阅读说明：本技术 新型低成本光伏金刚线切割专用垫板及其制备方法 (Novel low-cost special backing plate for photovoltaic diamond wire cutting and preparation method thereof ) 是由 潘永强 梁羽 苏光临 陈韬 于 2019-11-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种新型低成本光伏金刚线切割专用垫板,以通用级聚苯乙烯和抗冲击性聚苯乙烯为原料,并添加了相容增韧剂苯乙烯-丁二烯共聚物K胶或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,和附着力促进剂热塑性聚氨酯弹性体。本发明加入苯乙烯-丁二烯共聚物K胶或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS塑料及聚氨酯弹性体TPU,使GPPS和HIPS能良好相容,有效改善了GPPS/HIPS塑料板材质脆易裂,抗拉和冲击强度低等问题,且明显提高光伏金刚线切割专用板材表面极性,从而提高新型低成本光伏金刚线切割专用垫板表面附着力,使新型低成本光伏金刚线切割专用垫板与金刚线粘板胶和粘棒胶的粘接强度明显提高且稳定。(The invention discloses a novel low-cost special backing plate for photovoltaic diamond wire cutting, which takes general-purpose polystyrene and impact-resistant polystyrene as raw materials, and is added with compatible toughening agent styrene-butadiene copolymer K glue or styrene-butadiene-styrene block copolymer and adhesion promoter thermoplastic polyurethane elastomer. According to the invention, the styrene-butadiene copolymer K glue or the styrene-butadiene-styrene block copolymer SBS plastic and the polyurethane elastomer TPU are added, so that the GPPS and the HIPS can be well compatible, the problems of brittleness, easy cracking, low tensile strength and impact strength and the like of the GPPS/HIPS plastic plate material are effectively solved, and the surface polarity of the special photovoltaic diamond wire cutting plate is obviously improved, so that the surface adhesive force of the novel low-cost special photovoltaic diamond wire cutting backing plate is improved, and the adhesive strength of the novel low-cost special photovoltaic diamond wire cutting backing plate, the diamond wire adhesive plate glue and the adhesive bar glue is obviously improved and stabilized.)

新型低成本光伏金刚线切割专用垫板及其制备方法

技术领域

本发明涉及光伏行业硅片切割技术领域，更具体地说，本发明涉及一种新型低成本光伏金刚线切割专用垫板及其制备方法。

背景技术

太阳能硅片切割过程中，垫板作为必不可少的切割辅助材料，对金刚线切割硅片有重要作用，同时垫板的成本高的问题也成为了光伏行业快速发展的重要因素。

传统金刚线硅片切割使用的垫板大多数为环氧、酚醛、聚酯及各类热塑性树脂类，使用过程存在比重大，在1.1～2.0g/cm³；切割时易出现断裂、断线、粘附刚线；垫板成本高；热固性类垫板不便于硅料及垫板本身的回收等问题，这些问题越来越难以满足光伏行业降低成本，提高生产效率的发展趋势。

因此，亟需研发一种能够解决上述问题的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明的另一个目的是提供一种比重轻、硬度高、电导率低、拉伸强度高、剪切强度高的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板。

本发明的另一个目的提供一种能够解决通用级聚苯乙烯(GPPS)塑料的质脆易裂，抗拉和冲击强度低，在加工、搬运及使用的过程中易出现断裂的问题的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板。

本发明的另一个目的是提供一种能够解决通用级聚苯乙烯(GPPS)弱极性导致板材表面附着力低，与金刚线粘板胶和粘棒胶结合使用后粘接强度不稳定的问题的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板。

本发明的另一种目的是提供一种步骤简洁的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的制备方法。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明提供一种新型低成本光伏金刚线切割专用垫板，其中，以通用级聚苯乙烯和抗冲击性聚苯乙烯为原料，并添加了相容增韧剂苯乙烯-丁二烯共聚物K胶或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(下面简称SBS塑料或SBS树脂)，和附着力促进剂热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。

