CN107739653B - 一种石墨烯冷却液 - Google Patents

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Abstract

一种石墨烯冷却液，其制备组分至少包括：乙二醇、纤维素醚、醇胺、改性石墨烯、防锈剂、抑菌剂、消泡剂、稳定剂、螯合剂、去离子水。

Description

一种石墨烯冷却液
技术领域
本发明涉及晶硅加工领域，具体涉及一种石墨烯冷却液。
背景技术
太阳能作为一种新能源和可再生的能源，具有取之不尽、清洁无污染等优良的特性。对于太阳能资源的开发和利用，能够既保护自然环境、减少污染之外，还能够促进经济的产业升级和提高人民的生活水准。太阳能光伏发电通过电池片在太阳光照射下的电子迁移的效应把太阳能转变为电能。因此，光伏太阳能发电具有广阔的发展前景和实际使用价值。
光伏硅晶片切割是制备光伏电池片工艺中的关键步骤。该工艺步骤的处理对象是切方工序加工完成的单晶硅锭或多晶硅锭。具体方法就是先把硅晶方块粘连在相关的装置上，再通过特定的设备把硅晶方块切成很薄的硅片。
现在主要采用两种方式进行切割：砂浆切割和金刚线切割。金刚线切割相比砂浆切割效率更高，成本更低，污染更小，质量更高的特点。在使用金刚线时，需要在线上喷洒冷却液，一方面降低金刚线的温度，另一方面可以润滑金刚线。因此对金刚线的冷却及润滑性能提出了更高的要求。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的第一方面提供一种石墨烯冷却液，其制备组分至少包括：乙二醇、纤维素醚、醇胺、改性石墨烯、防锈剂、抑菌剂、消泡剂、稳定剂、螯合剂、去离子水。
在一些实施方式中，以重量份计，其制备组分至少包括：乙二醇50-70份、纤维素醚8-12份、醇胺4-8份、改性石墨烯0.5-2份、防锈剂1-3份、抑菌剂1-3份、消泡剂2-4份、稳定剂8-12份、螯合剂2-6份、去离子水30-50份。
在一些实施方式中，所述纤维素醚选自甲基纤维素醚、羟甲基纤维素醚、乙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚中的至少一种。
在一些实施方式中，所述醇胺为烷基醇胺。
在一些实施方式中，所述螯合剂选自乙二胺四乙酸及其盐、氨基三乙酸及其盐、二亚乙基三胺五乙酸及其盐、羟乙基乙二胺三乙酸及其盐、二羟乙基甘氨酸中的至少一种。
在一些实施方式中，所述抑菌剂选自咪唑烷基脲、双咪唑烷基脲、异噻唑啉酮、对羟基苯甲酸酯、苯甲酸及其盐、山梨酸及其盐、季铵盐-15、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯中的至少一种。
在一些实施方式中，所述防锈剂选自三乙醇胺硼酸酯、钼酸钠、石油磺酸钡中的至少一种。
在一些实施方式中，所述消泡剂选自聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
在一些实施方式中，所述稳定剂选自油酸三乙醇胺、聚乙烯吡咯烷酮、共聚维酮、聚甲基丙烯酸铵中的至少一种。
本发明的第二方面提供一种如上所述的石墨烯冷却液在单晶硅、多晶硅、硅片、石英、氮化铟镓、砷化镓、锗加工的应用。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
对硅片加工过程中，如何提高硅片的表面质量和减少切割过程中的损耗是目前多线切割最为关键的两个方面，这两个方面主要由切割过程中的切割钢线的横向振动和损伤层厚度来决定。切割钢线的横向振动与切割钢线的预紧力的大小和切割钢线的水平有关，而损伤层的厚与导轮的槽距有十分密切的关系。此外，提高切割钢线的加工能力、提高切片机的加工效率，都是硅片切割所急需要解决的关键之处。
在金刚线和硅片接触的过程中，在接触表面会产生摩擦、阻力和热量，从而改变运动表面的物理化学性质和结构，产生物质的损失，当在这两个相对运动的表面使用合适的冷却液，能起到提高运动效率，降低阻力和摩擦热，减少摩擦损耗的作用。
