⅰ15-70％、缩水甘油醚10-25％、增塑剂1-6％、消泡剂Ⅰ0.01-3％、防沉剂Ⅰ0.05-5％、偶联剂0.01-3％；

所述B组分，按重量百分比计，至少包括以下组分：固化剂20-90％、填料Ⅱ20-50％、促进剂1-5％、消泡剂Ⅱ0.01-3％、防沉剂Ⅱ0.05-5％。

A组分

环氧树脂

本发明中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。

在一种优选的实施方式中，所述双酚A型环氧树脂在25℃下的动力的粘度为9-19Pa·s。

在一种优选的实施方式中，所述双酚A环氧树脂的环氧值为0.45-0.55。

本发明中，所述环氧树脂的来源，没有特别的限制，可提及环氧树脂E-51。

发明人认为，环氧树脂是粘棒胶的主体成分，起粘结作用，决定了胶水的主要性质。

填料Ⅰ

本发明中，所述填料Ⅰ的粒径为1000-5000目。

在一种优选的实施方式中，所述填料Ⅰ为硫酸钡和硅微粉的混合物，重量比为1：(0.5-5)。

本发明中，所述硫酸钡的来源，没有特别的限制，可提及广东源磊粉体有限公司。

本发明中，所述硅微粉的来源，没有特别的限制，可提及新沂市宏润石英硅微粉有限公司。

发明人发现，本体系采用的填料为硫酸钡和硅微粉，均为中性，在切割过程中不会溶解到水中，导致pH升高和电导率不稳定的问题，其他大部分原料为有机物，固化后无法溶解到水中，不会影响其pH和电导率；填料不与胶水的主体成分发生反应，但可以改变胶的性能，起到的作用有：(1)降低胶水固化时的热收缩率；(2)增稠作用显著，能够改善胶液的触变性能，以控制胶液的流动性，避免胶液在固化过程中流动而造成缺胶；(3)聚合物分子间的相互作用力较弱，内聚能低，因此力学性能不高，选择适当颗粒大小的填料，能起到补强效果，尤其本体系采用1000-3000目填料粒子时，其活性表面可与若干大分子链相结合形成交联结构。传统的胶水填料一般采用碳酸钙，高岭土等，但是这些填料存在pH偏高或者杂质比偏多的问题，电导率比较高，而本体系使用硫酸钡和硅微粉，其pH呈中性，电导率低，不与酸碱反应，同时不溶解进水中发生反应，使得循环回收系统液在切割胶层时，pH和电导率不发生较大波动，能够稳定在一定的范围内；pH和电导率不波动，使得冷却液后续的循环回收工艺变得简单，不需要加酸调节pH和离子交换柱降低电导率，大大减轻系统浆液处理难度与降低处理成本。

