防止氣泡產生的樹脂金剛線制備方法與流程

本發明涉及樹脂金剛線生產技術領域，具體涉及一種防止氣泡產生的樹脂金剛線制備方法。

背景技術：

樹脂金剛線主要用于光伏、IT行業所必須的硅片的切割，樹脂金剛石線鋸的應用對硅片企業意義重大。樹脂金剛線切割硅片具有以下優點：切縫窄、鋸口損失小、鋸絲磨損小、切片質量好、切割效率高，可以加工更加難以加工的硬脆材料，避免了游離磨料中漿液的污染等。因此，樹脂金剛線切割必將在下一代線鋸材料中占據了重要位置。樹脂金剛線在生產的過程中，需要用樹脂作為粘結劑將高硬度的金剛石固結在金屬芯線表面，利用金屬芯線帶動金剛石以一定的速度快速的對硅片進行切割。現有技術在制備樹脂金剛線的過程中，樹脂混合液預固化時往往會產生較多的小氣泡，從而造成樹脂金剛線的切割力下降，使用壽命降低，影響產品質量和推廣應用。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種能夠防止樹脂金剛線氣泡產生、提高樹脂粘結強度的樹脂金剛線的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

設計一種防止氣泡產生的樹脂金剛線制備方法，包括下列步驟：

（1）配制樹脂混合液：先將熱塑性樹脂溶解于有機溶劑中，再添加無機填料、熱固性樹脂和金剛石磨料，最后添加消泡劑，經高速攪拌10～30分鐘，最后得到樹脂混合液；

所述熱塑性樹脂和熱固性樹脂的重量比為7:3～5:5；

所述有機溶劑的添加量為所述熱塑性樹脂質量的0.5～2倍；

所述無機填料的添加量為所述熱塑性樹脂和熱固性樹脂總質量的10%～35%；

所述金剛石磨料的添加量為所述熱塑性樹脂和熱固性樹脂總質量的30%～60%；

所述消泡劑為聚丙烯酰胺、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一種，添加量為熱塑性樹脂和熱固性樹脂總質量的0.02～2％；

（2）制線和預固化：將步驟（1）所得的樹脂混合液通過制線設備均勻涂覆在清洗后的金屬芯線表面，然后在固化爐中進行快速加熱高溫預固化；

（3）二次固化：將步驟（2）預固化后的金剛石線置于恒溫爐內加熱，使金屬芯線表面的樹脂混合液固化完全，即得到樹脂金剛線成品。

優選的，所述熱固性樹脂為2508型樹脂熱固性樹脂，所述熱塑性樹脂為2891A型熱塑性樹脂。

優選的，所述有機溶劑為乙二醇和正丁醇的混合物；其中，所述乙二醇和正丁醇的質量比為8:2～6:4。

優選的，所述無機填料為納米纖維、氧化鉻、碳化硅、氧化硅、氧化鈦中的兩種或兩種以上的混合物。

優選的，所述金剛石磨料的粒度為5～20微米。

優選的，所述步驟（2）中固化爐的加熱溫度為400～700℃，固化時間為1～5秒鐘。

優選的，所述步驟（3）中加熱是從室溫開始經過不同溫度段恒溫控制，最高的固化溫度為180℃～260℃，然后隨爐自然冷卻到50℃以下；加熱時間為12～28小時。

本發明的有益效果在于：

1．熱塑性樹脂中通常含有12wt％左右的六次甲基四胺微小顆粒，在樹脂高溫快速預固化時被分解，會導致芯線表面的樹脂層中產生微小氣泡（參見圖1、圖2），本發明通過加入混合的有機溶劑，實現了在溶解熱固性樹脂、熱塑性樹脂的同時，對其中的六次甲基四胺充分溶解，從而避免了微小氣泡的產生。加入的消泡劑，能夠消除糊狀樹脂混合液在快速攪拌和循環過程中產生的微小氣泡，從而進一步避免了樹脂金剛線上的樹脂層產生微小氣泡。

