一種可剝離太陽能單晶硅切片結構膠粘劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及可剝離的環(huán)氧樹脂結構膠粘劑領域，具體是一種可剝離太陽能單晶硅 切片結構膠粘劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 近5年來，中國光伏電池產量年增長速度為1-3倍，光伏電池產量占全球產量的比 例也由2002年1. 07%增長到2008年的近15%。商業(yè)化晶體硅太陽能電池的效率也從3 年前的13% -14%提高到16% -17%。總體來看，中國太陽能電池的國際市場份額和技術 競爭力大幅提高。在產業(yè)布局上，中國太陽能電池產業(yè)已經(jīng)形成了一定的集聚態(tài)勢。在長 三角、環(huán)渤海、珠三角、中西部地區(qū)，已經(jīng)形成了各具特色的太陽能產業(yè)集群。
[0003] 單晶硅片，也稱硅的單晶體，是一種具有基本完整的點陣結構的晶體。不同的方向 具有不同的性質，是一種良好的半導材料。用于制造半導體器件、太陽能電池等的單晶體， 其純度要求達到99. 9999%，甚至達到99. 9999999%以上，通常由高純度的多晶硅在單晶 爐內拉制而成。全球90%以上的集成電路都要采用硅片。超大規(guī)模集成電路的特征尺寸已 小到0. 09微米，布線結構已到6-7層，能把整個電子系統(tǒng)集成在一個芯片上。硅片尺寸達 到300mm，劃片數(shù)量是200mm的2. 5倍，每片節(jié)約成本約30%。美國已普遍使用450mm的硅 片，芯片特征尺寸縮小至0. 07ym，布線層結構達到了 10層，集成度達到DRAM64G或90M個 晶體管/cm2。單晶硅圓片直徑越大，所能刻制的集成電路越多，芯片的成本也越低，但大尺 寸晶片對材料和技術的要求也越高。
[0004] 單晶硅切片及加工技術是單晶硅應用最重要的環(huán)節(jié)。由于單晶硅價格昂貴，這一 工序成敗直接關系到單晶硅產業(yè)材料成本，最大限度減少單晶硅材料的損耗是單晶硅市場 化運作的關鍵?？蓜冸x單晶硅切片結構膠是保證單晶硅切片流水線作業(yè)的前提條件。高 強度環(huán)氧結構膠均能滿足單晶硅切片時所需的膠層高剪切力（4小時固化后達到lOMpa以 上），但難以滿足90°C熱水中浸泡20分鐘材料不受損害迅速與膠層分離、分離過程無毒無 害的條件。根據(jù)現(xiàn)有文獻查詢，我國可剝離單晶硅切片結構膠還未實現(xiàn)國產化，基本依賴于 國外進口，并且價格昂貴，嚴重制約了我國單晶硅切片技術的發(fā)展，加速可剝離單晶硅切片 結構膠應用技術研究，具有重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內容】

[0005] 為了解決目前國內在該領域現(xiàn)有技術研究的不足，本發(fā)明提供了一種可剝離太陽 能單晶硅切片結構膠粘劑及其制備方法，具有粘結強度高，固定性好；剝離時間短，被粘物 表面無殘膠；成本相對較低，操作方便等特點。
[0006] 本發(fā)明的技術方案如下：一種可剝離太陽能單晶硅切片結構膠粘劑，分為A組分 與B組分，A組份與B組份按照質量比100:80~130復配；
[0007] 其中，A組份按質量份計組成為：
[0008] 環(huán)氧樹脂128 5~30份
[0009] 改性可撓性環(huán)氧樹脂70~100份；
[0010] 所述的改性可撓性環(huán)氧樹脂是由無規(guī)羧基丁腈橡膠與環(huán)氧樹脂128在催化劑存 在下反應得到的黃色粘稠液體；
[0011] B組份按質量份計組成為：
