CN113004049A - 用于直拉炉的保温涂层材料、保温热场及涂层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及保温炉保温涂层技术领域，公开了一种用于直拉炉的保温涂层材料、保温热场及涂层的制备方法。所述涂层材料包括以下组分：石墨粉和石墨粉分散剂，所述石墨粉可分散于所述石墨粉分散剂中，形成粘稠状液体，便于涂覆到直拉炉使用的保温毡上，在本发明中是涂覆到软毡上，以便形成保温涂层，起到保温、降低直拉炉加热功率以及耐磨损的作用。

Description

用于直拉炉的保温涂层材料、保温热场及涂层的制备方法
技术领域
本发明涉及保温材料技术领域，特别是涉及一种用于直拉炉的保温涂层材料、保温热场及涂层的制备方法。
背景技术
在单晶硅生产中，目前主要使用的是软毡/固毡的保温方式进行拉晶。软毡相较于固毡，具有保温性好、价格便宜、制作周期短、易于拆装等优点，比固毡应用效果更好。但是由于拉晶过程中的高温环境，软毡使用不久后会粉化，导致保温性变差，直拉炉的加热功率上升，成晶效果变差，这样就需要定期对保温毡进行更换。且随着热场尺寸越来越大，用软毡的量越来越多，现有热场存在搬运困难、软毡寿命短、热场一致性差等，导致热场使用成本高。基于成本考虑，需要对软毡进行升级保护，以延长软毡的使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：现有的保温毡使用一段时间后会出现粉化和成本高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于直拉炉的保温涂层材料，包括以下组分：石墨粉和石墨粉分散剂，所述石墨粉可分散于所述石墨粉分散剂中，形成粘稠状液体，便于涂覆到直拉炉使用的保温毡上，在本发明中是涂覆到软毡上。
所述石墨粉包括树脂粉和高温胶，所述树脂粉为聚氯乙烯树脂粉末，所述高温胶为氯丁橡胶、甲苯、氯化亚锡的制成的聚氯乙烯胶黏剂，通过氯化亚锡催化氯丁橡胶和甲苯之间的聚合以形成一层防护薄膜。
所述高温胶耐受高温范围为1800～2000℃。
所述石墨粉分散剂为醇类溶剂，优选浓度为95％～99％的工业酒精。
以质量份数计，所述石墨粉与石墨粉分散剂的质量比为1：3，该配比制成的保温涂层相比其他配比制成的保温涂层性能更优，具有良好的耐磨性和保温性能。
本发明还提供一种上述保温涂层的制备方法，按照如下步骤进行：
S1、将石墨粉与石墨粉分散剂以预定配比混合至均匀，形成粘稠状液体；
S2、将软毡平铺，在软毡需要涂覆涂层的面上倾倒步骤S1制备的粘稠状液体，涂抹均匀；
S3、将步骤S2中制得的均匀涂覆有粘稠状液体的软毡自然晾干，形成保温涂层，密度较单独的软毡大幅增加。
优选的，所述保温涂层的厚度为0.3～0.6mm。
优选的，所述保温涂层形成后，在对应设置于直拉炉的底部和侧部的保温毡的上表面和内侧表面分别再涂覆1～3层所述保温涂层材料，以提高保温毡，即软毡的使用寿命。
优选的，所述粘稠状液体，即保温涂层材料的涂覆密度为0.3～0.8kg/平方米，且只涂覆软毡朝向单晶硅的一面，所述保温涂层材料的涂覆区域为距离软毡边缘50mm内，距离软毡边缘处50mm处需涂抹均匀、到位，即不留空白未涂覆的区域。具体的，软毡卷成上下均开口的圆筒状，在直拉炉中使用时圆筒状软毡内部的侧壁以及上部的顶侧和下部的底侧表面均需涂覆保温材料。
保温热场，包括预定形状的软毡，所述软毡的内侧面上涂覆有所述直拉炉保温涂层材料，以形成保温涂层，预定形状是指可根据直拉炉内的形状将软毡制成特定的形状，如圆筒形、半球壳形、立方体盒状等形状，以便对单晶硅进行保温。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明的用于直拉炉的保温涂层材料在涂覆到保温毡即软毡上后形成的保温涂层，不仅具有良好的保温性能，使直拉炉内的热场均匀稳定，降低直拉炉的功率，使直拉炉的拉晶功率由改善前的60kw降低到58kw，降低2kw，以节省能耗；还能够阻止单晶硅与软毡摩擦产生的硅氧化物粉末进入软毡内部，避免软毡内的碳纤维与硅氧化物反应，从而提高软毡的使用寿命，使软毡的使用寿命由改善前的8个月增加到12个月，有效的降低了生产成本；
2、使用本发明的保温涂层的制备方法制备的保温涂层能够有效起到保温的作用，同时防止单晶硅与软毡摩擦产生的硅氧化物与软毡的碳纤维反应，避免软毡粉化，延长软毡的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例制备的用于直拉炉的保温涂层材料在软毡上的实物图，图中，表面有凸起的部分是涂覆的保温涂层。