缩水甘油醚

本发明中，所述缩水甘油醚，没有特别的限制，为本领域技术人员熟知。

在一种优选的实施方式中，所述缩水甘油醚为乙二醇而缩水甘油醚和十二烷基缩水甘油醚的混合物，重量比为1：(0.5-3)。

本发明中，所述乙二醇而缩水甘油醚的CAS号为2224-15-9；所述十二烷基缩水甘油醚的CAS号为2461-18-9。

增塑剂

本发明中，所述增塑剂，没有特别的限制，为本领域技术人员熟知。

在一种优选的实施方式中，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯。

在一种更优选的实施方式中，所述邻苯二甲酸酯为邻苯二甲酸二丁酯。

本发明中，所述邻苯二甲酸二丁酯的CAS号为84-74-2。

消泡剂Ⅰ

本发明中，所述消泡剂Ⅰ，没有特别的限制，为本领域技术人员熟知。

防沉剂Ⅰ

本发明中，所述防沉剂Ⅰ，没有特别的限制，为本领域技术人员熟知。

偶联剂

本发明中，所述偶联剂，没有特别的限制，为本领域技术人员熟知。

组分B

固化剂

本发明中，所述固化剂，没有特别的限制，为本领域技术人员熟知。

在一种优选的实施方式中，所述固化剂包括聚硫醇、脂肪胺、芳香胺中的至少一种。

在一种更优选的实施方式中，所述固化剂选自改性聚硫醇、改性脂肪胺、改性芳香胺、芳香胺中的至少一种。

在一种更优选的实施方式中，所述改性聚硫醇、改性脂肪胺、改性芳香胺和芳香胺的重量比为(15-60)：(1-5)：(5-20)：(1-5)。

本发明中，所述改性聚硫醇的来源，没有特别的限制，可提及改性聚硫醇HS5035，购买于上海博枫贸易有限公司。

本发明中，所述改性脂肪胺的来源，没有特别的限制，可提及深圳市业旭实业有限公司。

本发明中，所述改性芳香胺的来源，没有特别的限制，可提及深圳市业旭事业有限公司。

本发明中，所述芳香胺，没有特别的限制，可提及间苯二甲胺等。

填料Ⅱ

本发明中，所述填料Ⅱ的粒径为1000-5000目。

在一种优选的实施方式中，所述填料Ⅱ选自硫酸钡、硅微粉、钛白粉、硅灰石中的至少一种。

在一种更优选的实施方式中，所述填料Ⅱ为硅微粉。

本发明中，所述硅微粉的来源，没有特别的限制，可提及新沂市宏润石英硅微粉有限公司。

促进剂

本发明中，所述促进剂，没有特别的限制，为本领域技术人员熟知。

消泡剂Ⅱ

本发明中，所述消泡剂Ⅱ，没有特别的限制，为本领域技术人员熟知。

防沉剂Ⅱ

本发明中，所述防沉剂Ⅱ，没有特别的限制，为本领域技术人员熟知。

本发明第二个方面提供了一种所述的粘棒胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)A组分的制备：启动搅拌釜，控制温度在20-45℃之间，在搅拌釜中加入缩水甘油醚、环氧树脂、增塑剂，搅拌1-3h；然后加入消泡剂Ⅰ、防沉剂Ⅰ、偶联剂和填料，继续搅拌2-5h，过滤分装，备用；

(2)B组分的制备：启动搅拌釜，控制温度在20-45℃之间，在搅拌釜中加入固化剂和促进剂，搅拌1-3h；然后加入消泡剂Ⅱ、防沉剂Ⅱ和填料，继续搅拌2-5h，过滤分装，备用；

(3)粘棒胶的制备：使用时，将A组分和B组分按照重量比1：(1-2)混合均匀，即得。

本发明第三个方面提供了一种所述粘棒胶的应用，应用于硅片切割技术领域。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。

实施例

实施例1

实施例1提供了一种粘棒胶，包括A组分和B组分；

所述A组分，按重量份计，包括以下组分：双酚A型环氧树脂E-51 30份，乙二醇二缩水甘油醚10份，邻苯二甲酸二丁酯2份，十二烷基缩水甘油醚6份，BYK-A550 1份，聚乙烯蜡1.5份，KH-560 0.5份，重晶石粉(硫酸钡)10份，硅微粉50份；

所述B组分，按重量份计，包括以下组分：改性聚硫醇60份，改性脂肪胺2份，改性芳香胺10份，间苯二甲胺1份，DMP-30 5份，BYK-A550 0.5份，聚乙烯蜡1份，硅微粉35份；所述改性聚硫醇为HS5035，购买于上海博枫贸易有限公司；所述改性脂肪胺和改性芳香胺均购买于深圳市业旭实业有限公司。

所述粘棒胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)A组分的制备：启动搅拌釜，控制温度在20-45℃之间，在搅拌釜中加入双酚A型环氧树脂E-51，乙二醇二缩水甘油醚，邻苯二甲酸二丁酯，十二烷基缩水甘油醚，搅拌2h；然后加入BYK-A550，聚乙烯蜡，KH-560，重晶石粉(硫酸钡)，硅微粉，继续搅拌3h，过滤分装，备用；

(2)B组分的制备：启动搅拌釜，控制温度在20-45℃之间，在搅拌釜中加入改性聚硫醇，改性脂肪胺，改性芳香胺，间苯二甲胺，DMP-30，搅拌2h；然后加入BYK-A550，聚乙烯蜡，硅微粉，继续搅拌3h，过滤分装，备用；

(3)粘棒胶的制备：使用时，将A组分和B组分按照重量比1：1混合均匀，即得。

实施例2

实施例2提供了一种粘棒胶，包括A组分和B组分；

所述A组分，按重量份计，包括以下组分：双酚A型环氧树脂E-51 30份，乙二醇二缩水甘油醚10份，邻苯二甲酸二丁酯2份，十二烷基缩水甘油醚6份，BYK-A550 1份，聚乙烯蜡1.5份，KH-560 0.5份，硅灰石(硅酸钙)30份，硅微粉20份，钛白粉15份；

所述B组分，按重量份计，包括以下组分：改性聚硫醇60份，改性脂肪胺2份，改性芳香胺10份，间苯二甲胺1份，DMP-30 5份，BYK-A550 0.5份，聚乙烯蜡1份，硅微粉35份；所述改性聚硫醇为HS5035，购买于上海博枫贸易有限公司；所述改性脂肪胺和改性芳香胺均购买于深圳市业旭实业有限公司。

所述粘棒胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)A组分的制备：启动搅拌釜，控制温度在20-45℃之间，在搅拌釜中加入双酚A型环氧树脂E-51，乙二醇二缩水甘油醚，邻苯二甲酸二丁酯，十二烷基缩水甘油醚，搅拌2h；然后加入BYK-A550，聚乙烯蜡，KH-560，硅灰石(硅酸钙)，硅微粉，钛白粉，继续搅拌3h，过滤分装，备用；