[0012] 聚酰胺固化劑 40~60份 聚硫改性固化劑 10-20份 可剝離因子 10~20份 無機填料 20~30份；
[0013] 所述的聚硫改性固化劑為硫脲與多元胺的脫氨聚合反應，再經(jīng)脫氨除臭處理，胺 值為 480±20mg?gS
[0014] 所述的催化劑為三苯基膦、卞基三乙基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基 三甲基氯化銨中的一種或多種。
[0015] 所述的聚酰胺固化劑為大豆油二聚酸與三乙烯四胺經(jīng)酰胺化合成的二聚酸聚酰 胺固化劑，胺值為218±20mg?g、
[0016] 所述的多元胺為乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、己二胺、甲基環(huán)戊 二胺、甲基環(huán)己二胺、甲基己二胺中的一種或多種。
[0017] 所述的可剝離因子為偶氮二甲酰胺、二亞硝基五次甲基四胺、二磺酰肼二苯醚、碳 酸氫鈉的一種或幾種。
[0018] 所述的無機填料為二氧化硅或滑石粉。
[0019] 所述的一種可剝離太陽能單晶硅切片結構膠粘劑的制備方法，包括如下步驟：
[0020] 步驟一，制備A組份：將無規(guī)羧基丁腈橡膠與環(huán)氧樹脂128混合，加入催化劑，反應 至酸值降至2mg*g1以下，降溫、過濾，得到黃色粘稠液體為改性可撓性環(huán)氧樹脂；將環(huán)氧樹 脂128、改性可撓性環(huán)氧樹脂按配方比例置于反應釜中，攪拌均勾，即得A組份；
[0021] 步驟二，制備B組份：按配方將硫脲與多元胺攪拌混合均勻，升溫并保持在110~ 150°C，反應2~5h，再降溫至50~60 °C并恒溫反應lh，冷卻至室溫后，加入聚酰胺固化劑、 可剝離因子及無機填料，攪拌均勻，即得B組份；
[0022] 步驟三，將A組份與B組份按質量比100:80~130進行復配得到可剝離的單晶硅 切片結構膠。
[0023] 有益效果：
[0024] ①本發(fā)明的可剝離的單晶硅切片結構膠具有較好的粘結性及可剝離性：常溫固化 4h后，剪切強度可達到lOMPa以上，可增強單晶硅片的固定穩(wěn)定性；固化物在80~100°C熱 水中，1~15min內可以自動與基材脫離，且剝離后被粘物表面無殘膠。
[0025] ②本發(fā)明采用低溫快速固化劑，簡化操作工藝，節(jié)約能耗，提高生產效率。
[0026]③減少國內相關行業(yè)對進口產品的依賴，降低成本，提高市場競爭力，具有積極的 經(jīng)濟及社會效益。
【附圖說明】
[0027] 圖1改性可撓性環(huán)氧樹脂的紅外光譜圖。
[0028] 8%，15%，22%及30%表示按無規(guī)羧基丁腈橡膠占環(huán)氧樹脂128的不同質量分數(shù) 的原料配比，合成一系列改性可撓性環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂端環(huán)氧基特征峰910cm1峰逐漸減 弱，端羧基丁腈橡膠羧基特征峰1 735cm1和1 710cm1消失，新生成的1 740cm1峰為酯 基伸縮振動吸收峰。表明端環(huán)氧基與丁腈橡膠中的羧基發(fā)生酯化反應，生成目標產物。
【具體實施方式】
[0029] 以下實施例是對本發(fā)明的進一步說明，不是對本發(fā)明的限制。
[0030] -種可剝離太陽能單晶硅切片結構膠粘劑是將A組份與B組份按照質量比 100:80~130進行配伍。
[0031] 其中，A組份組成為（按質量份計）：
[0032] 環(huán)氧樹脂128 0~30份
[0033] 改性可撓性環(huán)氧樹脂70~100份
[0034]B組份組成為（按質量份計）：
[0035] 聚酰胺固化劑 40~60份 聚硫改性固化劑 10- 20份
