CN107652657A - 一种可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板，所含成分的重量百分比：聚苯醚树脂：49～79%，聚苯乙烯树脂：5～35%，相容剂：3～5%，表面改性剂：8～18%，阻燃剂：3～8%，抗氧剂：0.3～0.6%，润滑剂：0.2～0.5%。本发明中，选用热塑性树脂材料代替原有热固性树脂材料，可回收利用，绿色环保。垫板具有尺寸稳定性好，耐温性高，耐水，在满足强度硬度的要求外，无需添加填料，切削阻力小，爽滑，切削中不粘线不会因为水切削液变形，与硅棒粘结强度高，不粘胶。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能硅片切割技术，尤其是一种可实现金刚线易切割的塑料垫板及其制备方法。
背景技术
硅棒切割下片是太阳能电池板制造过程中的一个重要步骤。硅片切割效率，切割质量、切割稳定性都是生产重要指标。目前单晶硅棒切割主要采用金刚线切割方式，该切割技术是将硅棒固定在切割垫板上，走线切割。垫板的种类和品质决定了金刚线切割的稳定性和效率。
目前主要应用的是环氧、酚醛、聚酯类树脂垫板，其中含有大量碳酸钙、氢氧化铝填料。切割中伤线，线速提高受限制，且热固性板材难以回收。专利CN106893075A中提到聚氨酯发泡材料，质轻，不伤线，但材料耐温偏低，切割线振大，并且发泡聚氨酯板材难回收，不环保。
由于硅棒是通过环氧粘结胶固定在塑料垫片上的，为了保障切割的顺利发生，以及切割后胶与硅片分离完全，必须要提高胶与塑料垫片的粘结强度。
发明内容
本发明的目的是提供一种可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板及其制备方法，不含填料，耐温高，表面极性好，切割中不伤线，线振小，且材料可回收利用，绿色环保。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板，所含成分的重量百分比：聚苯醚树脂：49～79%，聚苯乙烯树脂：5～35%，相容剂：3～5%，表面改性剂：8～18%，阻燃剂：3～8%，抗氧剂：0.3～0.6%，润滑剂：0.2～0.5%。
优选地，所述相容剂为氢化苯乙烯/丁二烯/苯乙烯（SEBS）。
优选地，所述的表面改性剂为苯乙烯/马来酸酐共聚物、ABS接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐、低分子聚酯树脂、低分子聚酰胺树脂中的一种或多种。所述低分子聚酯树脂选自PET、PBT及其衍生物中的一种或多种。所述低分子聚酰胺树脂选自脂肪族聚酰胺、芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或多种。
优选地，所述阻燃剂为四苯基双酚A二磷酸酯（BDP）、四苯基间苯双酚二磷酸酯（RDP）中的一种或一种以上。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物，抗氧剂1076与抗氧剂168的复配质量比1:1。
优选地，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺（EBS）。
本申请的可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板的制备方法：
①原料混合造粒：按照配比将聚苯醚树脂，聚苯乙烯树脂，相容剂，表面改性剂，阻燃剂，抗氧剂，润滑剂在双螺杆挤出中混合造粒，双螺杆挤出机的温度设定在240～260℃ 之间；
②挤出压延聚苯醚塑料板：将造好的聚苯醚树脂粒子在挤出压延机中挤压拉板，定长切割，制备坯板，挤出温度设定在220-240℃，挤出速度控制在0.2-5mm/s；
③聚苯醚塑料板后处理：将坯板铣切六面，满足±0.2mm厚度精度；表面进行喷砂处理，清洗包装，得到聚苯醚塑料板成品。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
①本发明中，选用热塑性树脂材料代替原有热固性树脂材料，可回收利用，绿色环保。
②本发明中，所设计的聚苯醚树脂、聚苯乙烯树脂和表面改性剂体系，具有尺寸稳定性好，耐温性高，耐水，在满足强度硬度的要求外，无需添加填料，切削阻力小，爽滑，切削中不粘线不会因为水切削液变形，易切割，性价比优异。
③本发明中，选用的表面改性剂为含酸酐基团接枝物或含羟基、羧基的低分子量聚酯树脂或含氨基的低分子量聚酰胺树脂，大大提高了板材表面极性，保证切割时粘棒牢固，不掉棒，不掉硅片，脱胶时板材不掉胶丝。尤其是采用油酸酰胺、芥酸酰胺作为表面改性剂时，一方面能够降低切割阻力，显著提高切割速度，另一方面油酸酰胺、芥酸酰胺能够与环氧胶中的环氧基发生开环接枝反应，二次固化为一体，提高粘结强度，提高垫板对硅棒的固定能力，并且在硅片切割后实现胶与硅片的顺利分离，不黏胶。
