CN102093929A - 太阳能peg基回收切割液再利用方法及基于此方法得到的切割液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能PEG基回收切割液再利用方法及基于此方法得到的太阳能切割液。该方法包括：向PEG基切割回收液中添加分散剂、阳离子表面活性剂、消泡剂、鳌合剂和金属腐蚀抑制剂。可以100％利用PEG基的切割回收液，提高其稳定性，更好的分散SiC，配置的砂浆具有很好的分散性和再分散性。

Description

太阳能PEG基回收切割液再利用方法及基于此方法得到的切割液

技术领域

本发明涉及太阳能PEG基回收切割液再利用方法及基于此方法得到的太阳能切割液

背景技术

太阳能硅片切割一般是使用硬度高、粒度小且粒径分布集中的碳化硅微粉作为主要切削介质，为使碳化硅微粉在切削过程中分散均匀，同时及时带走切削过程中产生的巨大的摩擦热，通常需先将碳化微粉按照一定比例加入到切割液中，并充分分散，配置成均匀稳定的切割砂浆后再用于硅片切割。使用碳化硅微粉作为介质在太阳能硅片线切割过程中，整个机理是使碳化硅微粉颗粒持续快速冲击硅棒表面，利用碳化硅颗粒的坚硬特性和锋利菱角将硅棒逐步截断，这一过程会伴随着较大的摩擦热释放，同时由于碳化硅颗粒与硅棒之间的碰撞和摩擦而产生的破碎碳化硅颗粒和硅颗粒也将混入切割体系中。为了避免被切割开的硅片受切割体系温度升高的影响而发生翘曲和其表面被细碎颗粒过度研磨而影响其光洁度，必须设法将切割热及破碎颗粒及时带出切割体系，因此切割液的主要作用是使砂浆具有良好的流动性，碳化硅颗粒能够在切割体系中均匀稳定的分散，在钢线的高速运动中以均匀平稳的切割力场作用于硅棒表面，同时及时带走切割热和破碎颗粒，保证硅片的表面质量。

整个切割过程对太阳能硅片切割液的质量提出了极高的要求和技术标准。由于太阳能硅片切割液是用浸润性好，排削能力强且对碳化硅类磨料具有优良的分散特性的聚乙二醇(PEG)基或油基为主要成份生成的化合物，因而聚乙二醇(PEG)的性能特点对硅片切割液本身以及硅片的加工过程起着无可替代的作用。

随着太阳能硅片切割行业的重新洗牌以及利润的持续下降，硅片切割企业不约而同地打起来控制生产过程，降低生产成本的牌。最直接的就是对三大辅料中的切割液和碳化硅微粉的回收再利用。由于通过对废砂浆的回收利用，可以使切割液和碳化硅微粉的成本降低至少15-35％，所以未来三到五年，回收液和回收砂的市场份额也将会有大幅度上升，最终回收液的市场需求量有望达到50000-70000吨。

但是现在国内回收液的回收与使用还存在着很多问题。比如回收厂家的回收水平参差不齐，回收液的质量不稳定，回收液中大颗粒硅残留，金属含量偏高等，这就导致了企业在使用回收液进行切割的比例占整个切割液使用量的30％-50％，而且会出现切割不稳定，硅片出现污片，后道器件的转化率，电性能和寿命下降等问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决PEG基太阳能切割回收液在切割过程中存在的不稳定，含有金属量过高，导致硅片得率低，出现污片所引起的后端器件的转化率低，寿命短等问题，实现100％利用PEG基切割回收液进行切割。提供一种使用PEG基切割回收液进行太阳能硅片切割的方法以及该方法下生成的新太阳能硅片切割液。

