CN105617719A - 一种泡沫抑制剂及其应用 - Google Patents

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张小飞
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/02—Foam dispersion or prevention
    • B01D19/04—Foam dispersion or prevention by addition of chemical substances
    • B01D19/0404—Foam dispersion or prevention by addition of chemical substances characterised by the nature of the chemical substance
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Abstract

本发明属于消泡剂制备领域，特别涉及一种适用于金刚线水性切割液中的消泡剂组合物。泡沫抑制剂组分包括硅油乳液、柠檬酸三钠、去离子水，还包括多元醇。本发明的泡沫抑制剂可以在水中很好地分散，改善了传统有机硅消泡剂在使用过程中产生硅垢的问题；适用于硅材料切割液体系时，发挥了其稳定、高效的泡沫抑制功能，保障了硅片切割的质量。

Description

一种泡沫抑制剂及其应用
技术领域
本发明属于消泡剂制备领域，特别涉及一种适用于金刚线水性切割液中的消泡剂组合物。
背景技术
随着全球太阳能和微电子行业的飞速发展，对硅片的需求快速增长。切片是硅片加工的一道重要工序，目前，采用金刚石砂线于切割液中对硅片进行切割是一种比较流行的硅材料加工工艺。
由于切割操作在切割液体系中进行，而切割液中的各组分会或多或少的使体系产生泡沫，泡沫对切割危害很大，如造成硅片产生线痕等等，故需要加入消泡剂来尽可能避免这一现象。二甲基硅油是一种常用的消泡材料，但是由于硅油在水体中是不溶的，因此在加入到切割液之前需要实现对其进行乳化，乳化剂(即表面活性剂)一方面能够保证切割液体系的均匀稳定，同时也可以改善切割后后续晶片的清洗性能。
但是，一方面由于硅油的低表面张力和高粘度，导致较难乳化，因此硅油即使被乳化后也不是十分稳定，使用过程中易产生硅垢；另一方面，由于硅片被切割时切割液体系本身受到力的作用，并且切割过程放出大量的热，这些外因也会影响硅油乳液的稳定性，甚至导致破乳、凝聚等现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：硅油乳液，特别是在其应用于硅片切割液中的泡沫抑制剂的时候，其稳定性不理想。
为解决这一技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种泡沫抑制剂，其组分包括硅油乳液、柠檬酸三钠、去离子水，
作为优选，其组分中还包括共聚多元醇；
具体而言，上述泡沫抑制剂按重量份数计算，包括以下各组分：
其中，硅油乳液所采用的乳化剂为平平加、AEO、Span、TX-10中的一种或几种的组合，
申请人发现，向泡沫抑制剂体系中加入一定量的柠檬酸三钠后，柠檬三酸钠分子结构中的多个亲水基团倾向于向硅油乳胶颗粒外的亲水基团聚拢，从而对乳胶颗粒形成一定的包围效应，相当于构成了一层保护层，一定程度上阻碍了乳胶颗粒外层的乳化剂的脱离，因此本发明的方案相当于是对硅油进行了乳化剂、柠檬酸三钠的双重包裹，促进了乳化稳定效应，避免了硅垢、破乳以及油相的凝聚；
多元醇为乙二醇、二乙二醇、低分子量聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、低分子量聚丙二醇、甘油、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇中的一种或几种的组合，
一旦硅油乳液出现了微量的破乳，体系中的多元醇还能够抑制由破乳所引起的油相的凝聚。
上述泡沫抑制剂的制备工艺简单：在去离子水中加入各组分，并搅拌均匀即可。
本发明还提供了一种上述泡沫抑制剂的应用，具体为该泡沫抑制剂在金刚线水性切割液中的应用。
本发明的有益效果在于：本发明的泡沫抑制剂可以在水中很好地分散，改善了传统有机硅消泡剂在使用过程中产生硅垢的问题；而且综合了硅油、柠檬酸三钠、多元醇组分的各自优势，集消泡、抑泡、并泡、脱气于一身，适用于硅材料切割液体系时，发挥了其稳定、高效的泡沫抑制功能，保障了硅片切割的质量。
具体实施方式
实施例1
一种泡沫抑制剂按重量份数计算，包括以下各组分：
硅油乳液28份
柠檬酸三钠10份
去离子水72份，
其中，硅油乳液所采用的乳化剂为平平加O-20，
将各组分加入到去离子水中，搅拌均匀即可。
实施例2
一种泡沫抑制剂按重量份数计算，包括以下各组分：
硅油乳液35份
柠檬酸三钠12份
去离子水80份，
其中，硅油乳液所采用的乳化剂为Span-80，
将各组分加入到去离子水中，搅拌均匀即可。
实施例3
一种泡沫抑制剂按重量份数计算，包括以下各组分：
其中，硅油乳液所采用的乳化剂为AEO-3，
将各组分加入到去离子水中，搅拌均匀即可。
对比实施例1
与实施例1相比，不加入柠檬酸三钠，其余各组分及制备工艺与实施例1相同。
对比实施例2
与实施例3相比，不加入柠檬酸三钠，其余各组分及制备工艺与实施例3相同。
对上述各实施例、对比例中所制备的泡沫抑制剂的稳定性和分散性进行检测：
泡沫抑制剂稳定性的检测方式：
离心试管中加入泡沫抑制剂样品，放入高速离心机中，以3000r/min的速度离心30min，根据出油率来评定稳定性等级：不出油，稳定性评分为10，评分标准具体请见表1：
表1
泡沫抑制剂的检测方法参照农乳测定方法，分为五级评价，优劣顺序为：一级>二级>三级>四级>五级。
上述各实施例、对比例中所制备的泡沫抑制剂的稳定性和分散性的检测结果如表2所示：
表2
实施例1 实施例2 实施例3 对比实施例1 对比实施例2
稳定性 9 8 10 4 6
分散性 一级 一级 一级 三级 二级
将上述各实施例、对比例中所制备的泡沫抑制剂用于金刚线水性切割液中，切割液按重量份数计算为如下组分：
并将上述配置成的切割液用去离子水稀释300倍后，对同样规格的硅棒进行金刚石砂线切割、清洗(工艺相同)，所得硅片产品的表面质量如表3所示：
表3

Claims (8)

1.一种泡沫抑制剂，其特征在于：所述的泡沫抑制剂，其组分包括硅油乳液、柠檬酸三钠、去离子水。
2.如权利要求1所述的泡沫抑制剂，其特征在于：所述的泡沫抑制剂的组分还包括多元醇。
3.如权利要求1所述的泡沫抑制剂，其特征在于：所述的泡沫抑制剂按重量份数计算，包括以下各组分，
硅油乳液25～40份
柠檬酸三钠8～15份
去离子水60～80份。
4.如权利要求2所述的泡沫抑制剂，其特征在于：所述的泡沫抑制剂按重量份数计算，包括以下各组分，
5.如权利要求1或2所述的泡沫抑制剂，其特征在于：所述的硅油乳液所采用的乳化剂为平平加、AEO、Span、TX-10中的一种或几种的组合。
6.如权利要求2所述的泡沫抑制剂，其特征在于：所述的多元醇为乙二醇、二乙二醇、低分子量聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、低分子量聚丙二醇、甘油、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇中的一种或几种的组合。
7.如权利要求1或2所述的泡沫抑制剂的应用，其特征在于：所述的应用具体为该泡沫抑制剂在金刚线水性切割液中的应用。
8.如权利要求7所述的泡沫抑制剂的应用，其特征在于：所述的金刚线水性切割液按重量份数计算为如下组分，
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