CN108034486B - 一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液，按重量百分比包括以下组分：高沸点醇防冻剂40‑50％，多功能泡沫抑制剂5‑10％，非离子清洗润滑剂30‑40％，高分子表面活性剂2‑6％，润湿渗透剂1‑3％，余量为水。本发明的高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液，具有优异的润滑、清洗以及冷却的性能，自身具有优异的消泡性，有效的改善了在线切割过程中存在的泡沫多，切割效率低的问题；且本发明制备的高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液为油性体系，使用过程中加纯水稀释使用，有效降低了COD的排放量，满足了环保要求。

Description

一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液
技术领域
本发明涉及精细化工领域，具体涉及一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液。
背景技术
近年来，随着集成电路(IC)和光伏发电(PV)产业的发展，硅片的使用量剧增。据统计全球约80％的太阳电池和90％以上的集成电路都要使用硅片。在硅片制造流程中，切料、截段、切方等环节对材料的损耗较低，唯独切片的损耗较大，约占总成本的30％。
同时，切片是造成应力、崩边、损伤等问题最主要的工序，切片质量和效率直接影响到后续的腐蚀、抛光等工序，甚至影响太阳电池的转化效率，进而影响整个制造过程。多线切割以其高效率、高质量、低损耗等巨大优势而成为目前300mm及以上硅切片最常用方法之一，而切割液是影响硅片切割的质量和效率的关键因素之一。现有的研究表明，具有润滑渗透良好、磨粒分散均匀、pH值适当等特性的切割液能够有效降低硅片表面损伤应力、减小损伤层和提高加工精度和质量。因此随着IC及PV产业的进一步发展，也对切片的质量和效率提出更高的技术要求。
发明内容
为了解决线切割加工过程中存在的不足并逐渐满足更高的切割技术要求，本发明提供一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液，具有优异的润滑作用，可有效防止切割过程中硅片发生脆性崩裂或者划痕产生，可以有效提高线切割加工过程中的切割效率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是，一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液，按重量百分比包括以下组分：高沸点醇防冻剂40-50％，多功能泡沫抑制剂5-10％，非离子清洗润滑剂30-40％，高分子表面活性剂2-6％，润湿渗透剂1-3％，余量为水。
其中，所述高沸点醇防冻剂为乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丙三醇、二丙二醇、三丙二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、2-乙基己醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇丁醚中的至少一种。
其中，所述的多功能泡沫抑制剂为2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇(TMDD)、1，4-丁炔二醇(BOZ)、2，5-二甲基-3-己炔-二醇、2-甲基-3-丁炔-二醇、3，5-二甲基-1-乙炔-3-醇、5-辛炔-3-醇、5-己烯-2-炔基-1-醇中的至少一种。
其中，所述的非离子清洗润滑剂为聚乙二醇、聚醚中的至少一种。
其中，所述聚乙二醇选自PEG400、PEG600、PEG800，聚醚选自巴斯夫聚醚PE3100、PE3500、PE4200、PE4300、PE6100、PE6200、PE6400、PE6800、RPE1740、RPE1720、RPE2520、RPE3110；国产聚醚L31、L35、L42、L43、L44、L61、L62、L64、L65、L68；陶氏聚醚EPML-483。
其中，所述的高分子表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮PVP-K15、聚乙烯吡咯烷酮PVP-30、聚乙烯吡咯烷酮PVP-60、聚乙烯醇PVA中的至少一种。
其中，所述的润湿渗透剂为美国空气化工Surfynol 420、Surfynol 440、Surfynol465、Surfynol 485、Surfynol 2502、Surfynol 61、Surfynol FS-85、Surfynol 104E、Surfynol 104BC、Surfynol 104A、Surfynol 104DPM、Surfynol 104H、Surfynol 104PG-50、Surfynol 104PA、Surfynol 104S、Surfynol SE-F中的至少一种。
优选的，所述高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液按重量百分比包括以下组分：高沸点醇防冻剂47％，多功能泡沫抑制剂8％，非离子清洗润滑剂35％，高分子表面活性剂3％，润湿渗透剂3％，余量为水。
优选的，所述高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液按重量百分比包括以下组分：高沸点醇防冻剂47％，多功能泡沫抑制剂10％，非离子清洗润滑剂35％，高分子表面活性剂2％，润湿渗透剂2％，余量为水。
本发明还提供一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液的制备方法，包括以下步骤：
1)准备以下配比的原料：高沸点醇防冻剂40-50％，多功能泡沫抑制剂5-10％，非离子清洗润滑剂30-40％，高分子表面活性剂2-6％，润湿渗透剂1-3％，余量为水；
2)将高分子表面活性剂加入到水中，在不断搅拌的条件下完全溶解在水中；
3)将高沸点醇防冻剂、多功能泡沫抑制剂、非离子清洗润滑剂、润湿渗透剂加入到上述溶液中，搅拌均匀，即得高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液。
