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1、(10)申请公布号 CN 102229792 A (43)申请公布日 2011.11.02 CN 102229792 A *CN102229792A* (21)申请号 201010283553.4 (22)申请日 2010.09.16 C09K 3/14(2006.01) B28D 5/04(2006.01) B28D 7/00(2006.01) (71)申请人 蒙特集团 （香港） 有限公司 地址 马来西亚大厦2层204号香港告士打道 50 號 (72)发明人 励征 (74)专利代理机构 常州佰业腾飞专利代理事务 所 ( 普通合伙 ) 32231 代理人 金辉 (54) 发明名称 一种太阳能硅。
2、片切割砂浆 (57) 摘要 本发明涉及一种如何使用特殊改性处理后的 湿碳化硅砂料来配制太阳能硅片切割砂浆 ； 由助 剂、 工艺辅助载体和碳化硅砂料组成的以聚乙二 醇为载体的湿碳化硅砂料。使用湿碳化硅砂是一 种区别于传统碳化硅 ( 干燥砂 ) 的使用模式， 无 粉尘污染， 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更 佳、 切割优良品率更高、 切割砂浆综合成本更低 ； 用户配切割砂浆所需时间缩短至三分之一， 运作 成本更低 ； 非常好的再分散能力以及良好的砂浆 线包覆性使线切割机切片效率得到大幅提高。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权。
3、局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 CN 102229793 A1/1 页 2 1. 一种太阳能硅片切割砂浆， 其特征在于 ： 所述砂浆由湿碳化硅砂料、 聚乙二醇和去 离子水混合配制而成， 其中湿碳化硅砂料含有助剂、 工艺辅助载体、 GC1000 至 GC2000 之间 规格的碳化硅砂料和回收再生砂料， 聚乙二醇为再生聚乙二醇和新聚乙二醇。 2. 根据权利要求 1 所述的一种太阳能硅片切割砂浆， 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 碳化硅砂料 94.0 40.0 助剂 1.0 15.0 。
4、3. 根据权利要求 1 所述的一种太阳能硅片切割砂浆， 其特征在于 ： 所述线切割砂浆各 组份的重量百分比为 ： 湿碳化硅砂料 40.0 55.0 聚乙二醇 40.0 44.0 去离子水 20.0 1.0 其中， 湿碳化硅砂料可由碳化硅砂料和回收再生砂料组成， 其重量百分比为 ： 湿碳化硅砂料 10.0 100.0 再生回收砂 90.0 0.0 聚乙二醇由聚乙二醇和再生聚乙二醇组成， 其重量百分比为 ： 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 1 或 2 或 3 所述的一种太阳能硅片切割砂浆， 其特征在于 ： 所述碳化 硅砂料或回收再生砂料规格在 G。
5、C1000 至 GC2000 之间。 5. 根据权利要求 4 所述的一种太阳能硅片切割砂浆， 其特征在于 ： 所述太阳能硅片切 割砂浆密度在 1.580 1.660 克 / 毫升范围内， 粘度在 80 360cp/25之间。 6. 根据权利要求 2 所述的一种太阳能硅片切割砂浆， 其特征在于 ： 所述助剂为纳米成 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， 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 7. 根据权利要求 6 所述的一种太阳能硅片。
6、切割砂浆， 其特征在于 ： 所述纳米成膜剂是 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。 权 利 要 求 书 CN 102229792 A CN 102229793 A1/4 页 3 一种太阳能硅片切割砂浆 技术领域 0001 本发明涉及一种用于硅片线切割的砂浆， 特别涉。
7、及一种太阳能硅片切割砂浆。 背景技术 0002 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。 0003 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 将硅棒逐步切断成片， 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， 均匀地包覆在高速运动中的钢线表面， 均匀平稳的使碳 化硅微粒作用于硅棒表面， 同时及时带走切割热和破碎颗粒， 保证硅片的表面质量。 0004 现今传统硅片切片厂家的砂浆生产均采用外购专用切割液和碳化。
8、硅砂。 在切片生 产工作区小批量配制来满足切片机台的需求。存在的主要问题是， 切割砂料和切割液品质 上存在很多不稳定因素， 每次人工配砂浆量少造成批次多， 人为因素影响大。 0005 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 0006 。
9、本发明的目的是提供一种克服上述缺点、 使用成本低、 切割效率高的太阳能硅片 切割砂浆。 0007 实现本发明目的的技术方案是 ： 一种太阳能硅片切割砂浆， 所述砂浆由湿碳化 硅砂料、 聚乙二醇和去离子水混合配制而成， 其中湿碳化硅砂料含有助剂、 工艺辅助载体、 GC1000 至 GC2000 之间规格的碳化硅砂料和回收再生砂料， 聚乙二醇为再生聚乙二醇和新 聚乙二醇。 0008 上述一种太阳能硅片切割砂浆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 ： 0009 聚乙二醇 5.0 45.0 0010 碳化硅砂料 94.0 40.0 0011 助剂 1.0 15.0 001。
10、2 上述一种太阳能硅片切割砂浆的线切割砂浆各组份的重量百分比为 ： 0013 湿碳化硅砂料 40.0 55.0 0014 聚乙二醇 40.0 44.0 0015 去离子水 20.0 1.0 0016 其中， 湿碳化硅砂料可由碳化硅砂料和回收再生砂料组成， 其重量百分比为 ： 说 明 书 CN 102229792 A CN 102229793 A2/4 页 4 0017 湿碳化硅砂料 10.0 100.0 0018 再生回收砂 90.0 0.0 0019 聚乙二醇由聚乙二醇和再生聚乙二醇组成， 其重量百分比为 ： 0020 聚乙二醇 90.0 10.0 0021 再生聚乙二醇 10.0 90.0。