本发明的第一方面提供一种石墨烯冷却液，其制备组分至少包括：乙二醇、纤维素醚、醇胺、改性石墨烯、防锈剂、抑菌剂、消泡剂、稳定剂、螯合剂、去离子水。
在一些实施方式中，以重量份计，其制备组分至少包括：乙二醇50-70份、纤维素醚8-12份、醇胺4-8份、改性石墨烯0.5-2份、防锈剂1-3份、抑菌剂1-3份、消泡剂2-4份、稳定剂8-12份、螯合剂2-6份、去离子水30-50份。
纤维素醚由纤维素制成的具有醚结构的高分子化合物。纤维素大分子中每个葡萄糖基环含有三个羟基，第六碳原子上的伯羟基、第二、三个碳原子上的仲羟基，羟基中的氢被烃基取代而生成纤维素醚类衍生物。是纤维素高分子中羟基的氢被烃基取代的生成物。纤维素是一种既不溶解也不熔融的多羟基高分子化合物。纤维素经醚化后则能溶于水、稀碱溶液和有机溶剂，并具有热塑性。
在一些实施方式中，所述纤维素醚选自甲基纤维素醚、羟甲基纤维素醚、乙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚中的至少一种。
在一些实施方式中，所述改性石墨烯通过氨基硅烷和巯基硅烷改性，所述氨基硅烷为3-氨基丙基三甲基硅烷，所述巯基硅烷为3-巯丙基三甲基硅烷，3-氨基丙基三甲基硅烷与3-巯丙基三甲基硅烷的重量比为3：1。
在一些实施方式中，所述改性石墨烯的制备方法为：于4℃下将10g石墨烯加入到100mL 98wt％的硫酸中，搅拌1.5h，逐渐回复到室温，然后加入1g五氧化二磷和0.05g过硫酸钾，继续搅拌2h，然后加热至55℃，继续搅拌24h，然后冷却到室温，加入100mL蒸馏水，然后加入10mL双氧水，搅拌5h，过滤，收集固体，真空干燥，得到氧化石墨烯，取8g氧化石墨烯分散到50mL四氢呋喃中，再加入1.5g 3-氨基丙基三甲基硅烷与0.5g 3-巯丙基三甲基硅烷，加热回流12h，冷却后，过滤，收集固体，真空干燥5h，即得改性石墨烯。
在一些实施方式中，所述醇胺为烷基醇胺。
作为本发明中醇胺的具体实例，包括但不限于三乙醇胺、二乙醇胺、二丁醇胺、N-丁基二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-叔丁基乙醇胺、环己基二乙醇胺、N,N-二丁基乙醇胺、N-月桂基二乙醇胺、N-叔丁基二乙醇胺、N-甲基二异丙醇胺、N-异丁基二乙醇胺、N,N-二异丙基乙醇胺、N,N-二乙基异丙醇胺、N-(正丙基)二乙醇胺、N-甲基-N-乙基乙醇胺、N-(3-氨基丙基)二乙醇胺、乙基羟乙胺、二异丙醇胺、羟乙基乙二胺、三异丙醇胺、N-甲基-2-羟基乙胺、二甲氨基异丙醇。
在一些实施方式中，所述螯合剂选自乙二胺四乙酸及其盐、氨基三乙酸及其盐、二亚乙基三胺五乙酸及其盐、羟乙基乙二胺三乙酸及其盐、二羟乙基甘氨酸中的至少一种。
作为本发明中螯合剂的具体实例，包括但不限于乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、氨基三乙酸、氨基三乙酸一钠、氨基三乙酸二钠、氨基三乙酸三钠、二亚乙基三胺五乙酸、二亚乙基三胺五乙酸一钠、二亚乙基三胺五乙酸二钠、二亚乙基三胺五乙酸三钠、二亚乙基三胺五乙酸四钠、二亚乙基三胺五乙酸五钠、羟乙基乙二胺三乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸一钠、羟乙基乙二胺三乙酸二钠、羟乙基乙二胺三乙酸三钠、二羟乙基甘氨酸。
在一些实施方式中，所述抑菌剂选自咪唑烷基脲、双咪唑烷基脲、异噻唑啉酮、对羟基苯甲酸酯、苯甲酸及其盐、山梨酸及其盐、季铵盐-15、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯中的至少一种。
所述对羟基苯甲酸酯选自对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯中的一种或多种。苯甲酸盐的具体实例包括但不限于苯甲酸钠、苯甲酸钾、苯甲酸铵。山梨酸盐的具体实例包括但不限于山梨酸钠、山梨酸钾、山梨酸铵。
