CN105273823B - 一种多线硅片切割水溶性切削液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及切削液技术领域，具体地说是一种多线硅片切割水溶性切削液及其制备方法，该多线硅片切割水溶性切削液的各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：30‑40％渗透剂、7‑15％的表面活性剂、10‑15％的润滑剂、20‑30％分散剂和余量的水组成，该多线硅片切割水溶性切削液的制备方法包括如下步骤：在水中，依次加入渗透剂、表面活性剂、润滑剂、分散剂后，进行搅拌混合均匀，即得多线硅片切割水溶性切削液；本发明同现有技术相比，不仅具有良好的侵润性和排屑能力，能够满足整个切割过程对切割液的质量要求和技术标准，且保证了杰出的润滑性和冷却性能，在被清洗性、分散性、再生利用性等方面也都具有优越性能。
Description
[技术领域]
本发明涉及切削液技术领域，具体地说是一种多线硅片切割水溶性切削液及其制备方法。
[背景技术]
硅片切割的三大耗材(切割液、碳化硅及钢线)中起到最重要切割作用的就是碳化硅刃料，而切割液的作用不容忽视，其主要作用是帮助切割砂粘附在运动的钢线上，使得钢线上的切割砂与硅块磨削，最终将硅料切割成一片片的硅片。
随着太阳能、半导体行业的发展，随着300mm和更大直径的单晶、多晶硅铸锭的出现，以及市场上对更薄硅片需求量的增大，高效率地切割大直径、薄硅片的多线切割倍受欢迎，而切割液作为多线线锯工作的主要易耗品也更多地引起业内人士的广泛关注，因此，促进了切割液产业的形成，这将对新能源的开发和利用起着非常重要的作用。近年来，通过硅片的薄型化降低成本技术竞争非常激烈，2004年的多晶硅厚度是300μm，2020年将会减少一半至150μm。加工产生的碳化硅微粉将会更加细腻和数量庞大，因此，切割液需要具备更加优异的被清洗性、再生利用性能和优异的分散性。
[发明内容]
本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种多线硅片切割水溶性切削液及其制备方法，该切削液具有良好的侵润性和排屑能力，能够满足整个切割过程对切割液的质量要求和技术标准，且保证了杰出的润滑性和冷却性能。
为实现上述目的设计一种多线硅片切割水溶性切削液，各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
其中，渗透剂为聚乙二醇、十六碳醇、十八碳醇、二甘醇中任意两种或以上混合物；表面活性剂为琥珀酸酯钠盐、乙二醇单丁醚、二乙二醇乙醚或二乙二醇丁醚；润滑剂为聚氧乙烯3醚、聚氧乙烯9醚、聚氧乙烯12醚或脂肪醇EO/PO聚醚；分散剂为聚乙烯月桂酸酯、丙烯酸聚乙二醇共聚物、油酸聚氧乙烯酯、聚乙二醇双硬脂酸酯或椰子油酸聚氧乙烯酯。
作为优选，设计一种多线硅片切割水溶性切削液，各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
其中，渗透剂为聚乙二醇和十六碳醇的混合物；表面活性剂为琥珀酸酯钠盐；润滑剂为聚氧乙烯3醚；分散剂为聚乙烯月桂酸酯。
作为优选，设计一种多线硅片切割水溶性切削液，各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
其中，渗透剂为十八碳醇和二甘醇的混合物；表面活性剂为乙二醇单丁醚；润滑剂为聚氧乙烯9醚；分散剂为丙烯酸聚乙二醇共聚物。
作为优选，设计一种多线硅片切割水溶性切削液，各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
其中，渗透剂为聚乙二醇和二甘醇混合物；表面活性剂为二乙二醇乙醚；润滑剂为脂肪醇EO/PO聚醚；分散剂为聚乙二醇双硬脂酸酯。
上述的多线硅片切割水溶性切削液的制备方法，包括如下步骤：在水中，依次加入渗透剂、表面活性剂、润滑剂、分散剂后，进行搅拌混合均匀，即得多线硅片切割水溶性切削液。
本发明同现有技术相比，具有如下优点：
(1)由于采用双醇混合体系，以及由于双醇具有适宜的粘度、良好的流动性和热传导性，从而对碳化硅微粉具有良好的分散稳定性和悬浮作用，使得切割液具有良好的侵润性和排屑能力，因此能够满足整个切割过程对切割液的质量要求和技术标准；而且，其双醇体系保证了在使用中粘度不易增加，吸湿引起的增粘幅度不大的特性；
(2)由于添加了表面活性剂琥珀酸酯钠盐、乙二醇单丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚，以及润滑剂聚氧乙烯3醚、聚氧乙烯9醚、聚氧乙烯12醚、脂肪醇EO/PO聚醚，从而保证了杰出的润滑性和冷却性能，能够有效地散发热量，降低切割应力；
(3)由于添加了分散剂聚乙烯月桂酸酯、丙烯酸聚乙二醇共聚物、油酸聚氧乙烯酯、聚乙二醇双硬脂酸酯、椰子油酸聚氧乙烯酯，从而能够使碳化硅颗粒在与切割液混合时分布更均匀，因此在分散性方面也都具有优越性能。