③本发明中，选用挤出压延法制备板材方法，相比现行聚酯板材、发泡板材的浇注法，生产效率高，成本低廉。
④本发明中的可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板，在硬度满足使用要求的前提下，无需增加填充料，不仅更容易切割，而且不伤线、不粘线、线振小。实际使用下来，节约金刚线的消耗，提高切割速度，切割速度达到8片/24小时，且获得更高的硅片表面切割质量，切割边缘与其他材料相比，切口平整、无毛刺。
⑤本发明中的可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板，出片质量高，生产成本低、无板材废弃物，均可回收循环使用，绿色环保。对比复合树脂板，具有很高的性价比。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板（重量百分比）：聚苯醚树脂：49～79%，聚苯乙烯树脂：5～35%，相容剂：3～5%，表面改性剂：8～18%，阻燃剂：3～8%，抗氧剂：0.3～0.6%，润滑剂：0.2～0.5%。其中，相容剂为氢化苯乙烯/丁二烯/苯乙烯（SEBS）。表面改性剂为苯乙烯/马来酸酐共聚物、ABS接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐、低分子聚酯树脂、低分子量聚酰胺树脂中的一种或一种以上。阻燃剂为四苯基双酚A二磷酸酯（BDP）、四苯基间苯双酚二磷酸酯（RDP）中的一种或一种以上。抗氧剂为抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物（抗氧剂1076与抗氧剂168的复配比1:1）。润滑剂为乙撑双硬脂酰胺（EBS）。
垫片的制备流程：首先，将聚苯醚树脂，聚苯乙烯树脂，相容剂，表面改性剂，阻燃剂，抗氧剂，润滑剂等在双螺杆挤出机中混合造粒，双螺杆挤出机的温度设定在240～260℃之间。再将造好的聚苯醚树脂粒子在挤出压延机中挤压拉板，定长切割，制备坯板。挤出温度设定在220-240℃，挤出速度控制在0.2-5mm/s；再将坯板，铣切六面，厚度达到±0.2mm精度；表面喷砂处理，清洗包装，得到聚苯醚塑料板成品。
制备的聚苯醚塑料板尺寸稳定，易切割，质量轻，用后可回收，用于金刚线切割领域，具有很高的性价比。
实施例1：
将聚苯醚树脂：50%，聚苯乙烯树脂：30%，相容剂（SEBS）：3.5%，表面改性剂（苯乙烯-马来酸酐共聚物）：10%，阻燃剂（BDP）：6%，抗氧剂（1076和168）：0.3%，润滑剂（EBS）：0.2%，在双螺杆挤出中混合造粒，双螺杆挤出机的温度设定在240～260℃ 之间；再将造好的聚苯醚树脂粒子在挤出压延机中挤压拉板，定长切割，制备坯板。挤出温度设定在220-240℃，挤出速度控制在0.2-5mm/s；再将坯板，铣切六面，厚度达到±0.2mm精度；表面喷砂处理，清洗包装，得到聚苯醚塑料板成品。使用时，线切割稳定，尺寸不变形，出片质量好，不掉棒，不掉胶丝。
实施例2：
将聚苯醚树脂：65%，聚苯乙烯树脂：15%，相容剂（SEBS）：3.4%，表面改性剂（ABS接枝马来酸酐）：11%，阻燃剂（BDP）：5%，抗氧剂（1076和168）：0.4%，润滑剂（EBS）：0.2%，在双螺杆挤出中混合造粒，双螺杆挤出机的温度设定在240～260℃ 之间；再将造好的聚苯醚树脂粒子在挤出压延机中挤压拉板，定长切割，制备坯板。挤出温度设定在220-240℃，挤出速度控制在0.2-5mm/s；再将坯板，铣切六面，厚度达到±0.2mm精度；表面喷砂处理，清洗包装，得到聚苯醚塑料板成品。使用时，线切割稳定，尺寸不变形，出片质量好，不掉棒，不掉胶丝。
实施例3：
将聚苯醚树脂：70%，聚苯乙烯树脂：10%，相容剂（SEBS）：4.2%，表面改性剂（PP接枝马来酸酐）：12%，阻燃剂（RDP）：3%，抗氧剂（1076和168）：0.3%，润滑剂（EBS）：0.5%，在双螺杆挤出中混合造粒，双螺杆挤出机的温度设定在240～260℃ 之间；再将造好的聚苯醚树脂粒子在挤出压延机中挤压拉板，定长切割，制备坯板。挤出温度设定在220-240℃，挤出速度控制在0.2-5mm/s；再将坯板，铣切六面，厚度达到±0.2mm精度；表面喷砂处理，清洗包装，得到聚苯醚塑料板成品。使用时，线切割稳定，尺寸不变形，出片质量好，不掉棒，不掉胶丝。
实施例4：
将聚苯醚树脂：60%，聚苯乙烯树脂：25%，相容剂（SEBS）：4.2%，表面改性剂（1500-2500低分子量聚酯树脂PET）：5%，阻燃剂（RDP）：5%，抗氧剂（1076和168）：0.3%，润滑剂（EBS）：0.5%，在双螺杆挤出中混合造粒，双螺杆挤出机的温度设定在240～260℃ 之间；再将造好的聚苯醚树脂粒子在挤出压延机中挤压拉板，定长切割，制备坯板。挤出温度设定在220-240℃，挤出速度控制在0.2-5mm/s；再将坯板，铣切六面，厚度达到±0.2mm精度；表面喷砂处理，清洗包装，得到聚苯醚塑料板成品。使用时，线切割稳定，尺寸不变形，出片质量好，不掉棒，不掉胶丝。