以通用级聚苯乙烯GPPS和抗冲击性聚苯乙烯(HIPS)为原料加入相容增韧剂苯乙烯-丁二烯共聚物K胶或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS塑料及强极性材料热塑性聚氨酯弹性体TPU，使GPPS和HIPS能良好相容，有效改善了GPPS/HIPS塑料板材质脆易裂，抗拉和冲击强度低等问题，且明显提高光伏金刚线切割专用板材表面极性，从而提高新型低成本光伏金刚线切割专用垫板表面附着力，使新型低成本光伏金刚线切割专用垫板与金刚线粘板胶和粘棒胶的粘接强度明显提高且稳定。

优选的是，所述的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板中，具体包括以下组分原料：

通用级聚苯乙烯60～80、抗冲击性聚苯乙烯20～40、苯乙烯-丁二烯共聚物K胶5～15或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3～5、热塑性聚氨酯弹性体1～5。

优选的是，所述的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板中，还包括稳定剂0.5～2和润滑剂0.5～2。

一种新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的制备方法，其中，包括：

将通用级聚苯乙烯、抗冲击性聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物K胶或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、热塑性聚氨酯弹性体、稳定剂和润滑剂混合均匀后造粒，经干燥后挤出成型，最后经压延冷却定型即得到所述新型低成本光伏金刚线切割专用垫板。

优选的是，所述的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的制备方法中，造粒时的挤出温度为180～200℃。

优选的是，所述的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的制备方法中，干燥时在60～80℃的条件下干燥10～20分钟。

优选的是，所述的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的制备方法中，在180～200℃的条件下挤出成型。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板通过以通用级聚苯乙烯GPPS和抗冲击性聚苯乙烯HIPS为原料加入相容增韧剂苯乙烯-丁二烯共聚物K胶或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS塑料及强极性材料热塑性聚氨酯弹性体TPU，使GPPS和HIPS能良好相容，有效改善了GPPS/HIPS塑料板材质脆易裂，抗拉和冲击强度低等问题，且明显提高光伏金刚线切割专用板材表面极性，从而提高新型低成本光伏金刚线切割专用垫板表面附着力，使新型低成本光伏金刚线切割专用垫板与金刚线粘板胶和粘棒胶的粘接强度明显提高且稳定。

本发明的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板产品比重为1～1.1g/cm³，邵氏硬度为83～85HD，电导率<20μs/cm，拉伸强度20～25Mpa，与铝片粘结的剪切强度4～5Mpa。

本发明的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板与现有技术的各类树脂板对比，具有比重轻、生产成本低，用于切割硅片时不粘附金刚线、减少杂质粘附金刚线、减小金刚线的磨损几率、减少金刚线用量，节约了成本，提高硅片的优品率，而且具有便于硅料及GPPS/HIPS塑料板回收的特点，使用本新型低成本光伏金刚线切割专用垫板可以带来节省能耗、降低成本、提高生产效率等明显效益。

本发明的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的制备方法步骤简洁，利于实现大规模的工业生产。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例中所使用设备如下：混料机(带有可调速搅拌装置)、双螺杆挤出造粒机(带有自动控温装置，冷却装置，抽真空装置)、烘干机(带有可调速搅拌装置，有自动控温装置，冷却装置)、单螺杆挤出成型机(带有自动控温装置，冷却装置，抽真空装置)。

使用前，将混料机、双螺杆挤出造粒、烘干机、单螺杆挤出成型机清洗，搽拭干净，确保没有其他影响反应的物料或杂质。

实施例1

新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的配方：GPPS树脂60，HIPS树脂20，K胶5，TPU树脂1，稳定剂0.5，润滑剂0.5；以千克为单位计算。

新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的制作工艺：将GPPS树脂，HIPS树脂，K胶，附着力促进剂TPU，稳定剂，润滑剂等加入混料机中并启动混料机搅拌10min，取出搅拌好的物料送入双螺杆挤出造粒机在180℃温度下挤出造粒，再将造粒后的物料放入烘干机在60℃温度下边搅拌边烘干10min取出，将物料送入单螺杆挤出成型机在180℃下挤出成型，经三辊压延，冷却定型即可得到所述新型低成本光伏金刚线切割专用垫板，再经过表面砂光打磨，裁切成需要的成品尺寸，最后检测产品比重，邵氏硬度，拉伸强度，剪切强度及电导率等技术指标，合格后包装待用。

