一种用于金刚线切割太阳能硅片的冷却液及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于金刚石线切割的水基冷却液及其制备方法，所述冷却液是以炔二醇表面活性剂为主要组分，并配合有炔二醇聚氧乙烯醚、聚醚类、有机硅聚醚等表面活性剂和溶剂的组合物，该冷却液的动态表面张力低于45mN/m(0.1％)，低表面张力的冷却液能够在硅片切割过程中降低裂片、碎片比例，提高金刚线的使用寿命并对硅片有良好的清洗效果，不引起脏片。

【技术实现步骤摘要】
一种用于金刚线切割太阳能硅片的冷却液及制备方法
本专利技术属光伏行业切割加工
，具体涉及一种用于金刚线切割太阳能硅片的冷却液。
技术介绍
光伏发电是一种清洁高效的新能源，近年来其发展呈现井喷趋势。在光伏组件成本构成中，硅片仍是光伏行业价值链中的关键环节，硅片的材料分为单晶硅和多晶硅。切片的方法分为外圆切割、内圆切割和线切割。在切片环节中，硅料损耗较为严重，砂浆钢线切割技术会浪费约40％的硅料，且切割后的残液很难回收利用。目前主流的水性金刚线切割技术也会浪费近30％的硅料，但是水基的冷却液体系环保性提升很多。然而，现有技术中用于金刚线切割太阳能硅片的冷却液表面张力偏高，较高的表面张力会增大硅片切割时的表面自由能，造成裂片、碎片比例增大，降低金刚线的使用寿命。同时存在切割后的硅片难清洗，洁净度差，易产生色差的技术问题。因此，从光伏发电技术发展的需求来看，硅片的切割技术虽已取得巨大的进步，但仍有较大的改善空间，是整个行业一直关注的重点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，本专利技术提供一种金刚线切割太阳能硅片的冷却液，这种冷却液是以炔二醇表面活性剂为主要组分，并配合有炔二醇聚氧乙烯醚、聚醚类、有机硅聚醚等表面活性剂和溶剂的组合物，该冷却液具有低表面张力，清洁度高的优点。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种金刚线切割太阳能硅片的冷却液，包括以下重量份数的组分：炔二醇表面活性剂20～30％，炔二醇聚氧乙烯醚10～80％，异构醇聚醚0～50％，有机硅聚醚0～30％，溶剂0～10％。在上述技术方案中，所述炔二醇表面活性剂为癸炔二醇和/或十二碳炔醇二醇。在上述技术方案中，所述炔二醇聚氧乙烯醚为2,5,8,11-四甲基-6-十二碳炔醇-5,8-二醇聚氧乙烯醚和/或2,4,7,9-四甲基-5癸炔二醇-4,7二醇聚氧乙烯醚衍生物，所述2,5,8,11-四甲基-6-十二碳炔醇-5,8-二醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷质量分数10～60％，所述2,4,7,9-四甲基-5癸炔二醇-4,7二醇聚氧乙烯醚衍生物的环氧乙烷质量分数10～80％。在上述技术方案中，所述异构醇聚醚为C8～C13的异构醇聚醚表面活性剂，所述C8～C13的异构醇聚醚表面活性剂的环氧乙烷质量分数为30～40％。在上述技术方案中，所述有机硅聚醚为三硅氧烷聚氧乙烯醚，所述三硅氧烷聚氧乙烯醚的环氧乙烷质量分数为5～8％。在上述技术方案中，所述溶剂为乙二醇、丙二醇、乙二醇丁醚或水中的至少一种。一种金刚线切割太阳能硅片的冷却液的制备方法，包括以下步骤，将炔二醇表面活性剂加热至50～65℃，向所述炔二醇表面活性剂中依次添加炔二醇聚氧乙烯醚、异构醇聚醚和有机硅聚醚，在40～50℃下，搅拌15～20分钟，再加入溶剂，搅拌均匀，冷却至常温得到所述金刚线切割太阳能硅片的冷却液。在上述技术方案中，所述金刚线切割太阳能硅片的冷却液中炔二醇表面活性剂占20～30wt％，炔二醇聚氧乙烯醚10～80wt％，异构醇聚醚0～50wt％，有机硅聚醚0～30wt％，溶剂0～10wt％；所述炔二醇表面活性剂为癸炔二醇和/或十二碳炔醇；所述炔二醇聚氧乙烯醚为2,5,8,11-四甲基-6-十二碳炔醇-5,8-二醇聚氧乙烯醚和/或2,4,7,9-四甲基-5癸炔二醇-4,7二醇聚氧乙烯醚衍生物，所述2,5,8,11-四甲基-6-十二碳炔醇-5,8-二醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷质量分数10～60％，所述2,4,7,9-四甲基-5癸炔二醇-4,7二醇聚氧乙烯醚衍生物的环氧乙烷质量分数10～80％。在上述技术方案中，所述异构醇聚醚为C8～C10的异构醇聚醚表面活性剂，所述C8～C10的异构醇聚醚表面活性剂的环氧乙烷质量分数为30～40％；所述有机硅聚醚为三硅氧烷聚氧乙烯醚，所述三硅氧烷聚氧乙烯醚的环氧乙烷质量分数为5～8％；所述溶剂为乙二醇、丙二醇、乙二醇丁醚或水中的至少一种。一种金刚线切割太阳能硅片的冷却液的制备方法，包括以下步骤，将炔二醇表面活性剂加热至60℃，呈透明状态，向所述炔二醇表面活性剂中依次添加炔二醇聚氧乙烯醚，异构醇聚醚表面活性剂，三硅氧烷聚氧乙烯醚，开动搅拌器，保温在40℃，持续搅拌15分钟，再加入常规溶剂，搅拌均匀，冷却至常温得到所述金刚线切割太阳能硅片的冷却液。本专利技术的优点和有益效果为：本专利技术提供了一种金刚线切割太阳能硅片的冷却液，该冷却液在高稀释比如1:300或1:500稀释状态仍具有低于45mN/m(0.1％)的动态表面张力，并对硅片具有清洗功能，不脏片。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案。实施例中所涉及的溶剂实施例1～10(1)按照如下表1的配比取料和表2参数进行制备，取炔二醇表面活性剂,加热65-75℃，呈透明状态，依次添加炔二醇聚氧乙烯醚，异构醇聚醚表面活性剂，三硅氧烷聚氧乙烯醚，开动搅拌器，保温40-50℃，持续搅拌15-20分钟，加入常规溶剂，得到外观透明液体，即为本专利技术所述实施例1-10的冷却液；按照表3的配比取料，即得到对比例1-3的冷却液，对实施例1-10及对比实施例1-3所得的冷却液进行动态表面张力测定及清洗性考察。(2)动态表面张力测定：使用德国kruss公司的动态表面张力仪BP-50，将水基冷却液按照1:300比例与去离子水混合均匀，测量以上稀释液的动态表面张力。表面张力根据鼓泡频率，从1个泡/秒，逐步加速到10个泡/秒，业内通常将1个泡/秒作为静态表面张力的数据，6个泡/秒作为动态表面张力的数据。高出6个泡/秒作为动态张力趋势观测。(3)清洗性：将经过线切割完成的硅片，烘干，观察硅片表面清洁程度。其中，动态表现张力及清洗性的结果见表4。表1实施例1-10中各组分的比例表2实施例1-10中的加热温度、保温温度及搅拌时间表3对比例1-3的组成成分表4实施例及对比例的表面张力及清洁性测定结果沾污严重：X；基本清洁：Δ；非常清洁：◎通过以表4可以看出，本专利技术的冷却液具有明显的降低水性涂层表面张力的作用，对硅片的清洗性效果很好。本发现选用的原料分为：炔二醇，炔二醇聚醚，异构醇聚醚，有机硅聚醚表面活性剂决定水基体系的动态表面张力选型原理：炔二醇为双子基表面活性剂，具有快速降低水性体系动态表面张力的作用，炔二醇聚醚为炔二醇接枝不同烷氧基后的商品，改善了炔二醇在水性体系中溶解度低的问题，炔二醇聚醚具有在水性体系中兼容性好的优点，更大程度地降低水性体系的动态表面张力，提高水基切削液的润滑性和传质效率。有机硅聚醚具有很好的流动促进作用，与炔二醇及炔二醇聚醚复配后具有很好的协同作用，能更有效发挥各自功效。以上对本专利技术做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本专利技术的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金刚线切割太阳能硅片的冷却液，其特征在于：所述冷却液包括以下重量份数的组分：炔二醇表面活性剂20～30％，炔二醇聚氧乙烯醚10～80％，异构醇聚醚0～50％，有机硅聚醚0～30％，溶剂0～10％。/n

