一种单/多晶硅棒切片用pp垫板及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能硅片制备
技术领域
，具体涉及一种单/多晶硅棒切片用PP垫板及其制备方法。背景技术
随碳中和的环保要求，新能源技术得到了工业领域充足的重视，尤其是光伏能源。目前光伏发电主要单/多晶硅光伏电池片发电。硅晶棒的切割成片是电池片制备中的重要部分，硅晶片主要采用金刚线多线切割技术加工，切割过程中制成率越高成本越低。
金刚线从线径60-80μm己逐渐降低到30-40μm，线切割张力变低，高速切割时，金刚线抖动性增大，切割体系越来越不稳定，为了保证切割的成品率，必须要提高切割胶和切割垫板的易切割性和品质稳定性。
通过选用易切吸震耐割的材料制备切割垫板，能有效提高切割体系稳定性提高切片成品率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单/多晶硅棒切片用PP垫板及其制备方法，采用改性的PP材料能有效吸震、耐割、和低密度易切性，能有效的增强切割稳定性和提高切割的成品率。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种单/多晶硅棒切片用PP垫板，包括如下重量份原料：PP树脂55-80份、韧性树脂10-15份、极性树脂5-20份、填充剂5-10份、抗氧剂0.3-0.5份、润滑剂0.2-0.3份、阻燃剂5-10份。
进一步，所述的韧性树脂为尼龙树脂PA6和聚酮树脂POK中的一种。
进一步，所述的极性树脂为乙烯-马来酸酐共聚物和磺酸化处理的PP树脂中的一种。
进一步，所述的填充剂为硅藻土、碳酸钙、滑石粉中的一种或几种任意比例混合。
进一步，所述的抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168以质量比1:1混合。
进一步，所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
进一步，所述的阻燃剂由如下步骤制成：
步骤A1：将新戊二醇溶于氯仿中，在转速为200-300r/min，温度为25-30℃的条件下，进行搅拌并滴加三氯氧磷，在温度为65-70℃的条件下，进行反应5-7h后，加入2-溴间苯二酚，在温度为0-5℃的条件下，加入吡啶，进行反应8-10h，制得中间体1；
反应过程如下：
步骤A2：将中间体1溶于四氢呋喃中，通入氮气进行保护，在温度为零下78-80℃的条件下，加入正丁基锂进行反应1-1.5h后，加入三异丙基硼酸酯，继续反应2-3h，制得中间体2；
反应过程如下：
步骤A3：将三聚氯氰、糠胺、三乙胺加入反应中，在转速为150-200r/min，温度为0-5℃的条件下，进行反应3-5h，制得中间体3，将中间体3、中间体2、四三苯基膦钯、碳酸钾、四氢呋喃加入反应釜中，通入氮气进行保护，在温度为80-90℃的条件下，进行回流反应10-15h后，蒸馏去除四氢呋喃，制得阻燃剂。
反应过程如下：
进一步，步骤A1所述的新戊二醇、氯仿、三氯氧磷、2-溴间苯二酚、吡啶的用量比为0.2mol:30mL:0.2mol:0.1mol:0.1mol。
进一步，步骤A2所述的中间体1、正丁基锂、三异丙基硼酸酯的用量摩尔比为1:1.2:1.5。
进一步，步骤A3所述的三聚氯氰、糠胺、三乙胺的用量摩尔比为1:1:1，中间体3、中间体2、四三苯基膦钯、碳酸钾的用量摩尔比为0.01:0.02:0.01:2。
一种单/多晶硅棒切片用PP垫板的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤S1：原料混合造粒：称取PP树脂、韧性树脂、极性树脂、填充剂、抗氧剂、润滑剂、阻燃剂在双螺杆挤出中混合造粒，双螺杆挤出机的温度设定在220-240℃；
步骤S2：挤出压延塑料板：将造好的复配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200-220℃，挤出速度控制在0.5m/min；
步骤S3：塑料板后处理：将坯板铣切，清洗包装，得到PP垫板。
