CN105985852A - 一种新型金刚石砂线切割液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型金刚石砂线切割液，按照质量份数，包括以下组分：去离子水1-50份；聚醚30-90份；增稠剂0.1-1.0份；沉降剂0.1-1.0份；分散剂0.1-1.0份；消泡剂0.1-1.0份。采用本发明所述的金刚石砂线切割液，可以有效抑制氢气产生，润滑作用明显，易于清洗，成本低，性能稳定，COD值十分低，对环境友好，可以直接排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型金刚石砂线切割液。
背景技术
在各种超硬脆性材料(单晶硅、多晶硅、锗、砷化镓、石英、氮化铟镓、宝石、非金属材料等)的切割工艺中。传统切割工艺使用的是砂浆悬浮液，由悬浮液以及碳化硅组成。钢线的高速运动促使悬浮液携带着带有棱角的碳化硅颗粒以不断滚动的方式进入切割区，由于钢线上加有一定的张力，使碳化硅磨料一般只沿钢线运动的方向逐渐对工件进行一次次切削，使工件沿细钢线的缝隙被切成一个个薄片，但此种切割效率较低。
如CN 102285011A所述，金刚石砂线切割工艺是一种新型的切割工艺，利用砂线外层镀有的金刚石与硅片摩擦来进行切割，切割液就不再需要悬浮碳化硅颗粒，也不再需要具备较高的粘度。与传统的砂浆切割液相比，必须具备以下几个特点：1、金刚石砂线产生的摩擦力远比传统砂浆悬浮液要高，切割时产生瞬间高温也高，切屑硅粉由于粒度太细，比表面积大大增加，使得其反应所需的活化能大大降低，此时极易与切割液中的水分反应释放出氢气，切割液中必须加入氢气抑制剂来抑制和消除切割过程中氢气的释放，从而避免安全隐患的产生。2、优良的润滑性能，保证硅片表面在金刚石砂线的摩擦下不产生云哚式的切痕，不断线。3、具有优良的用离心分离而进行的磨粒和切割液的再生利用性能。4、对切屑有良好的分散性。
现有的金刚石砂线切割液如CN201210045299所述由于使用浓度较高(切割时候使用浓度为30％)，排放的污水COD值比较高，现在已经逐步被淘汰。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的不足，提供了一种新型金刚石砂线切割液，可以完全解决上述技术问题。
解决上述技术问题的技术方案如下：
一种新型金刚石砂线切割液，按照质量份数，包括以下组分：
进一步地，所述的聚醚由起始剂与环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)或环氧丁烷(BO)中任一种经加聚反应制得，所述的起始剂为含活性氢基团的化合物，包括丙二醇、乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、蔗糖、二乙胺、二乙烯三胺。
进一步地，所述的聚醚分子量为800～4000。
所述的增稠剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、淀粉、明胶、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、琼脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸的任一种或几种的混合物。
所述的沉降剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙、聚丙烯酰胺的加碱水解物、丙烯酰胺的共聚物中的任一种或几种的混合物。
所述的分散剂为乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇丁醚、十三醇、异丙醇、乙醚、乙二醇、乙醇中的任一种或几种的混合物。
所述的消泡剂为有机硅氧烷。
一种制备新型金刚石砂线切割液的方法，包括以下步骤：
(1)按照上述的重量份称取聚醚；
(2)按照上述的重量份称取去离子水，将步骤(1)称取的聚醚倒入其中，搅拌溶解后，即配制成基础溶液；
(3)按照上述的重量份称取增稠剂、沉降剂、分散剂和消泡剂，依次加入步骤(2)所得的基础溶液中，充分搅拌待全部溶解后静置30min，即得新型金刚石砂线切割液。
本发明提供了一种新型金刚石砂线切割硬脆性材料的切割液及其制备方法。采用本发明所述的金刚石砂线切割液，可以有效抑制氢气产生，润滑作用明显，易于清洗，成本低，性能稳定，COD值十分低，对环境友好，可以直接排放。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
一种新型金刚石砂线切割液，其制备方法包括以下步骤：
(1)称取90重量份聚醚；所述的聚醚由丙二醇、乙二醇与环氧乙烷经加聚反应制得；
(2)称取1份去离子水，将聚醚倒入水中，搅拌溶解后，即配制成基础溶液；
(3)称取0.1重量份羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、淀粉、明胶、瓜尔胶的混合物、0.1重量份聚丙烯酸、聚丙烯酸钠的混合物、0.1重量份乙二醇单丁醚和0.1重量份有机硅氧烷，依次加入步骤(2)所得的基础溶液中，充分搅拌待全部溶解后静置30min，即得新型金刚石砂线切割液。
实施例2：
一种新型金刚石砂线切割液，其制备方法包括以下步骤：
(1)称取30重量份聚醚；所述的聚醚由甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇与环氧丙烷(PO)经加聚反应制得；
(2)称取10份去离子水，将聚醚倒入水中，搅拌溶解后，即配制成基础溶液；
(3)称取0.5重量份甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠的混合物、0.5重量份聚丙烯酸钙、聚丙烯酰胺的加碱水解物、丙烯酰胺的共聚物的混合物、1重量份乙二醇单丁醚、十三醇、异丙醇、乙醚、乙二醇、乙醇和1重量份有机硅氧烷，依次加入步骤(2)所得的基础溶液中，充分搅拌待全部溶解后静置30min，即得新型金刚石砂线切割液。
实施例3：
一种新型金刚石砂线切割液，其制备方法包括以下步骤：
(1)称取50重量份聚醚；所述的聚醚由甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、蔗糖与环氧丁烷(BO)经加聚反应制得；
(2)称取50份去离子水，将聚醚倒入水中，搅拌溶解后，即配制成基础溶液；
(3)称取0.3重量份甲壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、琼脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸的混合物、0.6重量份丙烯酰胺、0.8重量份乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇丁醚、十三醇、异丙醇、乙醚、乙二醇、乙醇的混合物和0.6重量份有机硅氧烷，依次加入步骤(2)所得的基础溶液中，充分搅拌待全部溶解后静置30min，即得新型金刚石砂线切割液。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新型金刚石砂线切割液，其特征在于，按照质量份数，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的一种新型金刚石砂线切割液，其特征在于，所述的聚醚由起始剂与环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷中任一种经加聚反应制得，所述的起始剂为丙二醇、乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、蔗糖、二乙胺、二乙烯三胺。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型金刚石砂线切割液，其特征在于，所述的聚醚分子量为800～4000。
4.根据权利要求1所述的一种新型金刚石砂线切割液，其特征在于，所述的增稠剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、淀粉、明胶、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、琼脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸的任一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种新型金刚石砂线切割液，其特征在于，所述的沉降剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙以及聚丙烯酰胺的加碱水解物、丙烯酰胺的共聚物中的任一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种新型金刚石砂线切割液，其特征在于，所述的分散剂为乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇丁醚、十三醇、异丙醇、乙醚、乙二醇、乙醇中的任一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种新型金刚石砂线切割液，其特征在于，所述的消泡剂为有机硅氧烷。
8.一种制备如权利要求1所述的新型金刚石砂线切割液的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照权利要求1所述的重量份称取聚醚；
(2)按照权利要求1所述的重量份称取去离子水，将步骤(1)称取的聚醚倒入其中，搅拌溶解后，即配制成基础溶液；
(3)按照权利要求1所述的重量份称取增稠剂、沉降剂、分散剂和消泡剂，依次加入步骤(2)所得的基础溶液中，充分搅拌待全部溶解后静置30min，即得新型金刚石砂线切割液。
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