CN108949296A - 单晶硅切割表面活性剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种单晶硅切割表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：表面活性剂50～60重量份；辅助表面活性剂6～8重量份；水溶性聚合物2～4重量份；稳定剂3～5重量份；油酸乙二醇酯5～7重量份。本发明通过对乳化剂配方进行优化，表面活性剂具有优良的分散性能，并具有优异的清洗性能和硬水耐受性能。

Description

单晶硅切割表面活性剂
技术领域
本发明涉及一种表面活性剂技术领域，特别是涉及一种单晶硅切割表面活性剂。
背景技术
随着光伏产业的迅猛发展，对其上游硅晶片的尺寸及表面精度都提出了更高的要求。大尺寸、高精度的单/ 多晶硅片已成为太阳能硅片材料的发展趋势。另一方面，随着竞争日益激烈，在保证硅片产品质量的同时，提高线切割的成品率，是增强企业市场竞争力的有效手段。
目前国产的单晶硅切割表面活性剂，存在磨料分散性差、硅片不易清洗、硬水耐受性差等问题，严重影响了企业的生产效率和经济效益年活动。因此，开发一种高磨料分散性、易清洗的表面活性剂具有重要的社会意义和经济价值。
发明内容
针对上述不足之处，本发明的目的在于开发一款单晶硅切割表面活性剂，通过对表面活性剂配方进行优化，达到稳定性和易清洗的目的。
本发明的技术方案概述如下：
一种单晶硅切割表面活性剂，其中，主要包括以下重量份的材料：
表面活性剂 50～60重量份；
辅助表面活性剂 6～8重量份；
水溶性聚合物 2～4重量份；
稳定剂 3～5重量份；
油酸乙二醇酯 5～7重量份。
优选的是，所述的单晶硅切割表面活性剂，其中，所述表面活性剂包括20～30wt%蓖麻油聚氧乙烯醚、40～50wt%烯丙基聚乙二醇和20～30wt%椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
优选的是，所述的单晶硅切割表面活性剂，其中，所述稳定剂包括40～50wt%葡萄糖酸钠和50～60wt%二硫代氨基甲酸钼。
优选的是，所述的单晶硅切割表面活性剂，其中，所述水溶性聚合物为30～40wt%海藻酸钠和60～70wt%羧丙基纤维素。
优选的是，所述的单晶硅切割表面活性剂，其中，所述辅助表面活性剂为全氟烷基乙基丙烯酸酯。
优选的是，所述的单晶硅切割表面活性剂，其中，还包括2～4重量份的聚乙二醇。
优选的是，所述的单晶硅切割表面活性剂，其中，所述聚乙二醇为聚乙二醇1000。
优选的是，所述的单晶硅切割表面活性剂，其中，所述聚乙二醇1000的数均分子量为900～1100g/mol。
优选的是，所述的单晶硅切割表面活性剂，其中，还包括0.5～1重量份的乙二胺四乙酸四钠。
优选的是，所述的单晶硅切割表面活性剂，其中，还包括0.5～1重量份的双胍三辛烷基苯磺酸盐。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过对乳化剂配方进行优化，表面活性剂具有优良的分散性能，并具有优异的清洗性能和硬水耐受性能。
（2）本发明以蓖麻油聚氧乙烯醚、烯丙基聚乙二醇和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺协同作为表面活性剂，使得润滑性能达到最佳；葡萄糖酸钠和二硫代氨基甲酸钼协同作为稳定剂，改善表面活性剂的乳液高温和低温稳定性能；海藻酸钠和羧丙基纤维素协同达到分散作用，全氟烷基乙基丙烯酸酯达到减阻作用，可以降低切割液与硅片的摩擦系数，具有优良的减摩抗磨性能；通过加入聚乙二醇改善表面活性剂的抗硬水性能；乙二胺四乙酸四钠加入表面活性剂中，能使单晶硅切割液具有优良的去除金属离子的性能，尤其可以去除钢丝磨削过程中产生的铁离子；双胍三辛烷基苯磺酸盐起到一定的抗菌和抑菌效果，延长表面活性剂的保存时间。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本案提出一种单晶硅切割表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
表面活性剂 50～60重量份；
辅助表面活性剂 6～8重量份；
水溶性聚合物 2～4重量份；
稳定剂 3～5重量份；
油酸乙二醇酯 5～7重量份。
油酸乙二醇酯可改善表面活性剂与切削液中的其他组分的相容性能。
作为本案又一实施例，其中，表面活性剂包括20～30wt%蓖麻油聚氧乙烯醚、40～50wt%烯丙基聚乙二醇和20～30wt%椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。表面活性剂具有润滑作用，能极大地降低切割液的表面张力，同时能够将切屑和磨料粉末托起，使表面活性剂分子取而代之吸附于硅片表面，并能阻止切屑和切粒粉末再沉积，从而有利于后工序硅片清洗。蓖麻油聚氧乙烯醚、烯丙基聚乙二醇和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺通过协同作用，使得润滑性能达到最佳。
作为本案又一实施例，其中，稳定剂包括40～50wt%葡萄糖酸钠和50～60wt%二硫代氨基甲酸钼。葡萄糖酸钠和二硫代氨基甲酸钼协同作为稳定剂，改善表面活性剂的乳液高温和低温稳定性能。
作为本案又一实施例，其中，水溶性聚合物为30～40wt%海藻酸钠和60～70wt%羧丙基纤维素。通过加入水溶性聚合物达到分散作用，海藻酸钠和羧丙基纤维素都含有亲水基团和一定数量的疏水基团，因而都具有一定的表面活性，可以在一定程度上降低水的表面张力，水溶性高分子可以起到保护胶体的作用，即通过水溶性高分子的亲水性，使水一胶体复合体吸附在胶体颗粒上形成外壳，让其屏蔽起来免受电解质所引起的絮凝作用，使分散体系保持稳定。