本发明的有益效果：本发明在制备一种单/多晶硅棒切片用PP垫板的过程中，选用PP树脂为主材，该材料价格低廉，性价比高，并且有低密度、易切割、耐温高，切削中不变形、不粘线，加入韧性树脂材料增加体系的吸振作用，能有限较改善超细金刚线线震，加入极性树脂和填充剂能提高体系的极性，保证板材能用环氧胶水做粘合剂，制备出的PP垫板，易切割、不变形、线震小、成本低、性价比高，切割后硅片表面切割线痕轻，表面良好，并制备了一种阻燃剂，该阻燃剂以新戊二醇为原料与三氯氧磷为原料进行反应后，再与2-溴间苯二酚反应制得中间体1，将中间体1用正丁基锂和三异丙基硼酸酯处理，制得中间体2，将三聚氯氰通过温度控制与糠胺反应，制得中间体3，将中间体3和中间体2进一步反应，制得阻燃剂，该阻燃剂在垫板燃烧时，能够迅速碳化覆盖在垫板表面，达到隔热隔氧的效果，进而使得火焰迅速熄灭。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种单/多晶硅棒切片用PP垫板，包括如下重量份原料：55份PP树脂、10份尼龙树脂PA6、5份乙烯-马来酸酐共聚物、5份硅藻土、0.3份抗氧剂、0.2份乙撑双硬脂酰胺、5份阻燃剂；
该PP垫板由如下步骤制成：
步骤S1：原料混合造粒：称取PP树脂、尼龙树脂PA6、乙烯-马来酸酐共聚物、硅藻土、抗氧剂、乙撑双硬脂酰胺、阻燃剂在双螺杆挤出中混合造粒，双螺杆挤出机的温度设定在220℃；
步骤S2：挤出压延塑料板：将造好的复配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200℃，挤出速度控制在0.5m/min；
步骤S3：塑料板后处理：将坯板铣切，清洗包装，得到PP垫板。
所述的阻燃剂由如下步骤制成：
步骤A1：将新戊二醇溶于氯仿中，在转速为200r/min，温度为25℃的条件下，进行搅拌并滴加三氯氧磷，在温度为65℃的条件下，进行反应5h后，加入2-溴间苯二酚，在温度为0℃的条件下，加入吡啶，进行反应8h，制得中间体1；
步骤A2：将中间体1溶于四氢呋喃中，通入氮气进行保护，在温度为零下78℃的条件下，加入正丁基锂进行反应1h后，加入三异丙基硼酸酯，继续反应2h，制得中间体2；
步骤A3：将三聚氯氰、糠胺、三乙胺加入反应中，在转速为150r/min，温度为0℃的条件下，进行反应3h，制得中间体3，将中间体3、中间体2、四三苯基膦钯、碳酸钾、四氢呋喃加入反应釜中，通入氮气进行保护，在温度为80℃的条件下，进行回流反应10h后，蒸馏去除四氢呋喃，制得阻燃剂。
实施例2
一种单/多晶硅棒切片用PP垫板，包括如下重量份原料：70份PP树脂、15份尼龙树脂PA6、5.5份乙烯-马来酸酐共聚物、9份硅藻土、0.3份抗氧剂、0.2份乙撑双硬脂酰胺、6份阻燃剂；
该PP垫板由如下步骤制成：
步骤S1：原料混合造粒：称取PP树脂、尼龙树脂PA6、乙烯-马来酸酐共聚物、硅藻土、抗氧剂、乙撑双硬脂酰胺、阻燃剂在双螺杆挤出中混合造粒，双螺杆挤出机的温度设定在220℃；
步骤S2：挤出压延塑料板：将造好的复配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200℃，挤出速度控制在0.5m/min；
步骤S3：塑料板后处理：将坯板铣切，清洗包装，得到PP垫板。
所述的阻燃剂由如下步骤制成：
步骤A1：将新戊二醇溶于氯仿中，在转速为200r/min，温度为25℃的条件下，进行搅拌并滴加三氯氧磷，在温度为65℃的条件下，进行反应5h后，加入2-溴间苯二酚，在温度为0℃的条件下，加入吡啶，进行反应8h，制得中间体1；
步骤A2：将中间体1溶于四氢呋喃中，通入氮气进行保护，在温度为零下78℃的条件下，加入正丁基锂进行反应1h后，加入三异丙基硼酸酯，继续反应2h，制得中间体2；
步骤A3：将三聚氯氰、糠胺、三乙胺加入反应中，在转速为150r/min，温度为0℃的条件下，进行反应3h，制得中间体3，将中间体3、中间体2、四三苯基膦钯、碳酸钾、四氢呋喃加入反应釜中，通入氮气进行保护，在温度为80℃的条件下，进行回流反应10h后，蒸馏去除四氢呋喃，制得阻燃剂。
实施例3
一种单/多晶硅棒切片用PP垫板，包括如下重量份原料：60份PP树脂、10份尼龙树脂PA6、20份乙烯-马来酸酐共聚物、9.5份滑石粉、0.3份抗氧剂、0.2份乙撑双硬脂酰胺、7份阻燃剂；
该PP垫板由如下步骤制成：
步骤S1：原料混合造粒：称取PP树脂、尼龙树脂PA6、乙烯-马来酸酐共聚物、滑石粉、抗氧剂、乙撑双硬脂酰胺、阻燃剂在双螺杆挤出中混合造粒，双螺杆挤出机的温度设定在220℃；
步骤S2：挤出压延塑料板：将造好的复配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200℃，挤出速度控制在0.5m/min；
步骤S3：塑料板后处理：将坯板铣切，清洗包装，得到PP垫板。
所述的阻燃剂由如下步骤制成：
步骤A1：将新戊二醇溶于氯仿中，在转速为200r/min，温度为25℃的条件下，进行搅拌并滴加三氯氧磷，在温度为65℃的条件下，进行反应5h后，加入2-溴间苯二酚，在温度为0℃的条件下，加入吡啶，进行反应8h，制得中间体1；