在一些实施方式中，所述防锈剂选自三乙醇胺硼酸酯、钼酸钠、石油磺酸钡中的至少一种。
三乙醇胺硼酸酯广泛应用于机械、冶金、石油化工等行业中。在切削液、轧制油、乳化油、防锈剂中，具有良好的防锈性能。
在一些实施方式中，所述消泡剂选自聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
在一些实施方式中，所述稳定剂选自油酸三乙醇胺、聚乙烯吡咯烷酮、共聚维酮、聚甲基丙烯酸铵中的至少一种。
在一些优选的实施方式中，所述共聚维酮中乙酸乙烯酯单元与聚乙烯吡咯烷酮单元的摩尔比为3：7。
石墨烯在二维平面具有较好的导热性，但是发明人发现，直接添加石墨烯于冷却液中，并不能提高其冷却性能。可能是因为石墨烯的导热性能是通过平面内离域电子实现的，而在三维方向上的传递存在困难。石墨烯冷却液的导热性能受到和硅片以及金刚线接触面的影响，在接触部分存在着热边界阻抗。本发明提供的改性石墨烯中，采用了3-氨基丙基三甲基硅烷与3-巯丙基三甲基硅烷共同改性，氨基具有孤对电子，是良好的电子给体，巯基中的硫具有较大的原子半径，在金刚线的切割过程中更容易被极化，了3-氨基丙基三甲基硅烷与3-巯丙基三甲基硅烷对石墨烯进行改性后，提高了石墨烯的热耦合作用，降低了界面接触电阻，进而导致冷却液的冷却效果提高。稳定剂中采用的共聚维酮能够让改性石墨烯在冷却液中稳定存在，共聚维酮中的酮和酯单元能够和氨基之间产生氢键，增强结合力，进一步提高石墨烯冷却液的润滑性能。
本发明的第二方面提供一种如上所述的石墨烯冷却液在单晶硅、多晶硅、硅片、石英、氮化铟镓、砷化镓、锗加工的应用。
本发明的第三方面提供一种如上所述的石墨烯冷却液的制备方法，在室温下将各组分混合，搅拌30min，即得。
下面结合具体实施例进一步阐述本发明。
实施例1
石墨烯冷却液，以重量份计，其制备组分包括：乙二醇60份、甲基纤维素醚4份、羟乙基纤维素醚6份、N,N-二丁基乙醇胺4份、N-甲基二异丙醇胺2份、改性石墨烯1.5份、三乙醇胺硼酸酯1份、石油磺酸钡0.5份、双咪唑烷基脲2份、聚二甲基硅氧烷3份、共聚维酮10份、乙二胺四乙酸四钠1份、二亚乙基三胺五乙酸2份、去离子水40份。
所述共聚维酮中乙酸乙烯酯单元与聚乙烯吡咯烷酮单元的摩尔比为3：7。
所述改性石墨烯的制备方法为：于4℃下将10g石墨烯加入到100mL 98wt％的硫酸中，搅拌1.5h，逐渐回复到室温，然后加入1g五氧化二磷和0.05g过硫酸钾，继续搅拌2h，然后加热至55℃，继续搅拌24h，然后冷却到室温，加入100mL蒸馏水，然后加入10mL双氧水，搅拌5h，过滤，收集固体，真空干燥，得到氧化石墨烯，取8g氧化石墨烯分散到50mL四氢呋喃中，再加入1.5g 3-氨基丙基三甲基硅烷与0.5g 3-巯丙基三甲基硅烷，加热回流12h，冷却后，过滤，收集固体，真空干燥5h，即得改性石墨烯。
实施例2
石墨烯冷却液，以重量份计，其制备组分包括：乙二醇60份、甲基纤维素醚4份、羟乙基纤维素醚6份、N,N-二丁基乙醇胺4份、N-甲基二异丙醇胺2份、改性石墨烯1.5份、三乙醇胺硼酸酯1份、石油磺酸钡0.5份、双咪唑烷基脲2份、聚二甲基硅氧烷3份、共聚维酮10份、乙二胺四乙酸四钠1份、二亚乙基三胺五乙酸2份、去离子水40份。
所述共聚维酮中乙酸乙烯酯单元与聚乙烯吡咯烷酮单元的摩尔比为5：5。
所述改性石墨烯的制备方法为：于4℃下将10g石墨烯加入到100mL 98wt％的硫酸中，搅拌1.5h，逐渐回复到室温，然后加入1g五氧化二磷和0.05g过硫酸钾，继续搅拌2h，然后加热至55℃，继续搅拌24h，然后冷却到室温，加入100mL蒸馏水，然后加入10mL双氧水，搅拌5h，过滤，收集固体，真空干燥，得到氧化石墨烯，取8g氧化石墨烯分散到50mL四氢呋喃中，再加入1.5g 3-氨基丙基三甲基硅烷与0.5g 3-巯丙基三甲基硅烷，加热回流12h，冷却后，过滤，收集固体，真空干燥5h，即得改性石墨烯。
实施例3
