本發(fā)明涉及太陽能硅片切割技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板及其制備方法。

背景技術(shù)：

硅片切割是光伏太陽能電池制造中的重要環(huán)節(jié)，目前大多數(shù)采用金剛石線切割技術(shù)將單晶硅棒多線切割為單晶硅片。在使用該技術(shù)進行切割前，需要將單晶硅棒通過粘膠粘在樹脂板上，以使硅棒的位置固定。目前使用的環(huán)氧、酚醛、聚酯類型的樹脂板都需要在里面添加氧化鋁、碳酸鈣等填充物，雖然能完全替代砂線切割時代的玻璃板，能減少金剛線斷線幾率，但硅粉顆粒還是會粘附在金剛線，使切割阻力增大，加大磨損幾率。且還具有重質(zhì)、硅料不易回收等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板及其制備方法，以節(jié)省切割時間和切割用的鋼線，減少硅片的中間蹦邊，同時提高效率，降低鋼線和人工成本。

為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板，包括以下重量份數(shù)的組分：

二苯基甲烷二異氰酸酯100份、聚醚多元醇72-80份、阻燃劑0.5-3份、發(fā)泡劑10-20份和均泡劑1-5份。

一種金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、在攪拌下將100重量份的二苯基甲烷二異氰酸酯加入反應(yīng)釜一中，反應(yīng)釜一內(nèi)的溫度為40-60℃，得到A組分；

步驟二、在攪拌下將72-80重量份的聚醚多元醇、0.5-3重量份的阻燃劑、10-20重量份的發(fā)泡劑和1-5重量份的均泡劑加入反應(yīng)釜二中攪拌均勻，得到B組分，其中，反應(yīng)釜二內(nèi)的溫度為40-60℃，A組分和B組分的質(zhì)量比大于等于1；

步驟三、將A組分和B組分分多次抽出，兩者每次同時抽出，且每次抽出的質(zhì)量比與A組分和B組分的質(zhì)量比相同，每次抽出后在輸送過程中混合均勻，之后將每次抽出的混合物料注入磨具中，在40-60℃下，經(jīng)15-30min成型后，脫模，冷卻至室溫，再打磨或噴砂后，剪切，即得輕質(zhì)樹脂板。

優(yōu)選的是，所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述阻燃劑為三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-氯丙基)磷酸酯和甲基磷酸二甲酯中的任意一種或幾種。

優(yōu)選的是，所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述發(fā)泡劑為141b和環(huán)戊烷中的任意一種或兩種。

優(yōu)選的是，所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述均泡劑為聚二甲基硅氧烷、甲基硅油和乙基硅油中的任意一種或幾種。

優(yōu)選的是，所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述聚醚多元醇為聚四亞甲基醚乙二醇、聚氧化丙烯四醇和聚氧化丙烯六醇中的任意一種或幾種。

優(yōu)選的是，所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述步驟三中通過聚氨酯發(fā)泡機混合頭將每次抽出的A組分和B組分在輸送過程中混合均勻。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

本發(fā)明制備的輕質(zhì)樹脂板比重輕，密度為0.35-0.85g/cm³，邵氏硬度為70-80HD，使用本發(fā)明制備的輕質(zhì)樹脂板具有減少人力，便于分級沉淀硅料回收，不粘附金剛線，減少金剛線用量，節(jié)省切割時間等優(yōu)點。

使用本發(fā)明制備的輕質(zhì)樹脂板可以帶來節(jié)省能耗、降低成本、提高生產(chǎn)效率的明顯效益。

本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說明

圖1為復(fù)合樹脂板對應(yīng)的鋼線的電子顯微鏡圖；

圖2為實施例2制備的輕質(zhì)樹脂板對應(yīng)的鋼線的電子顯微鏡圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。

需要說明的是，下述實施方案中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法，所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。

實施例1

一種金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板，包括以下重量份數(shù)的組分：

二苯基甲烷二異氰酸酯100份、聚醚多元醇72份、阻燃劑3份、發(fā)泡劑20份和均泡劑5份。

一種金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、在攪拌下將100重量份的二苯基甲烷二異氰酸酯加入反應(yīng)釜一中，反應(yīng)釜一內(nèi)的溫度為40℃，得到A組分；