由上述方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1)具有优异的润滑作用，可有效防止切割过程中硅片发生脆性崩裂或者划痕产生，降低硅片的表面粗糙度和表面翘曲度，使得所加工硅片的总厚度偏差降到最低。
2)清洗效果好，并具有优异的自消泡性，不需再单独添加消泡剂，克服了在切割过程中泡沫多、影响效率的难题。
3)环境污染低，纯水稀释后使用，COD排放量低，很大程度上降低了污水的处理难度，符合环保要求。
本发明采用具有优异润滑性的表面活性剂与具有泡沫抑制作用的多功能表面活性剂的复配技术，多种添加剂的复配，有效增加了切割过程中的润滑性，提高了切割效率，同时具有优异的自消泡性与易清洗的优点，满足了随着IC以及PV产业的发展，对切割切片的质量和效率提出的技术要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所限定的范围。
一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液，按重量百分比包括以下组分：高沸点醇防冻剂40-50％，多功能泡沫抑制剂5-10％，非离子清洗润滑剂30-40％，高分子表面活性剂2-6％，润湿渗透剂1-3％，余量为水。
其中，所述高沸点醇防冻剂为乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丙三醇、二丙二醇、三丙二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、2-乙基己醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇丁醚中的至少一种。
其中，所述的多功能泡沫抑制剂为2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇(TMDD)、1，4-丁炔二醇(BOZ)、2，5-二甲基-3-己炔-二醇、2-甲基-3-丁炔-二醇、3，5-二甲基-1-乙炔-3-醇、5-辛炔-3-醇、5-己烯-2-炔基-1-醇中的至少一种。
其中，所述的非离子清洗润滑剂为聚乙二醇、聚醚中的至少一种。
其中，所述聚乙二醇选自PEG400、PEG600、PEG800，聚醚选自巴斯夫聚醚PE3100、PE3500、PE4200、PE4300、PE6100、PE6200、PE6400、PE6800、RPE1740、RPE1720、RPE2520、RPE3110；国产聚醚L31、L35、L42、L43、L44、L61、L62、L64、L65、L68；陶氏聚醚EPML-483。
其中，所述的高分子表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮PVP-K15、聚乙烯吡咯烷酮PVP-30、聚乙烯吡咯烷酮PVP-60、聚乙烯醇PVA中的至少一种。
其中，所述的润湿渗透剂为美国空气化工Surfynol 420、Surfynol 440、Surfynol465、Surfynol 485、Surfynol 2502、Surfynol 61、Surfynol FS-85、Surfynol 104E、Surfynol 104BC、Surfynol 104A、Surfynol 104DPM、Surfynol 104H、Surfynol 104PG-50、Surfynol 104PA、Surfynol 104S、Surfynol SE-F中的至少一种。
实施例1
一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液，由以下原料配制而成(每100克)：
乙二醇12g、二丙二醇10g、2-甲基-2，4-戊二醇25g、2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇8g、巴斯夫聚醚PE6400 20g、聚醚RPE1740 10g、聚乙二醇PEG4005g、聚乙烯吡咯烷酮PVP-K303g、美国空气化工Surfynol 104H 3g，余量水。
一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液的配制方法，包括以下步骤：
1)将3g聚乙烯吡咯烷酮PVP-K30加入到水中，在不断搅拌的条件下完全溶解在水中；
2)将12g乙二醇、10g二丙二醇、25g 2-甲基-2，4-戊二醇、8g 2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇、20g巴斯夫聚醚PE6400、10g聚醚RPE1740、5g聚乙二醇PEG400、3g美国空气化工Surfynol 104H加入到上述溶液中，搅拌均匀，即得高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液。
按照此发明配制后的切削液原液是粘稠的液体，加水稀释后使用。
实施例2
一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液，由以下原料配制而成(每100克)：
丙二醇12g、丙三醇15g、2-甲基-2，4-戊二醇20g、2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇10g、巴斯夫聚醚PE3500 20g、聚醚EPML-483 15g、聚乙烯吡咯烷酮PVP-K60 1g、聚乙烯醇PVA 1g、美国空气化工Surfynol 465 2g，余量水。
一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液的配制方法，包括以下步骤：
1)将1g聚乙烯吡咯烷酮PVP-K60、1g聚乙烯醇PVA加入到水中，在不断搅拌的条件下完全溶解在水中；
2)将12g丙二醇、15个丙三醇、20g 2-甲基-2，4-戊二醇、10g 2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇、20g巴斯夫聚醚PE3500、15g聚醚EPML-483、2g美国空气化工Surfynol 465加入到上述溶液中，搅拌均匀，即得高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液。
实施例3
一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液，由以下原料配制而成(每100克)：