实施例5：
将聚苯醚树脂：55%，聚苯乙烯树脂：30%，相容剂（SEBS）：4%，表面改性剂（芥酸酰胺）：5%，阻燃剂（RDP）：5.5%，抗氧剂（1076和168）：0.3%，润滑剂（EBS）：0.2%，在双螺杆挤出中混合造粒，双螺杆挤出机的温度设定在240～260℃ 之间；再将造好的聚苯醚树脂粒子在挤出压延机中挤压拉板，定长切割，制备坯板。挤出温度设定在220-240℃，挤出速度控制在0.2-5mm/s；再将坯板，铣切六面，厚度达到±0.2mm精度；表面喷砂处理，清洗包装，得到聚苯醚塑料板成品。使用时，线切割稳定，尺寸不变形，出片质量好，不掉棒，不掉胶丝，切口平整，无划痕。
实施例6：
将聚苯醚树脂：60%，聚苯乙烯树脂：15%，相容剂（SEBS）：4%，表面改性剂（芥酸酰胺）：12%，阻燃剂（RDP）：8.2%，抗氧剂（1076和168）：0.3%，润滑剂（EBS）：0.5%，在双螺杆挤出中混合造粒，双螺杆挤出机的温度设定在240～260℃ 之间；再将造好的聚苯醚树脂粒子在挤出压延机中挤压拉板，定长切割，制备坯板。挤出温度设定在220-240℃，挤出速度控制在0.2-5mm/s；再将坯板，铣切六面，厚度达到±0.2mm精度；表面喷砂处理，清洗包装，得到聚苯醚塑料板成品。使用时，线切割稳定，尺寸不变形，出片质量好，不掉棒，不掉胶丝，切口平整，无划痕、无线痕。
将以上实施例所得产品与现有的复合树脂（聚酯类）板材应用情况比较，其对比结果如表1所示
表1
综上所述，可用于金刚线切割的聚苯醚板材，热稳定性好，尺寸稳定性高，耐水，可回收，绿色环保；易切割，不伤线、不粘线、线振小，不掉胶丝，不掉硅片；节约金刚线，提高切割速度，硅片表面质量高；采用挤出压延法制备板材，相比现行聚酯板材、发泡板材的浇注法，生产效率高，成本低廉；对比现有技术，具有很高的性价比。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板，其特征在于：所含成分的重量百分比：聚苯醚树脂：49～79%，聚苯乙烯树脂：5～35%，相容剂：3～5%，表面改性剂：8～18%，阻燃剂：3～8%，抗氧剂：0.3～0.6%，润滑剂：0.2～0.5%。
2.根据权利要求1所述的可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板，其特征在于：所述相容剂为氢化苯乙烯/丁二烯/苯乙烯（SEBS）。
3.根据权利要求1所述的可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板，其特征在于：所述的表面改性剂为苯乙烯/马来酸酐共聚物、ABS接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐、低分子聚酯树脂、低分子聚酰胺树脂中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板，其特征在于：所述低分子聚酯树脂选自PET、PBT及其衍生物中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板，其特征在于：所述低分子聚酰胺树脂选自脂肪族聚酰胺、芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板，其特征在于：所述阻燃剂为四苯基双酚A二磷酸酯（BDP）、四苯基间苯双酚二磷酸酯（RDP）中的一种或一种以上。
7.根据权利要求1所述的可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物（抗氧剂1076与抗氧剂168的复配比1:1）。
8.根据权利要求1所述的可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板，其特征在于：所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺（EBS）。
9.一种制造权利要求1所述可用于金刚线切割的聚苯醚塑料板的方法，其特征在于：①原料混合造粒：按照配比将聚苯醚树脂，聚苯乙烯树脂，相容剂，表面改性剂，阻燃剂，抗氧剂，润滑剂在双螺杆挤出中混合造粒，双螺杆挤出机的温度设定在240～260℃ 之间；
②挤出压延聚苯醚塑料板：将造好的聚苯醚树脂粒子在挤出压延机中挤压拉板，定长切割，制备坯板，挤出温度设定在220-240℃，挤出速度控制在0.2-5mm/s；
③聚苯醚塑料板后处理：将坯板铣切六面，满足±0.2mm厚度精度；表面进行喷砂处理，清洗包装，得到聚苯醚塑料板成品。
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