(2)B组分的制备：启动搅拌釜，控制温度在20-45℃之间，在搅拌釜中加入改性聚硫醇，改性脂肪胺，改性芳香胺，间苯二甲胺，DMP-30，搅拌2h；然后加入BYK-A550，聚乙烯蜡，硅微粉，继续搅拌3h，过滤分装，备用；

(3)粘棒胶的制备：使用时，将A组分和B组分按照重量比1：1混合均匀，即得。

实施例3

实施例3按照已公开的中国专利CN109321185A可水煮脱胶的粘棒胶及制备方法进行；所述粘棒胶，按重量份计，具体包含以下原料：

A组分，环氧树脂75份、脱胶因子30份、填料60份、消泡剂3份、防沉剂5份；

B组分，聚硫醇70份、改性胺50份、促进剂DMP-30 10份、脱胶因子30份，填料60份，消泡剂3份、防沉剂5份；

其中，A组分中，环氧树脂为环氧树脂E-51、脱胶因子为聚丙烯酸钠、消泡剂为BYK-077、防沉剂为气相二氧化硅，填料为氧化铝；

B组分中，聚硫醇为聚硫醇3800、改性胺为聚酰胺650、脱胶因子为聚丙烯酸钠、所述消泡剂为BYK-077、防沉剂为气相二氧化硅，填料为氧化铝；

所述粘棒胶的制备方法为：A组分：(1)环氧树脂与填料进行分散搅拌1小时。(2)混合均匀后添加脱胶因子、消泡剂、防沉剂搅拌2小时。(3)所有物料混合均匀后进行抽真空2-3小时。(4)真空完成，包装。

B组分：(1)先将聚硫醇、改性胺、促进剂混合搅拌1h。(2)加入脱胶因子、填料分散搅拌1小时。(3)最后加入消泡剂、防沉剂搅拌2小时。(4)分散完成后抽真空2-3小时。(5)真空完成，包装。

性能测试

胶粉水溶液电导率测试：配置1％胶粉水溶液，测试电导率；其中，电导率测试是采用电导率仪进行测量，电导率仪的型号为HACH-HQ40d，测量在标准室温(25℃)下进行；电导率单位us/cm；测试结果如表1。

表1.实施例性能测试结果

前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种粘棒胶，其特征在于，包括A组分和B组分；

所述A组分，按重量百分比计，至少包括以下组分：环氧树脂30-70％、填料Ⅰ15-70％、缩水甘油醚10-25％、增塑剂1-6％、消泡剂Ⅰ0.01-3％、防沉剂Ⅰ0.05-5％、偶联剂0.01-3％；

所述B组分，按重量百分比计，至少包括以下组分：固化剂20-90％、填料Ⅱ20-50％、促进剂1-5％、消泡剂Ⅱ0.01-3％、防沉剂Ⅱ0.05-5％。

2.根据权利要求1所述的粘棒胶，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂；所述双酚A型环氧树脂在25℃下的动力的粘度为9-19Pa·s。

3.根据权利要求2所述的粘棒胶，其特征在于，所述双酚A环氧树脂的环氧值为0.45-0.55。

4.根据权利要求1所述的粘棒胶，其特征在于，所述填料Ⅰ和填料Ⅱ的粒径为1000-5000目。

5.根据权利要求1所述的粘棒胶，其特征在于，所述填料Ⅰ为硫酸钡和硅微粉的混合物，重量比为1：(0.5-5)。

6.根据权利要求1所述的粘棒胶，其特征在于，所述填料Ⅱ为硅微粉。

7.根据权利要求1所述的粘棒胶，其特征在于，所述缩水甘油醚为乙二醇而缩水甘油醚和十二烷基缩水甘油醚的混合物，重量比为1：(0.5-3)。

8.根据权利要求1所述的粘棒胶，其特征在于，所述固化剂包括聚硫醇、脂肪胺、芳香胺中的至少一种。

9.一种根据权利要求1-8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)A组分的制备：启动搅拌釜，控制温度在20-45℃之间，在搅拌釜中加入缩水甘油醚、环氧树脂、增塑剂，搅拌1-3h；然后加入消泡剂Ⅰ、防沉剂Ⅰ、偶联剂和填料，继续搅拌2-5h，过滤分装，备用；

(2)B组分的制备：启动搅拌釜，控制温度在20-45℃之间，在搅拌釜中加入固化剂和促进剂，搅拌1-3h；然后加入消泡剂Ⅱ、防沉剂Ⅱ和填料，继续搅拌2-5h，过滤分装，备用；

(3)粘棒胶的制备：使用时，将A组分和B组分按照重量比1：(1-2)混合均匀，即得。

10.一种根据权利要求1-8任一项所述粘棒胶的应用，其特征在于，应用于硅片切割技术领域。