步驟二、在攪拌下將72重量份的聚醚多元醇、3重量份的阻燃劑、20重量份的發(fā)泡劑和5重量份的均泡劑加入反應(yīng)釜二中攪拌均勻，在120℃下除去原料中的水分后降至40℃，得到B組分，其中，反應(yīng)釜二的釜底與反應(yīng)釜一的釜底連通，反應(yīng)釜二內(nèi)的溫度為40℃，此時，A組分和B組分的質(zhì)量比為1:1；

步驟三、將A組分和B組分分多次抽出，兩者每次同時抽出，且每次抽出的質(zhì)量比與A組分和B組分的質(zhì)量比相同(即每次按同樣的比例抽出，最后將A組分和B組分全部抽出，例如將A組分和B組分分10次抽出，則A組分和B組分每次同時抽出10重量份)，每次抽出后在輸送過程中混合均勻，之后將每次抽出的混合物料注入磨具中，在40℃下，經(jīng)25min成型后，脫模，冷卻至室溫，再打磨或噴砂后，剪切，即得輕質(zhì)樹脂板。

本方案使用合適的主劑和固化劑配比，閉孔發(fā)泡成型，加上采用平整度非常高且具有一定厚度的成型磨具，20min左右即可得到合適的輕質(zhì)樹脂板，輕質(zhì)樹脂板為膨化網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬于輕質(zhì)材料。

所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述阻燃劑為三(2-氯乙基)磷酸酯。

所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述發(fā)泡劑為141b。

所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述均泡劑為聚二甲基硅氧烷。

所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述聚醚多元醇為聚四亞甲基醚乙二醇。

所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述步驟三中通過聚氨酯發(fā)泡機混合頭將每次抽出的A組分和B組分在輸送過程中混合均勻。

實施例2

一種金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板，包括以下重量份數(shù)的組分：

二苯基甲烷二異氰酸酯100份、聚醚多元醇76份、阻燃劑2份、發(fā)泡劑20份和均泡劑2份。

一種金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、在攪拌下將100重量份的二苯基甲烷二異氰酸酯加入反應(yīng)釜一中，反應(yīng)釜一內(nèi)的溫度為60℃，得到A組分；

步驟二、在攪拌下將76重量份的聚醚多元醇、2重量份的阻燃劑、20重量份的發(fā)泡劑和2重量份的均泡劑加入反應(yīng)釜二中攪拌均勻，在120℃下除去原料中的水分后降至60℃，得到B組分，其中，反應(yīng)釜二的釜底與反應(yīng)釜一的釜底連通，反應(yīng)釜二內(nèi)的溫度為60℃，A組分和B組分的質(zhì)量比為1:1；

步驟三、將A組分和B組分分多次抽出，兩者每次同時抽出，且每次抽出的質(zhì)量比與A組分和B組分的質(zhì)量比相同，每次抽出后在輸送過程中混合均勻，之后將每次抽出的混合物料注入磨具中，在60℃下，經(jīng)15min成型后，脫模，冷卻至室溫，再打磨或噴砂后，剪切，即得輕質(zhì)樹脂板。

本方案使用合適的主劑和固化劑配比，閉孔發(fā)泡成型，加上采用平整度非常高且具有一定厚度的成型磨具，20min左右即可得到合適的輕質(zhì)樹脂板，輕質(zhì)樹脂板為膨化網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬于輕質(zhì)材料。

所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述阻燃劑為三(2-氯丙基)磷酸酯。

所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述發(fā)泡劑為環(huán)戊烷。

所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述均泡劑為甲基硅油。

所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述聚醚多元醇為聚氧化丙烯四醇。

所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述步驟三中通過聚氨酯發(fā)泡機混合頭將每次抽出的A組分和B組分在輸送過程中混合均勻。

