树脂涂层金刚石线及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种树脂涂层金刚石线及其制备方法，旨在解决现有树脂金刚石线生产过程树脂层与母线粘结不牢，造成切割过程出现树脂层脱落，切割量低等技术问题，包括酚醛树脂选型和复配、制备树脂混合液、制线及一次固化、二次固化等步骤。本发明专利技术采用复合树脂体系制备高性能金刚石线，避免了现有技术中单一使用热固性酚醛树脂或热塑性酚醛树脂制备的金刚石线存在的容易出现气泡、裸露母线等缺陷，对使用的树脂进行优选及复配，增强树脂液对母线和金刚石的粘结性能，进而提高树脂金刚石线的切割性能，延长树脂金刚石线的使用寿命。

Resin coated diamond wire and preparation method thereof

The invention discloses a resin coated diamond wire and preparation method thereof, aiming to solve the existing resin production process of diamond wire bonding resin layer and the bus is not strong, resulting in cutting process of resin coating, cutting such technical problems, including the selection and combination of phenolic resin, preparation of resin mixed liquid, and a curing line two, curing and other steps. The invention adopts the composite resin to prepare high performance diamond wire, avoid single prior thermosetting phenolic resin or a thermoplastic resin diamond wire prepared by phenolic exist prone to bubbles, bare bus and other defects, optimize and complex on the use of the resin, improve the bonding properties of the resin liquid on the bus and diamond the diamond line and improve cutting performance, prolong the service life of the diamond wire.

【技术实现步骤摘要】
树脂涂层金刚石线及其制备方法
本专利技术涉及太阳能晶硅片切割用树脂金刚石线生产
，具体涉及一种树脂涂层金刚石线及其制备方法。
技术介绍
太阳能作为新型清洁可再生能源，受到了世界各国的重视。太阳能光伏发电中最主要的晶硅片是由硅锭或硅棒切割产生的，其切割方式有游离磨料和固结磨料两种。游离磨料采用碳化硅刃料混合聚乙二醇切削液，其环境污染严重、生产效率较低、硅片损伤层厚，因此正逐渐被新一代的固结磨料切割所取代。树脂金刚石线就是固结磨料中最典型的代表，脂金刚石线是将树脂、金刚石磨粒和填料的混合液涂附在钢丝母线表面并加热固化制成的一种切割工具，在切割过程中，直接利用钢丝上的金刚石颗粒对硅锭进行切割。树脂金刚石线具有工艺简单，制造周期短，成本低，柔韧性佳，加工表面质量好等优点，成为越来越多的脆硬材料加工行业的研究热点。树脂金刚石线生产的关键技术是高性能树脂液的制备，因此，树脂液具有强的耐热性，稳定性及较好的粘结强度是至关重要的。树脂金刚石线生产过程中，树脂液起到联接金属母线和金刚石磨料的作用，所以它与钢线的附着力、对金刚石的把持力以及自身的耐磨性、强度和耐热性将最终对产品的切割性能产生重要影响。为了保证树脂液的热稳性，使树脂液处于均一状态，并降低交联固化的影响，避免因长期制线造成树脂涂层出现气泡。因此，需要一种良好的树脂体系。