[0036] 可剝離因子 10-20份 無機填料 20~30份
[0037] 此種可剝離的單晶硅切片結構膠由以下步驟制備：
[0038] 步驟一，制備A組份：將無規(guī)羧基丁腈橡膠與環(huán)氧樹脂混合，加入催化劑，反應至 酸值降至2mg?g1以下，降溫、過濾，得到黃色粘稠液體為改性可撓性環(huán)氧樹脂，具體可以 參考"常俠，聶小安，王義剛，等.無規(guī)則羧基丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂的制備及性能研究 [J].生物質化學工程，2013, 47(6) : 1-5"。將環(huán)氧樹脂128、改性可撓性環(huán)氧樹脂按配方比 例置于反應釜中，攪拌均勻，即得A組份；
[0039] 步驟二，制備B組份：按配方將硫脲與多元胺攪拌混合均勻，升溫并保持在110~ 150 °C，反應2~5h，再降溫至50~60°C并恒溫反應lh，冷卻至室溫后，加入聚酰胺固化劑、 可剝離因子及無機填料，攪拌均勻，即得B組份；
[0040] 步驟三，將A組份與B組份按質量比100:80~130進行復配得到可剝離的單晶硅 切片結構膠。
[0041] 所述的改性可撓性環(huán)氧樹脂是由無規(guī)羧基丁腈橡膠與環(huán)氧樹脂在催化劑存在下 反應得到的黃色粘稠液體。
[0042] 所述的催化劑為三苯基膦與卞基三乙基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷 基三甲基氯化銨的一種或多種。
[0043] 所述的聚酰胺為大豆油二聚酸（中國林科院林產化工研究所南京科技開發(fā)總公 司）與三乙烯四胺經(jīng)酰胺化合成的二聚酸聚酰胺固化劑，胺值為218±20mg?g、具體可 以參考"席爾莉.二聚酸聚酰胺固化劑的制備、固化性能及固化動力學的研究[D].南京工 業(yè)大學，2013".
[0044] 所述的聚硫改性固化劑為硫脲與多元胺的脫氨聚合反應，再經(jīng)脫氨除臭處理，胺 值為ASOiSOmg^g1。具體方法可以參考"王鈞，段華軍，徐任信.硫脲改性胺環(huán)氧樹脂 固化劑的合成及性能研究[J].熱固性樹脂，2007,第6期：15-18. "
[0045] 所述的多元胺為乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、己二胺、甲基環(huán)戊 二胺、甲基環(huán)己二胺、甲基己二胺等的一種或多種。
[0046] 實施例1
[0047] 步驟一，將無規(guī)羧基丁腈橡膠（上海紐唯絲化工有限公司）置于反應瓶中，按1: 3的質量比加入環(huán)氧樹脂128,加入卞基三乙基氯化銨催化劑，升溫至130°C，反應至酸值降 至2mg?g1以下，降溫至40°C，過濾，得到黃色粘稠液體為改性可撓性環(huán)氧樹脂。將改性可 撓性環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂128按質量比1:0. 3置于反應釜中，攪拌均勻，即得A組份；
[0048] 步驟二，將硫脲與二乙烯三胺攪拌按1 :1. 2的摩爾比混合均勻，升溫至110°C，攪 拌反應2h，再降溫至50°C并恒溫反應lh，冷卻至室溫后，加入聚酰胺固化劑、可剝離因子及 無機填料，攪拌均勻，即得B組份；
[0049] 步驟三，將A組份與B組份按質量比100:100進行復配得到可剝離的單晶硅切片 結構膠。
[0050] 實施例2
[0051] 步驟一，將無規(guī)羧基丁腈橡膠置于反應瓶中，按1 :3的質量比加入環(huán)氧樹脂128， 加入三苯基膦催化劑，升溫至130°C，反應至酸值降至2mg?g1以下，降溫至40°C，過濾，得