實施例3

一種金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板，包括以下重量份數(shù)的組分：

二苯基甲烷二異氰酸酯100份、聚醚多元醇80份、阻燃劑3份、發(fā)泡劑20份和均泡劑5份。

一種金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、在攪拌下將100重量份的二苯基甲烷二異氰酸酯加入反應(yīng)釜一中，反應(yīng)釜一內(nèi)的溫度為50℃，得到A組分；

步驟二、在攪拌下將80重量份的聚醚多元醇、3重量份的阻燃劑、20重量份的發(fā)泡劑和5重量份的均泡劑加入反應(yīng)釜二中攪拌均勻，在120℃下除去原料中的水分后降至50℃，得到B組分，其中，反應(yīng)釜二的釜底與反應(yīng)釜一的釜底連通，反應(yīng)釜二內(nèi)的溫度為50℃，A組分和B組分的質(zhì)量比為1:1.08；

步驟三、將A組分和B組分分多次抽出，兩者每次同時抽出，且每次抽出的質(zhì)量比與A組分和B組分的質(zhì)量比相同，每次抽出后在輸送過程中混合均勻，之后將每次抽出的混合物料注入磨具中，在50℃下，經(jīng)17min成型后，脫模，冷卻至室溫，再打磨或噴砂后，剪切，即得輕質(zhì)樹脂板。

本方案使用合適的主劑和固化劑配比，閉孔發(fā)泡成型，加上采用平整度非常高且具有一定厚度的成型磨具，20min左右即可得到合適的輕質(zhì)樹脂板，輕質(zhì)樹脂板為膨化網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬于輕質(zhì)材料。

所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述阻燃劑為甲基磷酸二甲酯。

所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述發(fā)泡劑為環(huán)戊烷。

所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述均泡劑為乙基硅油。

所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述聚醚多元醇為聚氧化丙烯六醇。

所述的金剛線切割用聚氨酯輕質(zhì)樹脂板的制備方法中，所述步驟三中通過聚氨酯發(fā)泡機混合頭將每次抽出的A組分和B組分在輸送過程中混合均勻。

試驗1

將實施例1-3制備的輕質(zhì)樹脂板與現(xiàn)有技術(shù)中的復(fù)合材料樹脂板(即環(huán)氧、酚醛、聚酯類型的樹脂板)進行性能比較，比較結(jié)果見表1。

表1實施例1-3制備的輕質(zhì)樹脂板與復(fù)合材料樹脂板的比較結(jié)果

由表1可知：

實施例1-3制備的輕質(zhì)樹脂板的電導(dǎo)率低，因而切割時不易產(chǎn)生氣泡和靜電，利于切割和硅料回收。

實施例1-3制備的輕質(zhì)樹脂板的硬度適中，不像復(fù)合樹脂板和玻璃板具有很高的硬度而易使鋼線磨損大。輕質(zhì)樹脂板對鋼線的磨損小，可以多次利用，可節(jié)省鋼線用量。

實施例1-3制備的輕質(zhì)樹脂板質(zhì)輕，便于搬運、使用和回收。

采用實施例1-3制備的輕質(zhì)樹脂板，可明顯縮短切割時間，提高工作效率，節(jié)省鋼線用量。

實施例1-3制備的輕質(zhì)樹脂板的耐熱性為70-80℃，切割溫度只有20-22度，因而能達到使用要求，且因耐熱性較低，在脫膠時容易變軟，更容易脫膠。

采用實施例1-3制備的輕質(zhì)樹脂板，每天正常可以切割8刀，效率明顯，可以節(jié)省人工、水電等。

試驗2

分別采用實施例2制備的輕質(zhì)樹脂板、復(fù)合樹脂板固定硅棒，進行切割后，將鋼線用電子顯微鏡放大300倍。

由圖1可知，復(fù)合樹脂板對應(yīng)的金剛線上粘附的顆粒較多，這樣會增大切割阻力和切割時間，降低切割效率。

由圖2可知，輕質(zhì)樹脂板對應(yīng)的金剛線上粘附的顆粒較少，這樣能減小阻力和切割時間，提高切割效率。因而本發(fā)明制備的輕質(zhì)樹脂板能為硅棒切割提供新的思路。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的實施例。