11、 0022 上述一种太阳能硅片切割砂浆的碳化硅砂料或回收再生砂料规格在 GC1000 至 GC2000 之间。 0023 上述一种太阳能硅片切割砂浆的太阳能硅片切割砂浆密度在 1.580 1.660 克 / 毫升范围内， 粘度在 80 360cp/25之间。 0024 上述一种太阳能硅片切割砂浆的助剂为纳米成膜剂、 分散剂、 表面活性剂、 消泡剂 和金属腐蚀抑制剂的混合物， 各组份的配比份数为 ： 0025 纳米成膜剂 0.3 5 份 0026 分散剂 0.1 3.5 份 0027 表面活性剂 0.05 2 份 0028 消泡剂 0.03 3 份 0029 金属腐蚀抑制剂 0.02 1.5 份。
12、 0030 上述一种太阳能硅片切割砂浆的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。 0031 本发明具有积极的效果 ： (1) 本发明使用湿碳化硅砂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， 无粉尘污染， 。
13、符 合绿色环保的生产理念 ； (2) 本发明使用湿碳化硅砂料配制切割砂浆时由于选用了聚乙二 醇与去离子水的混合液来调配用户上机切片所需的切割砂浆， 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 ； (3) 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 ； (4) 本发明非常好的再分散能力 以及良好的砂浆线包覆性使线切割机切片效率得到大幅提高。 具体实施方式 0032 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 ： 0033 实施例一 0034 按比例配制湿碳化硅砂料。 0035 称取58。
14、7公斤含20聚乙二醇(PEG-200)的GC1500湿碳化硅砂料， 再称取413公 斤新聚乙二醇液。 0036 a. 将 413 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 分钟时间。 0037 b.将587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 说 明 书 CN 102229792 A CN 102229793 A3/4 页 5 用 120 分钟时间完成 ； 0038 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 ； 0039 d. 如砂浆配浆密度和粘度达到 (1。
15、.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形式为每停止3小时再搅拌30分钟， 上机使 用前连续搅 90 分钟 ； 0040 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， 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 ； 0041 f. 检验合格后， 再重复 d. 工序 ； 0042 g. 按上述工序得到砂浆密度为 1.623 克 / 毫升， 粘度 195cp/25。 0043 实施例二 0044 按比例配制湿碳化。
16、硅砂料。 0045 称取 295 公斤含 20聚乙二醇 (PEG-200)GC1500 湿碳化硅砂料， 再称取 471 公斤 新聚乙二醇液， 再称取 GC1500 回收砂料 234 公斤。 0046 a. 将 471 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 分钟时间。 0047 b.将295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 80 分钟时间完成 ； 0048 c. 湿碳化硅砂料加料完成后继续在搅拌缸中持续搅拌 60 分钟后， 再加入 GC1500 回收砂料 234 公斤， 再持续搅拌 120 分钟后取样。
17、测量配浆密度 ； 0049 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 ； 0050 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， 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 ； 0051 f. 检验合格后， 再重复 d. 工序 ； 0052 g. 按上述工序得到砂浆密度为 1.621 克 / 毫升， 粘度 195。
18、cp/25。 0053 实施例三 0054 按比例配制湿碳化硅砂料。 0055 称取 235 公斤含 20聚乙二醇 (PEG-200)GC1500 湿碳化硅砂料， 再称取 483 公斤 再生聚乙二醇液， 再称取 GC1500 回收砂料 282 公斤。 0056 a. 将 483 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 分钟时间。 0057 b.将235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 60 分钟时间完成 ； 0058 c. 湿碳化硅砂料加料完成后继续在搅拌缸中持续搅拌 60 分钟后， 再加入 GC15。
19、00 回收砂料 282 公斤， 再持续搅拌 120 分钟后取样测量配浆密度 ； 说 明 书 CN 102229792 A CN 102229793 A4/4 页 6 0059 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 ； 0060 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， 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。
20、度 ； 0061 f. 检验合格后， 再重复 d. 工序 ； 0062 g. 按上述工序得到砂浆密度为 1.621 克 / 毫升， 粘度 195cp/25。 0063 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 0064 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。 0065 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。 说 明 书 CN 102229792 A 。