本发明提供了一种PEG基切割回收液的调节方法，所诉的调节剂的重量百分比为：

a)PEG基切割回收液                  80％～98％

b)分散剂                           0.1％～10％

c)阳离子表面活性剂                 0.1％～10％

d)消泡剂                           0.1％～3％

e)鳌合剂                           0.1％～5％

f)金属腐蚀抑制剂                         0.1％～3％

本发明所提到的PEG基切割回收液是市面上商业化的回收液。

本发明中，所述的分散剂是指丙烯酸，甲基丙酸酸，乙基丙烯酸，烯基磺酸，苯乙烯磺酸，马来酸酐，烷基丙烯氧基磺酸，丙烯酰胺基磺酸中的一种或多种单体单元得到的均聚物或共聚物的一种或多种的组成；其中聚合物的分子量是800-5000，其中优选分子量是1000-3000，最优选1200-2000。

本发明中，所述的阳离子表面活性剂，选自氯化硬脂基二甲基苄基铵，四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵和苄基三甲基氢氧化铵中的一种或多种。

本发明中，所述的消泡剂，较佳的选自聚甲基硅氧烷、聚乙基硅氧烷、聚丙基硅氧烷、聚丁基硅氧烷、聚甲基乙基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。

本发明中，所述的鳌合剂选自苯并三氮唑类，如苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑或4-羧基苯并三氮唑等腐蚀抑制剂中的一种或多种。

本发明中，所述的金属腐蚀抑制剂，较佳的选自酚类，如苯酚、1，2-二羟基苯酚、邻苯二酚、邻巯基苯酚、对羟基苯酚或连苯三酚等；羧酸类，如苯甲酸、对氨基苯甲酸(PABA)、邻苯二甲酸(PA)或没食子酸(GA)、水杨酸、柠檬酸等；羧酸酯类，如对氨基苯甲酸甲酯、邻苯二甲酸甲酯或没食子酸丙酯等；酸酐类，如乙酸酐或己酸酐等中的一种或多种。

本发明根据现在市面PEG基切割回收液存在的问题，为了更好的解决PEG基的太阳能切割液回收液的使用稳定性和比例，确保切割效果更好，进一步降低成本，根据不同的PEG基的切割回收液，加入分散剂，阳离子表面活性剂，消泡剂，鳌合剂，金属腐蚀抑制剂来改善回收PEG基的切割回收液的稳定性，可以100％使用，更好的分散SiC，配置的砂浆具有很好的分散性和再分散性。