【技术特征摘要】
1.一种金刚线切割太阳能硅片的冷却液，其特征在于：所述冷却液包括以下重量份数的组分：炔二醇表面活性剂20～30％，炔二醇聚氧乙烯醚10～80％，异构醇聚醚0～50％，有机硅聚醚0～30％，溶剂0～10％。


2.根据权利要求1所述的一种金刚线切割太阳能硅片的冷却液，其特征在于：所述炔二醇表面活性剂为癸炔二醇和/或十二碳炔醇二醇。


3.根据权利要求1所述的一种金刚线切割太阳能硅片的冷却液，其特征在于：所述炔二醇聚氧乙烯醚为2,5,8,11-四甲基-6-十二碳炔醇-5,8-二醇聚氧乙烯醚和/或2,4,7,9-四甲基-5癸炔二醇-4,7二醇聚氧乙烯醚衍生物，所述2,5,8,11-四甲基-6-十二碳炔醇-5,8-二醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷质量分数10～60％，所述2,4,7,9-四甲基-5癸炔二醇-4,7二醇聚氧乙烯醚衍生物的环氧乙烷质量分数10～80％。


4.根据权利要求1所述的一种金刚线切割太阳能硅片的冷却液，其特征在于：所述异构醇聚醚为C8～C13的异构醇聚醚表面活性剂，所述C8～C13的异构醇聚醚表面活性剂的环氧乙烷质量分数为30～40％。


5.根据权利要求1所述的一种金刚线切割太阳能硅片的冷却液，其特征在于：所述有机硅聚醚为三硅氧烷聚氧乙烯醚，所述三硅氧烷聚氧乙烯醚的环氧乙烷质量分数为5～8％。


6.根据权利要求1所述的一种金刚线切割太阳能硅片的冷却液，其特征在于：所述溶剂为乙二醇、丙二醇、乙二醇丁醚或水中的至少一种。


7.一种金刚线切割太阳能硅片的冷却液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，将炔二醇表面活性剂加热至50～65℃，呈透明状态，向所述炔二醇表面活性剂中依次添加炔二醇聚氧乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩薇，
申请(专利权)人：天津赫普菲乐新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12