技术领域
[0001] 本发明涉及一种嵌段聚醚及其制备方法、切割液及其制备方法和应用。
相关背景技术
[0002] 随着科技的快速发展进步及太阳能光伏产业的成熟，对硅片的需求增长迅速。切片是硅片深加工的首道工序，由于硅片属于硬性材料，在切割过程易造成硅片应力、表层损伤及崩边，因此切割工艺在加工工艺中占有很重要的位置，而切割液的性能是影响硅片切割工艺效率及质量的关键因素之一。
[0003] 金刚石砂线切割作为一种新型的切割工艺，利用砂线外层镀有的金刚石与硅晶体摩擦来进行切割，其优点有：切割效率比砂浆切割工艺有较大的提高，且其能耗比砂浆切割工艺减少了近一半，切割后产生的硅粉可以全部回收利用，因此，单位产量的总体成本大大降低。
[0004] 目前金刚石砂线切割使用的切割液的润滑性和分散性不好，在切片过程中会造成切割的不稳定，对切割后的产品存在不利的影响。
具体实施方式
[0056] 下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
[0057] 实施例1
[0058] 本实施例中嵌段聚醚的制备方法为：在高压反应釜中，加入起始剂对苯二酚，再加入催化剂，催化剂为甲醇钠，催化剂占起始剂的质量百分比为0.15wt％，真空脱水1h后，升温至130℃，通入EO，搅拌均匀，降温至130℃，老化1h，在120℃的温度下，通入PO，保温搅拌反应2小时后即可得到嵌段聚醚。
[0059] 制得的嵌段聚醚的PDI为1.1，重均分子量为4000，结构通式为：
[0060]
[0061] 其中，a＝d＝b＝c＝18，R的结构式为：
[0062]
[0063] 实施例1的切割液配方按照如下质量份数的组成：
[0064] 嵌段聚醚：35份；癸炔二醇聚氧乙烯醚：8份；十二碳炔二醇聚氧乙烯醚：5份；癸炔二醇：2份；水：50份。
[0065] 实施例1的切割液的制备方法为：按照上述切割液的配方混合均匀即得。
[0066] 实施例2
[0067] 本实施例中嵌段聚醚的制备方法为：在高压反应釜中，加入起始剂4,4'‑二羟基二苯醚，再加入催化剂，催化剂为40％氢氧化钠水溶液，催化剂占起始剂的质量百分比为0.3wt％，真空脱水1h后，升温至140℃，通入EO，搅拌均匀，降温至130℃，老化1h，在130℃的温度下，通入PO，保温搅拌反应3小时后即可得到嵌段聚醚。
[0068] 制得的嵌段聚醚的PDI为1.5，重均分子量为2000，结构通式为：
[0069]
[0070] 其中，a＝d＝16，b＝c＝14，R的结构式为：
[0071]
[0072] 实施例2的切割液配方按照如下质量份数的组成：
[0073] 嵌段聚醚：30份；癸炔二醇聚氧乙烯醚：10份；十二碳炔二醇聚氧乙烯醚：3份；十二碳炔二醇：3份；水：54份。
[0074] 实施例2的切割液的制备方法为：按照上述切割液的配方混合均匀即得。
[0075] 实施例3
[0076] 本实施例中嵌段聚醚的制备方法为：在高压反应釜中，加入起始剂4,4'‑二羟基二苯醚，再加入催化剂，催化剂为金属钾，催化剂占起始剂的质量百分比为0.1wt％，真空脱水1h后，升温至160℃，通入EO，搅拌均匀，降温至135℃，老化1h，在140℃的温度下，通入PO，保温搅拌反应4小时后即可得到嵌段聚醚。
[0077] 制得的嵌段聚醚的PDI为1.3，重均分子量为5000，结构通式为：
[0078]
[0079] 其中，a＝d＝16，b＝c＝16，R的结构式为：
[0080]
[0081] 实施例3的切割液配方按照如下质量份数的组成：
[0082] 嵌段聚醚：28份；癸炔二醇聚氧乙烯醚：12份；十二碳炔二醇聚氧乙烯醚：3份；十二碳炔二醇：2份；十四碳炔二醇：1份；水：54份。
[0083] 实施例3的切割液的制备方法为：按照上述切割液的配方混合均匀即得。
[0084] 实施例4
[0085] 本实施例中嵌段聚醚的制备方法为：在高压反应釜中，加入起始剂双酚A，再加入催化剂，催化剂为质量分数为40％的氢氧化钾水溶液，催化剂占起始剂的质量百分比为0.3wt％，真空脱水1h后，升温至150℃，通入EO，搅拌均匀，降温至135℃，老化1h，在135℃的温度下，通入PO，保温搅拌反应4小时后即可得到嵌段聚醚。
[0086] 制得的嵌段聚醚的PDI为1.3，重均分子量为3000，结构通式为：
[0087]
[0088] 其中，a＝d＝16，b＝c＝12，R的结构式为：
[0089]