图2是本发明实施例制备的用于直拉炉的保温涂层材料在软毡上的层间结构图，图中被撕裂的区域为保温涂层下覆盖的软毡。
1、保温涂层；2、软毡。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例：如图1和2所示，本实施例提供一种用于直拉炉的保温涂层材料，包括以下组分：石墨粉和石墨粉分散剂。所述石墨粉包括树脂粉和高温胶，所述树脂粉为聚氯乙烯树脂粉末，所述高温胶为氯丁橡胶、甲苯、氯化亚锡的制成的聚氯乙烯胶黏剂。所述高温胶耐受高温为1900℃。所述石墨粉分散剂为95％的工业酒精。以质量份数计，所述石墨粉与石墨粉分散剂的质量比为1：3。
将上述保温涂层材料按照下述制备方法涂覆到软毡上制成用于直拉单晶硅的保温热场：
S1、将石墨粉与石墨粉分散剂以预定配比混合至均匀，形成粘稠状液体，初步制得保温涂覆材料；
S2、将软毡平铺，在软毡需要涂覆涂层的面上倾倒步骤S1制备的粘稠状液体，涂抹均匀；
S3、将步骤S2中制得的均匀涂覆有粘稠状液体的软毡自然晾干，以除去保温涂覆材料中的石墨粉分散剂，形成保温涂层，即最终成型的保温涂覆材料。所述保温涂层的厚度为0.5mm，所述粘稠状液体的涂覆密度为0.5kg/平方米，且只涂覆软毡朝向单晶硅的一面，所述保温涂层材料的涂覆区域为距离软毡边缘50mm内，距离软毡边缘处50mm处需涂抹均匀、到位。
所述保温涂层形成后，在对应设置于直拉炉的底部和侧部的保温毡的上表面和内侧表面分别再涂覆1～3层所述保温涂层材料，所述内侧表面包括设于直拉炉内的圆筒状的内侧壁，以适应或者产生不同的双层热场。本实施例在对应设置于直拉炉的底部和侧部的保温毡的上部的顶侧表面和下部的底侧表面分别再涂覆3层所述保温涂层材料，使直拉炉的拉晶功率由改善前的60kw降低到58kw，降低2kw，以节省能耗；使软毡的使用寿命由改善前的8个月增加到12个月，有效的降低了生产成本。
综上，本发明用于直拉炉的保温涂层材料与软毡的结合，能够起到更好的保温作用，为直拉炉内的底部和侧部进行保温。使用涂层后的软毡，在同样使用时间后，表面无任何损伤，使用寿命提升至原来的1.5倍，直拉炉的功耗降低2kw。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于直拉炉的保温涂层材料，其特征在于，包括以下组分：石墨粉和石墨粉分散剂。
2.根据权利要求1所述的用于直拉炉的保温涂层材料，其特征在于：所述石墨粉包括树脂粉和高温胶，所述树脂粉为聚氯乙烯树脂粉末，所述高温胶为氯丁橡胶、甲苯、氯化亚锡的制成的聚氯乙烯胶黏剂。
3.根据权利要求2所述的用于直拉炉的保温涂层材料，其特征在于：所述高温胶耐受高温范围为1800～2000℃。
4.根据权利要求1所述的用于直拉炉的保温涂层材料，其特征在于：所述石墨粉分散剂为醇类溶剂。
5.根据权利要求1所述的用于直拉炉的保温涂层材料，其特征在于：以质量份数计，所述石墨粉与石墨粉分散剂的质量比为1～2：3～5。
6.根据权利要求5所述的用于直拉炉的保温涂层材料，其特征在于：所述石墨粉与石墨粉分散剂的质量比为1：3。
7.一种直拉炉保温涂层的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
S1、将石墨粉与石墨粉分散剂以预定配比混合至均匀，形成粘稠状液体；
S2、将软毡平铺，在软毡需要涂覆涂层的面上倾倒步骤S1制备的粘稠状液体，涂抹均匀；
S3、将步骤S2中制得的均匀涂覆有粘稠状液体的软毡自然晾干，形成保温涂层。
8.根据权利要求7所述的直拉炉保温涂层的制备方法，其特征在于：所述保温涂层的厚度为0.3～0.6mm。
9.根据权利要求7所述的直拉炉保温涂层的制备方法，其特征在于：所述粘稠状液体的涂覆密度为0.3～0.8kg/平方米，且只涂覆软毡朝向单晶硅的一面，所述保温涂层材料的涂覆区域为距离软毡边缘50mm内，距离软毡边缘处50mm处需涂抹均匀、到位；所述保温涂层形成后，在对应设置于直拉炉的底部和侧部的保温毡的上表面和内侧表面分别再涂覆1～5层所述保温涂层材料。
10.保温热场，其特征在于：包括预定形状的软毡，以及涂覆于所述软毡内侧面的如权利要求1至6任一项所述的保温涂层材料，所述保温涂层材料晾干后形成保温涂层。
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