实施例2

新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的配方：GPPS树脂80，HIPS树脂40，K胶15，TPU树脂5，稳定剂2，润滑剂2；以千克为单位计算。

新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的制作工艺：将GPPS树脂，HIPS树脂，K胶，附着力促进剂TPU，稳定剂，润滑剂等加入混料机中并启动混料机搅拌15min，取出搅拌好的物料送入双螺杆挤出造粒机在180-200℃温度下挤出造粒，再将造粒后的物料放入烘干机在80℃温度下边搅拌边烘干20min取出，将物料送入单螺杆挤出成型机在200℃下挤出成型，经三辊压延，冷却定型即可得到所述新型低成本光伏金刚线切割专用垫板，再经过表面砂光打磨，裁切成需要的成品尺寸，最后检测产品比重，硬度，拉伸强度，剪切强度及电导率等技术指标，合格后包装待用。

实施例3

新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的配方：GPPS树脂70，HIPS树脂30，K胶10，TPU树脂3，稳定剂1，润滑剂1；以千克为单位计算。

新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的制作工艺：将GPPS树脂，HIPS树脂，K胶，附着力促进剂TPU，稳定剂，润滑剂等加入混料机中并启动混料机搅拌10min，取出搅拌好的物料送入双螺杆挤出造粒机在190℃温度下挤出造粒，再将造粒后的物料放入烘干机在70℃温度下边搅拌边烘干15min取出，将物料送入单螺杆挤出成型机在190℃下挤出成型，经三辊压延，冷却定型即可得到所述新型低成本光伏金刚线切割专用垫板，再经过表面砂光打磨，裁切成需要的成品尺寸，最后检测产品比重，硬度，拉伸强度，剪切强度及电导率等技术指标，合格后包装待用。

实施例4

新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的配方：GPPS树脂60，HIPS树脂20，SBS树脂3，TPU树脂1，稳定剂0.5，润滑剂0.5；以千克为单位计算。

新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的制作工艺：将GPPS树脂，HIPS树脂，SBS树脂，附着力促进剂TPU，稳定剂，润滑剂等加入混料机中并启动混料机搅拌10min，取出搅拌好的物料送入双螺杆挤出造粒机在180℃温度下挤出造粒，再将造粒后的物料放入烘干机在60℃温度下边搅拌边烘干10min取出，将物料送入单螺杆挤出成型机在180℃下挤出成型，经三辊压延，冷却定型即可得到所述新型低成本光伏金刚线切割专用垫板，再经过表面砂光打磨，裁切成需要的成品尺寸，最后检测产品比重，硬度，拉伸强度，剪切强度及电导率等技术指标，合格后包装待用。

实施例5

新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的配方：GPPS树脂80，HIPS树脂40，SBS树脂5，TPU树脂5，稳定剂2，润滑剂2；以千克为单位计算。

新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的制作工艺：将GPPS树脂，HIPS树脂，SBS树脂，附着力促进剂TPU，稳定剂，润滑剂等加入混料机中并启动混料机搅拌15min，取出搅拌好的物料送入双螺杆挤出造粒机在200℃温度下挤出造粒，再将造粒后的物料放入烘干机在80℃温度下边搅拌边烘干20min取出，将物料送入单螺杆挤出成型机在200℃下挤出成型，经三辊压延，冷却定型即可得到所述新型低成本光伏金刚线切割专用垫板，再经过表面砂光打磨，裁切成需要的成品尺寸，最后检测产品比重，硬度，拉伸强度剪切强度及电导率等技术指标，合格后包装待用。

数据分析

分别记录实施例1～5制得的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板的比重、邵氏强度、电导率、拉伸强度、与铝片粘结的剪切强度的技术指标，结果如下表1所示。

表1

从上表1可以看出，实施例1～5制得的新型低成本光伏金刚线切割专用垫板产品的比重为1～1.1g/cm³，邵氏硬度为83～85HD，电导率<20μs/cm，拉伸强度20～25Mpa，与铝片粘结的剪切强度4～5Mpa，技术指标均合格。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。