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够提高树脂金刚石线切割性能、延长树脂金刚石线使用寿命的树脂涂层金刚石线及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：设计一种树脂涂层金刚石线的制备方法，包括下列步骤：（1）酚醛树脂选型和复配：选用固体热塑性酚醛树脂和液体热固性酚醛树脂；将该热塑性酚醛树脂与热固性酚醛树脂以1.5～4:1的重量比混合，形成复配树脂液；所述热塑性酚醛树脂的流动度为20～38mm，聚速在150℃为80～130秒，固化时六次甲基四胺的用量为10～12%，分子量为11000～13000；所述热固性酚醛树脂的分子量为4000～7000，固化物含量≥70%；（2）制备树脂混合液：向步骤（1）所得的复配树脂液中加入填料和有机溶剂并搅拌至溶解，再加入金刚石微粉，经高速离心式搅拌后，形成均匀的树脂混合液；该树脂混合液中各部分所占比例为：复配树脂液20～50wt%，有机溶剂10～30wt%，填料5～25wt%，金刚石微粉10～40wt%；（3）制线及一次固化：将步骤（2）所得的树脂混合液通过制线设备均匀涂覆在钢丝母线表面，再将涂覆后的母线经固化炉进行固化处理，得到一次固化的树脂金刚石线；（4）二次固化：将步骤（3）所得的一次固化的树脂金刚石线置于恒温固化炉中进行二次固化处理，采用阶梯式升温过程，升温速度为1～20℃/min，保温时间为0.5～3h，最高温度为200～400℃，固化过程中采用持续鼓风的通风方式；最后随炉自然降至室温，得到成品树脂金刚石线。优选的，步骤（1）中所述热塑性酚醛树脂为采用含有双官能团的化合物芳烷基醚和苯酚通过缩合反应而产生的PF-2939-1型热塑性酚醛树脂。本专利技术所用的热塑性酚醛树脂，其合成原料区别于传统的苯酚和甲醛，是采用含有双官能团的化合物芳烷基醚和苯酚通过缩合反应而产生的，以达到耐热、高韧、高强的目的，与普通酚醛树脂相比，相同的对偶材料粘结强度高出30～50%，耐热性提高100℃以上，充分发挥了高分子材料的性能，达到全面改性的效果。优选的，步骤（1）中所述热固性酚醛树脂为PF-2508型热固性酚醛树脂，粘度范围控制在700～900mPa*s/25℃；或为PF-2518型热固性酚醛树脂，粘度范围控制在300～500mPa*s/25℃；或为PF-2551型热固性酚醛树脂，粘度范围控制在500～700mPa*s/25℃。优选的，步骤（2）中所述填料为氧化铝、碳化硅、氧化钛、氧化铬、纳米纤维中的至少一种。优选的，步骤（2）中所述有机溶剂为工业酒精、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、无水乙醇中的一种。优选的，步骤（2）中所述金刚石微粉为镀镍金刚石微粉，其涂层量为1～55wt%，尺寸为10～20μm。优选的，步骤（3）中所述固化炉长度为500mm～1500mm，固化温度为500～900℃，采用远红外电子辐射固化成型。优选的，步骤（3）中所述钢丝母线的直径为80～110μm。本专利技术还涉及一种树脂涂层金刚石线，包括钢丝母线和固化在所述母线表面的树脂涂层，所述树脂涂层由涂覆在所述母线表面的树脂混合液经过固化得到，所述树脂混合液中包括：复配树脂液20～50wt%，有机溶剂10～30wt%，填料5～25wt%，金刚石微粉10～40wt%；所述复配树脂液由重量比为3:2～4:1的热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂混合而成。优选的，所述热塑性酚醛树脂为PF-2939-1型热塑性酚醛树脂，其流动度为20～38mm，聚速在150℃为80～130秒，固化时六次甲基四胺的用量为10～12%，分子量为11000～13000；所述热固性酚醛树脂的分子量为4000～7000，固化物含量≥70%；所述热固性酚醛树脂为PF-2508型热固性酚醛树脂，粘度范围控制在700～900mPa*s/25℃；或为PF-2518型热固性酚醛树脂，粘度范围控制在300～500mPa*s/25℃；或为PF-2551型热固性酚醛树脂，粘度范围控制在500～700mPa*s/25℃。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术采用复合树脂体系制备高性能金刚石线，避免了现有技术中单一使用热固性酚醛树脂或热塑性酚醛树脂制备的金刚石线存在的容易出现气泡、裸露母线等缺陷，解决了现有的树脂金刚石线生产过程树脂层与母线粘结不牢，造成切割过程出现树脂层脱落，切割量低的问题。对使用的树脂进行优选及复配，增强树脂液对母线和金刚石的粘结性能，进而提高树脂金刚石线的切割性能，延长树脂金刚石线的使用寿命。2.采用本专利技术的方法制备的树脂涂层金刚石线，一方面可有效地提高树脂层自身的强度，另一方面提高了金刚石磨料与钢丝母线的结合能力，进而提高了树脂金刚石线的切割能力，同时提高了树脂金刚石线的使用寿命，所获得的树脂金刚石线的线径均匀、切割表面质量好、切割效率高。附图说明图1是实施例1中的树脂涂层金刚石线的100倍扫描电镜图；图2是实施例1中的树脂涂层金刚石线的300倍扫描电镜图。具体实施方式下面结合附图和实施例来说明本专利技术的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本专利技术，并不以任何方式限制本专利技术的范围。