步骤A2：将中间体1溶于四氢呋喃中，通入氮气进行保护，在温度为零下78℃的条件下，加入正丁基锂进行反应1h后，加入三异丙基硼酸酯，继续反应2h，制得中间体2；
步骤A3：将三聚氯氰、糠胺、三乙胺加入反应中，在转速为150r/min，温度为0℃的条件下，进行反应3h，制得中间体3，将中间体3、中间体2、四三苯基膦钯、碳酸钾、四氢呋喃加入反应釜中，通入氮气进行保护，在温度为80℃的条件下，进行回流反应10h后，蒸馏去除四氢呋喃，制得阻燃剂。
实施例4
一种单/多晶硅棒切片用PP垫板，包括如下重量份原料：78份PP树脂、10份尼龙树脂PA6、5份乙烯-马来酸酐共聚物、6.2份碳酸钙、0.5份抗氧剂、0.3份乙撑双硬脂酰胺、9份阻燃剂；
该PP垫板由如下步骤制成：
步骤S1：原料混合造粒：称取PP树脂、尼龙树脂PA6、乙烯-马来酸酐共聚物、碳酸钙、抗氧剂、乙撑双硬脂酰胺、阻燃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℃；
步骤S2：挤出压延塑料板：将造好的复配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℃，挤出速度控制在0.5m/min；
步骤S3：塑料板后处理：将坯板铣切，清洗包装，得到PP垫板。
所述的阻燃剂由如下步骤制成：
步骤A1：将新戊二醇溶于氯仿中，在转速为300r/min，温度为30℃的条件下，进行搅拌并滴加三氯氧磷，在温度为70℃的条件下，进行反应7h后，加入2-溴间苯二酚，在温度为5℃的条件下，加入吡啶，进行反应10h，制得中间体1；
步骤A2：将中间体1溶于四氢呋喃中，通入氮气进行保护，在温度为零下80℃的条件下，加入正丁基锂进行反应1.5h后，加入三异丙基硼酸酯，继续反应3h，制得中间体2；
步骤A3：将三聚氯氰、糠胺、三乙胺加入反应中，在转速为200r/min，温度为5℃的条件下，进行反应5h，制得中间体3，将中间体3、中间体2、四三苯基膦钯、碳酸钾、四氢呋喃加入反应釜中，通入氮气进行保护，在温度为80-90℃的条件下，进行回流反应10-15h后，蒸馏去除四氢呋喃，制得阻燃剂。
实施例5
一种单/多晶硅棒切片用PP垫板，包括如下重量份原料：80份PP树脂、15份尼龙树脂PA6、20份乙烯-马来酸酐共聚物、10份硅藻土、0.5份抗氧剂、0.3份乙撑双硬脂酰胺、10份阻燃剂；
该PP垫板由如下步骤制成：
步骤S1：原料混合造粒：称取PP树脂、尼龙树脂PA6、乙烯-马来酸酐共聚物、硅藻土、抗氧剂、乙撑双硬脂酰胺、阻燃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℃；
步骤S2：挤出压延塑料板：将造好的复配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℃，挤出速度控制在0.5m/min；
步骤S3：塑料板后处理：将坯板铣切，清洗包装，得到PP垫板。
所述的阻燃剂由如下步骤制成：
步骤A1：将新戊二醇溶于氯仿中，在转速为300r/min，温度为30℃的条件下，进行搅拌并滴加三氯氧磷，在温度为70℃的条件下，进行反应7h后，加入2-溴间苯二酚，在温度为5℃的条件下，加入吡啶，进行反应10h，制得中间体1；
步骤A2：将中间体1溶于四氢呋喃中，通入氮气进行保护，在温度为零下80℃的条件下，加入正丁基锂进行反应1.5h后，加入三异丙基硼酸酯，继续反应3h，制得中间体2；
步骤A3：将三聚氯氰、糠胺、三乙胺加入反应中，在转速为200r/min，温度为5℃的条件下，进行反应5h，制得中间体3，将中间体3、中间体2、四三苯基膦钯、碳酸钾、四氢呋喃加入反应釜中，通入氮气进行保护，在温度为90℃的条件下，进行回流反应15h后，蒸馏去除四氢呋喃，制得阻燃剂。
对比例
本对比例为中国专利CN107723824A公开的PP板。
对实施例1-3和对比例制得的PP板对单/多晶硅棒切片，以切割速度10刀/24小时切割，统计断线率、挂线率、掉片率，并测量PP板的阻燃性，结果如下表所示；
实施例1
实施例2
实施例3
实施例4
实施例5
对比例
断线率％
1.3
1.3
1.5
1.4
1.6
2.8
挂线率％
1.5
1.2
1.2
1.3
1.3
3.5
掉片率％
0.8
1.2
1.0
0.9
1.0
2.5
阻燃等级
V1
V1
V1
V1
V1
V2
由上表1可知实施例1-5制得的PP垫板的断线率为1.3-1.6％，挂线率为1.2-1.5％，掉片率为0.8-1.2％，阻燃等级为V1，均比对比例制得的PP板效果好，表明本发明具有易切割、不变形、线震小、成本低、阻燃效果好的特点。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