2.本發明提供的制備樹脂金剛線的方法及工藝，能夠防止樹脂金剛線生產過程中，芯線表面樹脂層內氣泡的產生，使金剛石磨料在芯線上粘結的更加牢固，提高了樹脂的粘結強度；本發明中的方法操作性強，可提高樹脂金剛線的切割能力，非常適用于工業化推廣應用。

附圖說明

圖1是采用現有技術制作樹脂金剛線時，樹脂層中產生微小氣泡的樹脂金剛線300倍掃描電鏡圖之一；

圖2是采用現有技術制作樹脂金剛線時，樹脂層中產生微小氣泡的樹脂金剛線300倍掃描電鏡圖之二；

圖1、圖2中的A為氣泡；

圖3是本發明實施例中制備的樹脂金剛線的300倍掃描電鏡圖之一。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例來說明本發明的具體實施方式，但以下實施例只是用來詳細說明本發明，并不以任何方式限制本發明的范圍。在以下實施例中所涉及的儀器設備如無特別說明，均為常規儀器設備；所涉及的工業原料如無特別說明，均為市售常規工業原料。

實施例：按照下列步驟制備無氣泡產生的樹脂金剛線：

（1）先將有機溶劑乙二醇、正丁醇按照質量比例為8:2配制混合，總量為熱塑性樹脂重量的1.5倍。2891A型熱塑性樹脂和2508型熱固性樹脂按質量比1.5：1的比例，分別溶于混合的有機溶劑中。加入質量比為2:1的碳化硅、氧化硅混合物作為填料，其添加量為熱塑性樹脂和熱固性樹脂總質量的25%。加入粒度為10微米的金剛石磨料，其添加量為熱塑性樹脂和熱固性樹脂總質量的50%。加入聚丙烯酰胺作為消泡劑，其添加量為熱塑性樹脂和熱固性樹脂總質量的0.2％。高速攪拌15分鐘，最后得到糊狀金剛石樹脂混合液。

（2）再使用制線設備將清洗后的線徑為100微米的金屬芯線表面均勻涂覆金剛石樹脂混合液，并在溫度為500℃的固化爐中加熱預固化1.5秒鐘。

（3）再將步驟（2）預固化后的金剛石線置于恒溫爐內，從室溫開始經過不同溫度段恒溫控制，最高的固化溫度為200℃，然后隨爐自然冷卻到50℃以下，加熱時間為15小時。使金剛石線的樹脂液固化完全，即為樹脂金剛線成品。

（4）對成品進行檢測，檢驗是否符合企業技術標準：

1）線徑:樹脂金剛線表觀橫截面外徑長度，單位：微米。用線徑測定儀測線徑，標準規定線徑均值117～127um/10處，實測制線線經均值為123.6um/10處，符合技術標準。

2）用×300倍電子掃描顯微鏡觀測樹脂金剛線的表面質量，隨機拍照5張，標準規定：氣泡數量每張照片不得超過1個；實測均無任何氣泡，符合技術標準，參見圖3。

3）破斷張力：樹脂金剛線在外力作用下斷裂時所受到的外力大小，單位：牛頓。用小型拉伸試驗機進行測試。標準規定：抗拉強度均值≥29.5N/5根；實測為30～30.5N，均值為30.2N，符合技術標準。

4）摩擦量：樹脂金剛線在專用切割機上做切割銅條測試時，直至磨斷的實際切割銅條的深度，單位：微米。每次取樣5個進行測試，以此來判斷樹脂金剛線的切割性能。標準規定：最小值≥2500um；實測為均值6120um，遠高于技術標準。

利用上述方法制備的樹脂金剛線無氣泡產生，金剛石在金屬芯線上粘結牢固，提高了樹脂的粘結強度，增強了樹脂金剛線的切割能力。其掃描電鏡照片如圖3所示。

上面結合附圖和實施例對本發明作了詳細的說明，但是，所屬技術領域的技術人員能夠理解，在不脫離本發明宗旨的前提下，還可以對上述實施例中的各個具體參數進行變更，形成多個具體的實施例，均為本發明的常見變化范圍，在此不再一一詳述。