在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料。实施例1：一种树脂涂层金刚石线的制备方法，包括下列步骤：（1）酚醛树脂选型和复配：选用经特殊改性的新型热塑性酚醛树脂和自主设计的热固性酚醛树脂，以2.5:1的重量比混合，形成复配树脂液。其中，热塑性酚醛树脂为采用含有双官能团的化合物芳烷基醚和苯酚通过缩合反应而产生的PF-2939-1型热塑性酚醛树脂，其流动度为20～38mm，聚速在150℃为80～130秒，固化时六次甲基四胺的用量为10～12%，分子量为11000～13000。热固性酚醛树脂为PF2508型热固性酚醛树脂，其分子量为4000～7000，固化物含量≥70%，粘度范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂涂层金刚石线的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：（1）酚醛树脂选型和复配：选用固体热塑性酚醛树脂和液体热固性酚醛树脂；将该热塑性酚醛树脂与热固性酚醛树脂以3:2～4:1的重量比混合，形成复配树脂液；所述热塑性酚醛树脂的流动度为20～38mm，聚速在150℃为80～130秒，固化时六次甲基四胺的用量为10～12%，分子量为11000～13000；所述热固性酚醛树脂的分子量为4000～7000，固化物含量≥70%；（2）制备树脂混合液：向步骤（1）所得的复配树脂液中加入填料和有机溶剂并搅拌至溶解，再加入金刚石微粉，经高速离心式搅拌后，形成均匀的树脂混合液；该树脂混合液中各部分所占比例为：复配树脂液20～50wt%，有机溶剂10～30wt%，填料5～25wt%，金刚石微粉10～40wt%；（3）制线及一次固化：将步骤（2）所得的树脂混合液通过制线设备均匀涂覆在钢丝母线表面，再将涂覆后的母线经固化炉进行固化处理，得到一次固化的树脂金刚石线；（4）二次固化：将步骤（3）所得的一次固化的树脂金刚石线置于恒温固化炉中进行二次固化处理，采用阶梯式升温过程，升温速度为1～20℃/min，保温时间为0.5～3 h，最高温度为200～400℃，固化过程中采用持续鼓风的通风方式；最后随炉自然降至室温，得到成品树脂金刚石线。...

【技术特征摘要】
1.一种树脂涂层金刚石线的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：（1）酚醛树脂选型和复配：选用固体热塑性酚醛树脂和液体热固性酚醛树脂；将该热塑性酚醛树脂与热固性酚醛树脂以3:2～4:1的重量比混合，形成复配树脂液；所述热塑性酚醛树脂的流动度为20～38mm，聚速在150℃为80～130秒，固化时六次甲基四胺的用量为10～12%，分子量为11000～13000；所述热固性酚醛树脂的分子量为4000～7000，固化物含量≥70%；（2）制备树脂混合液：向步骤（1）所得的复配树脂液中加入填料和有机溶剂并搅拌至溶解，再加入金刚石微粉，经高速离心式搅拌后，形成均匀的树脂混合液；该树脂混合液中各部分所占比例为：复配树脂液20～50wt%，有机溶剂10～30wt%，填料5～25wt%，金刚石微粉10～40wt%；（3）制线及一次固化：将步骤（2）所得的树脂混合液通过制线设备均匀涂覆在钢丝母线表面，再将涂覆后的母线经固化炉进行固化处理，得到一次固化的树脂金刚石线；（4）二次固化：将步骤（3）所得的一次固化的树脂金刚石线置于恒温固化炉中进行二次固化处理，采用阶梯式升温过程，升温速度为1～20℃/min，保温时间为0.5～3h，最高温度为200～400℃，固化过程中采用持续鼓风的通风方式；最后随炉自然降至室温，得到成品树脂金刚石线。2.根据权利要求1所述的树脂涂层金刚石线的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述热塑性酚醛树脂为采用含有双官能团的化合物芳烷基醚和苯酚通过缩合反应而产生的PF-2939-1型热塑性酚醛树脂。3.根据权利要求1所述的树脂涂层金刚石线的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述热固性酚醛树脂为PF-2508型热固性酚醛树脂，粘度范围控制在700～900mPa*s/25℃；或为PF-2518型热固性酚醛树脂，粘度范围控制在300～500mPa*s/25℃；或为PF-2551型热固性酚醛树脂，粘度范围控制在500～700mPa*s/25...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红霞，孙毅，申君来，杨正宏，辛玲，张志刚，
申请(专利权)人：河南易成新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41