石墨烯冷却液，以重量份计，其制备组分包括：乙二醇60份、甲基纤维素醚4份、羟乙基纤维素醚6份、N,N-二丁基乙醇胺4份、N-甲基二异丙醇胺2份、改性石墨烯1.5份、三乙醇胺硼酸酯1份、石油磺酸钡0.5份、双咪唑烷基脲2份、聚二甲基硅氧烷3份、聚甲基丙烯酸铵10份、乙二胺四乙酸四钠1份、二亚乙基三胺五乙酸2份、去离子水40份。
所述改性石墨烯的制备方法为：于4℃下将10g石墨烯加入到100mL 98wt％的硫酸中，搅拌1.5h，逐渐回复到室温，然后加入1g五氧化二磷和0.05g过硫酸钾，继续搅拌2h，然后加热至55℃，继续搅拌24h，然后冷却到室温，加入100mL蒸馏水，然后加入10mL双氧水，搅拌5h，过滤，收集固体，真空干燥，得到氧化石墨烯，取8g氧化石墨烯分散到50mL四氢呋喃中，再加入1.5g 3-氨基丙基三甲基硅烷与0.5g 3-巯丙基三甲基硅烷，加热回流12h，冷却后，过滤，收集固体，真空干燥5h，即得改性石墨烯。
实施例4
石墨烯冷却液，以重量份计，其制备组分包括：乙二醇60份、甲基纤维素醚4份、羟乙基纤维素醚6份、N,N-二丁基乙醇胺4份、N-甲基二异丙醇胺2份、改性石墨烯1.5份、三乙醇胺硼酸酯1份、石油磺酸钡0.5份、双咪唑烷基脲2份、聚二甲基硅氧烷3份、共聚维酮10份、乙二胺四乙酸四钠1份、二亚乙基三胺五乙酸2份、去离子水40份。
所述共聚维酮中乙酸乙烯酯单元与聚乙烯吡咯烷酮单元的摩尔比为3：7。
所述改性石墨烯的制备方法为：于4℃下将10g石墨烯加入到100mL 98wt％的硫酸中，搅拌1.5h，逐渐回复到室温，然后加入1g五氧化二磷和0.05g过硫酸钾，继续搅拌2h，然后加热至55℃，继续搅拌24h，然后冷却到室温，加入100mL蒸馏水，然后加入10mL双氧水，搅拌5h，过滤，收集固体，真空干燥，得到氧化石墨烯，取8g氧化石墨烯分散到50mL四氢呋喃中，再加入1.5g 3-氨基丙基三甲基硅烷，加热回流12h，冷却后，过滤，收集固体，真空干燥5h，即得改性石墨烯。
实施例5
石墨烯冷却液，以重量份计，其制备组分包括：乙二醇60份、甲基纤维素醚4份、羟乙基纤维素醚6份、N,N-二丁基乙醇胺4份、N-甲基二异丙醇胺2份、改性石墨烯1.5份、三乙醇胺硼酸酯1份、石油磺酸钡0.5份、双咪唑烷基脲2份、聚二甲基硅氧烷3份、共聚维酮10份、乙二胺四乙酸四钠1份、二亚乙基三胺五乙酸2份、去离子水40份。
所述共聚维酮中乙酸乙烯酯单元与聚乙烯吡咯烷酮单元的摩尔比为3：7。
所述改性石墨烯的制备方法为：于4℃下将10g石墨烯加入到100mL 98wt％的硫酸中，搅拌1.5h，逐渐回复到室温，然后加入1g五氧化二磷和0.05g过硫酸钾，继续搅拌2h，然后加热至55℃，继续搅拌24h，然后冷却到室温，加入100mL蒸馏水，然后加入10mL双氧水，搅拌5h，过滤，收集固体，真空干燥，得到氧化石墨烯，取8g氧化石墨烯分散到50mL四氢呋喃中，再加入0.5g 3-巯丙基三甲基硅烷，加热回流12h，冷却后，过滤，收集固体，真空干燥5h，即得改性石墨烯。
实施例6
石墨烯冷却液，以重量份计，其制备组分包括：乙二醇60份、甲基纤维素醚4份、羟乙基纤维素醚6份、N,N-二丁基乙醇胺4份、N-甲基二异丙醇胺2份、改性石墨烯1.5份、三乙醇胺硼酸酯1份、石油磺酸钡0.5份、双咪唑烷基脲2份、聚二甲基硅氧烷3份、共聚维酮10份、乙二胺四乙酸四钠1份、二亚乙基三胺五乙酸2份、去离子水40份。
所述共聚维酮中乙酸乙烯酯单元与聚乙烯吡咯烷酮单元的摩尔比为3：7。
所述改性石墨烯的制备方法为：于4℃下将10g石墨烯加入到100mL 98wt％的硫酸中，搅拌1.5h，逐渐回复到室温，然后加入1g五氧化二磷和0.05g过硫酸钾，继续搅拌2h，然后加热至55℃，继续搅拌24h，然后冷却到室温，加入100mL蒸馏水，然后加入10mL双氧水，搅拌5h，过滤，收集固体，真空干燥，即得。
实施例7
冷却液，以重量份计，其制备组分包括：乙二醇60份、甲基纤维素醚4份、羟乙基纤维素醚6份、N,N-二丁基乙醇胺4份、N-甲基二异丙醇胺2份、三乙醇胺硼酸酯1份、石油磺酸钡0.5份、双咪唑烷基脲2份、聚二甲基硅氧烷3份、共聚维酮10份、乙二胺四乙酸四钠1份、二亚乙基三胺五乙酸2份、去离子水40份。