[具体实施方式]
本发明提供了一种多线硅片切割水溶性切削液，各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
其中，渗透剂为聚乙二醇、十六碳醇、十八碳醇、二甘醇中任意两种或以上混合物；表面活性剂为琥珀酸酯钠盐、乙二醇单丁醚、二乙二醇乙醚或二乙二醇丁醚；润滑剂为聚氧乙烯3醚、聚氧乙烯9醚、聚氧乙烯12醚或脂肪醇EO/PO聚醚；分散剂为聚乙烯月桂酸酯、丙烯酸聚乙二醇共聚物、油酸聚氧乙烯酯、聚乙二醇双硬脂酸酯或椰子油酸聚氧乙烯酯。
该多硅片切割水溶性切削液的制备方法，包括如下步骤：在水中，依次加入渗透剂、表面活性剂、润滑剂、分散剂后，进行搅拌混合均匀，即得多线硅片切割水溶性切削液。
下面具体实施例对本发明作以下进一步说明：
实施例1
一种多线硅片切割水溶性切削液，其中各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
其中，渗透剂为聚乙二醇和十六碳醇的混合物；表面活性剂为琥珀酸酯钠盐；润滑剂为聚氧乙烯3醚；分散剂为聚乙烯月桂酸酯。
实施例2
一种多线硅片切割水溶性切削液，其中各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
其中，渗透剂为十八碳醇和二甘醇的混合物；表面活性剂为乙二醇单丁醚；润滑剂为聚氧乙烯9醚；分散剂为丙烯酸聚乙二醇共聚物。
实施例3
一种多线硅片切割水溶性切削液，其中各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
其中，渗透剂为聚乙二醇和二甘醇混合物；表面活性剂为二乙二醇乙醚；润滑剂为脂肪醇EO/PO聚醚；分散剂为聚乙二醇双硬脂酸酯。
实施例4
一种多线硅片切割水溶性切削液，其中各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
其中，渗透剂为聚乙二醇和二甘醇混合物；表面活性剂为二乙二醇丁醚；润滑剂为聚氧乙烯12醚；分散剂为油酸聚氧乙烯酯或椰子油酸聚氧乙烯酯。
本发明中，各原料选自如下厂商：
渗透剂：聚乙二醇、十六碳醇、十八碳醇、二甘醇为上海科莱恩化工有限公司生产；
表面活性剂：琥珀酸酯钠盐、乙二醇单丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚为沙索(中国)化学有限公司生产；
润滑剂：聚氧乙烯3醚、聚氧乙烯9醚、聚氧乙烯12醚、脂肪醇EO/PO聚醚为上海振威化工有限公司生产；
分散剂：聚乙烯月桂酸酯、丙烯酸聚乙二醇共聚物、油酸聚氧乙烯酯、聚乙二醇双硬脂酸酯、椰子油酸聚氧乙烯酯为上海宏泽化工有限公司生产。
本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种多线硅片切割水溶性切削液，其特征在于，各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
所述渗透剂为聚乙二醇、十六碳醇、十八碳醇、二甘醇中任意两种或以上混合物；
所述表面活性剂为琥珀酸酯钠盐、乙二醇单丁醚、二乙二醇乙醚或二乙二醇丁醚；
所述润滑剂为聚氧乙烯3醚、聚氧乙烯9醚、聚氧乙烯12醚或脂肪醇EO/PO聚醚；
所述分散剂为聚乙烯月桂酸酯、丙烯酸聚乙二醇共聚物或椰子油酸聚氧乙烯酯。
2.如权利要求1所述的多线硅片切割水溶性切削液，其特征在于，各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
所述渗透剂为聚乙二醇和十六碳醇的混合物；
所述表面活性剂为琥珀酸酯钠盐；
所述润滑剂为聚氧乙烯3醚；
所述分散剂为聚乙烯月桂酸酯。
3.如权利要求1所述的多线硅片切割水溶性切削液，其特征在于，各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
所述渗透剂为十八碳醇和二甘醇的混合物；
所述表面活性剂为乙二醇单丁醚；
所述润滑剂为聚氧乙烯9醚；
所述分散剂为丙烯酸聚乙二醇共聚物。
4.如权利要求1所述的多线硅片切割水溶性切削液，其特征在于，各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
所述渗透剂为聚乙二醇和二甘醇混合物；
所述表面活性剂为二乙二醇乙醚；
所述润滑剂为脂肪醇EO/PO聚醚；
所述分散剂为聚乙二醇双硬脂酸酯。
5.一种如权利要求1至4中任一项所述的多线硅片切割水溶性切削液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在水中，依次加入渗透剂、表面活性剂、润滑剂、分散剂后，进行搅拌混合均匀，即得多线硅片切割水溶性切削液。
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