2-乙基己醇15g、二乙二醇单丁醚15g、2-甲基-2，4-戊二醇15g、2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇8g、巴斯夫聚醚RPE1720 17g、聚醚PE6400 20g、聚乙烯吡咯烷酮PVP-K303g、美国空气化工Surfynol 104A 3g，余量水。
一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液的配制方法，包括以下步骤：
1)将3g聚乙烯吡咯烷酮PVP-K30加入到水中，在不断搅拌的条件下完全溶解在水中；
2)将15g 2-乙基己醇、15g二乙二醇单丁醚、15g 2-甲基-2，4-戊二醇、8g 2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇、17g巴斯夫聚醚RPE1740、20g聚醚PE6400、3g美国空气化工Surfynol 104A加入到上述溶液中，搅拌均匀，即得高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液。
实施例4
一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液，由以下原料配制而成(每100克)：
乙二醇10g、丙二醇8g、2-甲基-2，4-戊二醇30g、2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇7g、聚醚EPML-48335g、聚乙烯吡咯烷酮PVP-K302g、美国空气化工Surfynol 4653g，余量水。
一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液的配制方法，包括以下步骤：
1)将2g聚乙烯吡咯烷酮PVP-K30加入到水中，在不断搅拌的条件下完全溶解在水中；
2)将10g乙二醇、8g丙二醇、30g 2-甲基-2，4-戊二醇、7g 2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇、35g聚醚EPML-483、3g美国空气化工Surfynol 465加入到上述溶液中，搅拌均匀，即得高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液。
本发明制备的高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液具有优异的润滑作用，可有效防止切割过程中硅片发生脆性崩裂或者划痕产生；清洗效果好，并具有优异的自消泡性，环境污染低，纯水稀释后使用，COD排放量低，很大程度上降低了污水的处理难度，满足了随着IC以及PV产业的发展，对切割切片的质量和效率提出的技术要求。
以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液，其特征在于，所述高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液按重量百分比包括以下组分：高沸点醇防冻剂40-50%，多功能泡沫抑制剂5-10%，非离子清洗润滑剂30-40%，高分子表面活性剂2-6%，润湿渗透剂1-3%，余量为水；
所述高沸点醇防冻剂为乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丙三醇、二丙二醇、三丙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基己醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇丁醚中的至少一种；
所述的多功能泡沫抑制剂为2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、1,4-丁炔二醇、2,5-二甲基-3-己炔-二醇、2-甲基-3-丁炔-二醇、3,5-二甲基-1-乙炔-3-醇、5-辛炔-3-醇、5-己烯-2-炔基-1-醇中的至少一种；
所述的非离子清洗润滑剂为聚乙二醇、聚醚中的至少一种；
所述聚乙二醇选自PEG400、PEG600、PEG800，聚醚选自巴斯夫聚醚PE3100、PE3500、PE4200、PE4300、PE6100、PE6200、PE6400、PE6800、RPE1740、RPE1720、RPE2520、RPE3110；国产聚醚L31、L35、L42、L43、L44、L61、L62、L64、L65、L68；陶氏聚醚EPML-483；
所述的高分子表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮PVP-K15、聚乙烯吡咯烷酮PVP-K30、聚乙烯吡咯烷酮PVP-K60、聚乙烯醇PVA中的至少一种；
所述的润湿渗透剂为美国空气化工Surfynol 420、Surfynol 440、Surfynol 465、Surfynol 485、Surfynol 2502、Surfynol 61、Surfynol FS-85、Surfynol 104E、Surfynol104BC、Surfynol 104A、Surfynol 104DPM、Surfynol 104H、Surfynol 104PG-50、Surfynol104PA、Surfynol 104S、Surfynol SE-F中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液，其特征在于，所述高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液按重量百分比包括以下组分：高沸点醇防冻剂47%，多功能泡沫抑制剂8%，非离子清洗润滑剂35%，高分子表面活性剂3%，润湿渗透剂3%，余量为水。
3.根据权利要求1所述的高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液，其特征在于，所述高润滑自消泡易清洗环保油性线切割液按重量百分比包括以下组分：高沸点醇防冻剂47%，多功能泡沫抑制剂10%，非离子清洗润滑剂35%，高分子表面活性剂2%，润湿渗透剂2%，余量为水。
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