所述共聚维酮中乙酸乙烯酯单元与聚乙烯吡咯烷酮单元的摩尔比为3：7。
实施例8
石墨烯冷却液，以重量份计，其制备组分包括：乙二醇60份、甲基纤维素醚4份、羟乙基纤维素醚6份、N,N-二丁基乙醇胺4份、N-甲基二异丙醇胺2份、改性石墨烯1.5份、三乙醇胺硼酸酯1份、石油磺酸钡0.5份、双咪唑烷基脲2份、聚二甲基硅氧烷3份、乙二胺四乙酸四钠1份、二亚乙基三胺五乙酸2份、去离子水40份。
所述改性石墨烯的制备方法为：于4℃下将10g石墨烯加入到100mL 98wt％的硫酸中，搅拌1.5h，逐渐回复到室温，然后加入1g五氧化二磷和0.05g过硫酸钾，继续搅拌2h，然后加热至55℃，继续搅拌24h，然后冷却到室温，加入100mL蒸馏水，然后加入10mL双氧水，搅拌5h，过滤，收集固体，真空干燥，得到氧化石墨烯，取8g氧化石墨烯分散到50mL四氢呋喃中，再加入1.5g 3-氨基丙基三甲基硅烷与0.5g 3-巯丙基三甲基硅烷，加热回流12h，冷却后，过滤，收集固体，真空干燥5h，即得改性石墨烯。
实施例1-8的制备方法为在室温下将各组分混合，搅拌30min，即得。
测试方法
1.导热性能测试
采用导热系数测试仪测试实施例1-8在55℃下的导热系数。
2.润滑性能测试
通过平均磨痕直径来表征润滑性能。根据GB/T 12583-1998测定实施例1-8的平均磨痕直径。
3.稳定性测试
将实施例1-8分别于55℃密封保存15天，记录出现浑浊的时间，单位为天，如保存15天都不出现浑浊现象，则记录为“无”。
测试结果列于下表。
Figure BDA0001437123010000101
前述的实例仅是说明性的，用于解释本公开的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (8)

1.一种石墨烯冷却液，其特征在于，按重量份计，其制备组分至少包括：乙二醇 50-70份、纤维素醚 8-12 份、醇胺 4-8 份、改性石墨烯 0.5-2 份、防锈剂 1-3 份、抑菌 剂 1-3份、消泡剂 2-4 份、稳定剂 8-12 份、螯合剂 2-6 份、去离子水 30-50 份； 所述稳定剂选自油酸三乙醇胺、聚乙烯吡咯烷酮、共聚维酮、聚甲基丙烯酸铵中的至少一种；所述共聚维酮中乙酸乙烯酯单元与乙烯吡咯烷酮单元的摩尔比为 3：7；
所述改性石墨烯为3-氨基丙基三甲基硅烷与3-巯丙基三甲基硅烷共同改性石墨烯。
2.如权利要求 1 所述的石墨烯冷却液，其特征在于，所述纤维素醚选自甲基纤维素醚、羟甲基纤维素醚、乙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚中的至少一种。
3.如权利要求 1 所述的石墨烯冷却液，其特征在于，所述醇胺为烷基醇胺。
4.如权利要求 1 所述的石墨烯冷却液，其特征在于，所述螯合剂选自乙二胺四乙酸及其盐、氨基三乙酸及其盐、二亚乙基三胺五乙酸及其盐、羟乙基乙二 胺三乙酸及其盐、二羟乙基甘氨酸中的至少一种。
5.如权利要求 1 所述的石墨烯冷却液，其特征在于，所述抑菌剂选自咪唑烷基脲、双咪唑烷基脲、异噻唑啉酮、对羟基苯甲酸酯、苯甲酸及其盐、山梨酸 及其盐、季铵盐-15、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯中的至少一种。
6.如权利要求 1 所述的石墨烯冷却液，其特征在于，所述防锈剂选自三乙醇胺硼酸酯、钼酸钠、石油磺酸钡中的至少一种。
7.如权利要求 1 所述的石墨烯冷却液，其特征在于，所述消泡剂选自聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯 聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