具体实施方式

表1实施例1～10

实施例

PEG基切割回收液

分散剂

表面活性剂

消泡剂

鳌合剂

金属腐蚀抑制剂

1

96.5％回收液

聚马来酸酐1200，1.0％

四甲基氢氧化铵，1.8％

聚甲基硅氧烷，0.3％

苯并三氮唑，0.2％

苯酚，0.2％

2

95.1％回收液

丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物1000，1.6％

四乙基氢氧化铵，2.6％

聚乙基硅氧烷，0.3％

甲基苯并三氮唑，0.3％

苯甲酸，0.1％

3

94.6％回收液

乙基丙烯酸-马来酸酐共聚1000，1.6％

四丙基氢氧化铵，2.8％

聚甲基硅氧烷，0.2％；聚乙基硅氧烷，0.2％

苯并三氮唑，0.3％

没食子酸，0.15％，水杨酸，0.15％

4

95.9％回收液

烯基磺酸-苯乙烯磺酸共聚1400，1.0％

氯化硬脂基二甲基苄基铵，1.0％；四甲基氢氧化铵，1.0％

聚丙基硅氧烷，0.3％

4-羧基苯并三氮唑，0.4％

邻巯基苯酚，0.2％对羟基苯酚，0.2％

5

90.4％回收液

丙烯酸-烷基丙烯磺酸共聚物800，4％

四丁基氢氧化铵，4.8％

聚丁基硅氧烷，0.2％

苯并三氮唑，0.2％；甲基苯并三氮唑，0.2％

对氨基苯甲酸，0.1％；乙酸酐，0.1％

6

80％回收液

聚丙烯酰胺基磺酸800，10％

苄基三甲基氢氧化铵8％

聚甲基乙基硅氧烷0.5％

苯并三氮唑，0.3％

1，2-二羟基苯酚0.6％，邻苯二酚0.6％

7

98％回收液

丙烯酸-马来酸酐共聚物5000，0.1％

四甲基氢氧化铵0.1％

聚二甲基硅氧烷，0.4％

4-羧基苯并三氮唑0.2，苯并三氮唑0.2％

连苯三酚0.5％、邻苯二甲酸0.5％

8

81.8％回收液

聚丙烯酸800，6％

四甲基氢氧化铵10％

聚丁基硅氧烷，0.1％

苯并三氮唑，0.1％

没食子酸丙酯1％，柠檬酸1％

9

84.5％回收液

聚马来酸酐1000，3％

四甲基氢氧化铵4.4#

聚二甲基硅氧烷，3％

甲基苯并三氮唑，5％

邻苯二甲酸甲酯，0.1％

10

92.6％回收液

乙基丙烯酸-马来酸酐共聚1000，2.4％

四丁基氢氧化铵3.2％

聚甲基乙基硅氧烷0.8％

苯并三氮唑，0.2％

对氨基苯甲酸甲酯0.4％，己酸酐0.4％

效果实施例

使用实施例1，3，4，10和市面上的新切割液，PEG基回收液，使用SiC按切割液与SiC比例为53∶47进行切割砂浆的配置，进行比较。

表2本发明与市场切割液及回收液配制切割砂浆比较

	静置1天SiC高度	静置3天SiC高度	静置7天SiC高度	重新摇晃SiC高度
					实施例1	6.2cm	5.2cm	3.6cm	SiC重新分散在切割液中
实施例3	6cm	5.0cm	3.2cm	SiC重新分散在切割液中
					实施例4	6cm	5.0cm	3.1cm	SiC重新分散在切割液中
实施例10	5.8cm	5.1cm	3.0cm	SiC重新分散在切割液中
					市面新切割液	4.6cm	2.9cm	1.8cm	1.8
市面回收液	4.4cm	2.9cm	1.6cm	1.6

Claims (12)

1.一种太阳能PEG基回收切割液的再利用方法，其特征在于，所述方法包括：向PEG基切割回收液中添加分散剂、阳离子表面活性剂、消泡剂、鳌合剂和金属腐蚀抑制剂。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述PEG基切割回收液的百分含量为80％～98％；所述分散剂的百分含量为0.1％～10％；所述阳离子表面活性剂的百分含量为0.1％～10％；所述消泡剂的百分含量为0.1％～3％；所述鳌合剂的百分含量为0.1％～5％；所述金属腐蚀抑制剂的百分含量为0.1％～3％。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述分散剂是由丙烯酸，甲基丙酸酸，乙基丙烯酸，烯基磺酸，苯乙烯磺酸，马来酸酐，烷基丙烯氧基磺酸，丙烯酰胺基磺酸中的一种或多种单体单元得到的均聚物或共聚物的一种或多种的组成。

4.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述均聚物或共聚物的分子量是800-5000。

5.如权利要求4所述方法，其特征在于，所述均聚物或共聚物的分子量是1000-3000。

6.如权利要求5所述方法，其特征在于，所述均聚物或共聚物的分子量是1200-2000。

7.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述阳离子表面活性剂选自氯化硬脂基二甲基苄基铵，四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵和苄基三甲基氢氧化铵中的一种或多种。

8.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述消泡剂选自聚甲基硅氧烷、聚乙基硅氧烷、聚丙基硅氧烷、聚丁基硅氧烷、聚甲基乙基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。

9.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述鳌合剂选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑和4-羧基苯并三氮唑中的一种或多种。

10.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述金属腐蚀抑制剂选自酚类、羧酸类、羧酸酯类和酸酐类中的一种或多种。

11.如权利要求10所述方法，其特征在于，所述酚类选自苯酚、1，2-二羟基苯酚、邻苯二酚、邻巯基苯酚、对羟基苯酚和连苯三酚中的一种或多种；所述羧酸选自苯甲酸、对氨基苯甲酸、邻苯二甲酸、没食子酸、水杨酸和柠檬酸；所述羧酸酯为对氨基苯甲酸甲酯、邻苯二甲酸甲酯和/或没食子酸丙酯；所述酸酐为乙酸酐和/或己酸酐。

12.按如权利要求1～11任一项所述方法配置成的新太阳能硅片切割液。