[0090] 实施例4的切割液配方按照如下质量份数的组成：
[0091] 嵌段聚醚：25份；癸炔二醇聚氧乙烯醚：15份；十二碳炔二醇聚氧乙烯醚：3份；十二碳炔二醇：1份；十四碳炔二醇：1份；水：55份。
[0092] 实施例4的切割液的制备方法为：按照上述切割液的配方混合均匀即得。
[0093] 效果实施例1
[0094] 对实施例1‑4制备得到的嵌段聚醚进行如下测试：
[0095] 嵌段聚醚的a‑d的值的测试方法：通过核磁氢谱以及分子量联合计算产品结构得出。
[0096] 嵌段聚醚的分子量和PDI的测试方法：采用Waters1515凝胶渗透色谱(GPC)、Waters 2414折射率检测器测定聚合物的分子量及PDI。将实施例1‑4制备得到的嵌段聚醚配置成浓度为1.5mg/mL的待测溶液，采用0.1mol/L的NaNO3水溶液(PH＝7)作为洗脱液，以不同分子量的聚乙二醇作为标准样品进行测试。
[0097] 以市面上型号为17R4的反式嵌段聚醚作为对比例4、以市面上型号为25R4的反式嵌段聚醚作为对比例5，以水作为空白实验。对实施例2制备得到的嵌段聚醚和对比例4、对比例5进行下述测试：
[0098] 嵌段聚醚的硅粉分散性的测试方法：使用去离子水将实施例1‑4制备得到的嵌段聚醚制备成质量浓度为0.3wt％的水溶液，将0.01g的硅粉加入该水溶液中，常温搅拌30min后，过滤，观察过滤后的硅粉的分散性能。
[0099] 嵌段聚醚的泡沫特性的测试方法：使用去离子水将实施例1‑4制备得到的嵌段聚醚制备成质量浓度为0.3wt％的水溶液，在10℃恒温条件下循环起泡10min，在10℃恒温条件下循环起泡10min，观察起泡高度与消泡时间。
[0100] 以水作为空白实验的硅粉分散性测试结果图如图1所示，实施例2的硅粉分散性测试结果图如图2所示，对比例4的硅粉分散性测试结果图如图3所示，对比例5的硅粉分散性测试结果图如图4所示。图1‑4的结果表明，实施例2的嵌段聚醚具有优异的硅粉分散性。
[0101] 实施例2、对比例4和对比例5的泡沫特性测试结果列于表1：
[0102] 表1
[0103] 实施例2 对比例4 对比例5泡沫高度/mL 600 870 1190
消泡时间/s 30 40 80
[0104] 由表1的结果可知，实施例2的嵌段聚醚具有低泡性，能降低在实际操作中的泡沫产量。
[0105] 效果实施例2
[0106] 以市面上的三种市售竞品分别作为对比例1‑3，将实施例1‑4以及对比例1‑3的切割液按照1：(100‑300)的比例用去离子水进行稀释，在相同切割参数条件下对太阳能级的210mm尺寸单晶硅片进行切割，切割参数为：切割210mm尺寸、棒长830mm、金刚线线径40μm、用量为500L，测试切割过程中的崩边率和断线率；并测试切割得到的多个硅片的厚度以及切割后硅片的A级良率。其中：
[0107] 崩边率测试：崩边现象是指硅片的棱边存在有穿透或未穿透的破损，或者存在晶粒脱落的现象。切割后统计有崩边的硅片数量A和硅片总数B，崩边率的计算方式为：崩边率＝(A/B)*100％。
[0108] 断线率测试：断线率是指切割过程中金刚线的断线频率。统计一天切割次数M和断线的次数N，其中断线率的计算方式为：断线率＝(M/N)*100％。
[0109] 硅片总厚度变化(TTV)百分数的测试方法为：测试切割得到的多个硅片的厚度，该厚度的单位是微米，TTV百分数是根据硅片厚度最低点与最高点偏差值大于25μm的硅片数量占切割总硅片数的比例。
[0110] A级良率测试方法为：计算切割后的硅片中符合A品等级的数量与硅片总数的占比，即为A级良率。
[0111] 上述测试结果列于表2中：
[0112] 表2
[0113] A级良率 崩边率 TTV百分数 断线率
实施例1 97.38％ 0.12％ 0.02％ 3.08％
实施例2 99.67％ 0.07％ 0.00％ 2.74％
实施例3 98.89％ 0.10％ 0.03％ 3.98％
实施例4 97.38％ 0.15％ 0.02％ 3.45％
对比例1 97.99％ 0.36％ 0.14％ 6.01％
对比例2 95.68％ 0.66％ 0.08％ 7.01％
对比例3 96.12％ 0.28％ 0.12％ 6.25％
[0114] 由表2中的数据分析可知，实施例1‑4的TTV百分数不超过0.03％，A级良率高于97.3％，崩边率不超过0.15％，断线率低于4％。与对比例1‑3相比具有更好的润湿性能，更有利于硅片的切割。