8.一种如权利要求 1-7 中任一项权利要求所述的石墨烯冷却液在单晶硅、多晶硅、石英、氮化铟镓、砷化镓、锗加工的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109370543A (zh) * 2018-10-29 2019-02-22 赵建平 一种防腐型防冻液的制备方法
CN110724502A (zh) * 2019-11-01 2020-01-24 界首市金一龙粮食机械购销有限公司 一种防冻冷却液的防腐耐磨改性方法
CN111647390A (zh) * 2020-06-17 2020-09-11 北京龙轩行科技有限公司 一种控温冷却母液、其制备方法及其应用
CN111662689A (zh) * 2020-06-17 2020-09-15 北京龙轩行科技有限公司 控温节能环保防冻冷却液及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102351174A (zh) * 2011-08-23 2012-02-15 华南理工大学 一种可分散性硅烷功能化石墨烯的制备方法
CN103184094A (zh) * 2011-12-29 2013-07-03 辽宁奥克化学股份有限公司 一种用于金刚石线切割技术的冷却液
CN103396875A (zh) * 2013-08-02 2013-11-20 镇江荣德新能源科技有限公司 一种用于金刚石线切割设备的冷却液及其制备方法
CN103740452A (zh) * 2013-12-20 2014-04-23 开封恒锐新金刚石制品有限公司 环保型金刚线切割用冷却液及其配制方法
JP2016098279A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 国立大学法人 岡山大学 水系潤滑液組成物
CN106118843A (zh) * 2016-07-08 2016-11-16 上海应用技术学院 一种聚乙烯吡咯烷酮修饰的石墨烯来增加水基切削液润滑性和导热性的方法
CN106398849A (zh) * 2016-08-12 2017-02-15 浙江模德石化有限公司 一种金刚石切割线专用切削液及其制备方法
CN106675740A (zh) * 2016-12-15 2017-05-17 天长市润达金属防锈助剂有限公司 一种硬脆材料加工用微乳化切削液

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102351174A (zh) * 2011-08-23 2012-02-15 华南理工大学 一种可分散性硅烷功能化石墨烯的制备方法
CN103184094A (zh) * 2011-12-29 2013-07-03 辽宁奥克化学股份有限公司 一种用于金刚石线切割技术的冷却液
CN103396875A (zh) * 2013-08-02 2013-11-20 镇江荣德新能源科技有限公司 一种用于金刚石线切割设备的冷却液及其制备方法
CN103740452A (zh) * 2013-12-20 2014-04-23 开封恒锐新金刚石制品有限公司 环保型金刚线切割用冷却液及其配制方法
JP2016098279A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 国立大学法人 岡山大学 水系潤滑液組成物
CN106118843A (zh) * 2016-07-08 2016-11-16 上海应用技术学院 一种聚乙烯吡咯烷酮修饰的石墨烯来增加水基切削液润滑性和导热性的方法
CN106398849A (zh) * 2016-08-12 2017-02-15 浙江模德石化有限公司 一种金刚石切割线专用切削液及其制备方法
CN106675740A (zh) * 2016-12-15 2017-05-17 天长市润达金属防锈助剂有限公司 一种硬脆材料加工用微乳化切削液

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