作为本案又一实施例，其中，辅助表面活性剂为全氟烷基乙基丙烯酸酯。全氟烷基乙基丙烯酸酯达到减阻作用，可以降低切割液与硅片的摩擦系数，具有优良的减摩抗磨性能。
作为本案又一实施例，其中，还包括2～4重量份的聚乙二醇。切削液的抗硬水性，指的是在硬水中切削液的适应性，通过加入聚乙二醇改善表面活性剂的抗硬水性能。
作为本案又一实施例，其中，聚乙二醇为聚乙二醇1000。聚乙二醇1000的氧乙烯基个数不同,其耐硬水特性也不尽相同,在20～25氧乙烯基数范围内,耐硬水性能最佳，也即为PEG1000。
作为本案又一实施例，其中，聚乙二醇1000的数均分子量为900～1100g/mol。聚乙二醇1000的数均分子量会影响与表面活性剂的相容性，进而影响其抗硬水性能，故聚乙二醇1000的数均分子量也应被限制。
作为本案又一实施例，其中，还包括0.5～1重量份的乙二胺四乙酸四钠。乙二胺四乙酸四钠加入表面活性剂中，能使单晶硅切割液具有优良的去除金属离子的性能，尤其可以去除钢丝磨削过程中产生的铁离子。
作为本案又一实施例，其中，还包括0.5～1重量份的双胍三辛烷基苯磺酸盐。双胍三辛烷基苯磺酸盐添加到表面活性剂中起到杀菌作用，可以抑制切割液本身微生物和菌藻类滋生繁衍，起到一定的抗菌和抑菌效果，延长多单晶硅切割液表面活性剂的保存时间。
下面列出一些具体的实施例：
实施例1：
一种单晶硅切割表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
蓖麻油聚氧乙烯醚 10重量份；
烯丙基聚乙二醇 25重量份；
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 15重量份；
全氟烷基乙基丙烯酸酯 6重量份；
葡萄糖酸钠 1.2重量份；
二硫代氨基甲酸钼 1.8重量份；
油酸乙二醇酯 5重量份；
海藻酸钠 0.6重量份；
羧丙基纤维素 1.4重量份；
聚乙二醇1000 2重量份；
乙二胺四乙酸四钠 0.5重量份；
双胍三辛烷基苯磺酸盐 0.5重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900～1100g/mol。
实施例2：
一种单晶硅切割表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
蓖麻油聚氧乙烯醚 13.75重量份；
烯丙基聚乙二醇 24.75重量份；
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 16.5重量份；
全氟烷基乙基丙烯酸酯 7重量份；
海藻酸钠 1.05重量份；
羧丙基纤维素 1.95重量份；
葡萄糖酸钠 1.8重量份；
二硫代氨基甲酸钼 2.2重量份；
油酸乙二醇酯 6重量份；
聚乙二醇1000 3重量份；
乙二胺四乙酸四钠 0.7重量份；
双胍三辛烷基苯磺酸盐 0.8重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900～1100g/mol。
实施例3：
一种单晶硅切割表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
蓖麻油聚氧乙烯醚 18重量份；
烯丙基聚乙二醇 30重量份；
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 12重量份。
全氟烷基乙基丙烯酸酯 8重量份；
油酸乙二醇酯 7重量份；
葡萄糖酸钠 2.5重量份；
二硫代氨基甲酸钼 2.5重量份；
海藻酸钠 1.6重量份；
羧丙基纤维素 2.4重量份；
聚乙二醇1000 4重量份；
乙二胺四乙酸四钠 1重量份；
双胍三辛烷基苯磺酸盐 1重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900～1100g/mol。
对比例1：
一种单晶硅切割表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
蓖麻油聚氧乙烯醚 10重量份；
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 15重量份；
全氟烷基乙基丙烯酸酯 6重量份；
葡萄糖酸钠 1.2重量份；
二硫代氨基甲酸钼 1.8重量份；
油酸乙二醇酯 5重量份；
海藻酸钠 0.6重量份；
羧丙基纤维素 1.4重量份；
聚乙二醇1000 2重量份；
乙二胺四乙酸四钠 0.5重量份；
双胍三辛烷基苯磺酸盐 0.5重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900～1100g/mol。
对比例2：
一种单晶硅切割表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
蓖麻油聚氧乙烯醚 10重量份；
烯丙基聚乙二醇 25重量份；
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 15重量份；
全氟烷基乙基丙烯酸酯 6重量份；
二硫代氨基甲酸钼 1.8重量份；
油酸乙二醇酯 5重量份；
海藻酸钠 0.6重量份；
羧丙基纤维素 1.4重量份；
聚乙二醇1000 2重量份；
乙二胺四乙酸四钠 0.5重量份；
双胍三辛烷基苯磺酸盐 0.5重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900～1100g/mol。
对比例3：
一种单晶硅切割表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
蓖麻油聚氧乙烯醚 13.75重量份；
烯丙基聚乙二醇 24.75重量份；
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 16.5重量份；
全氟烷基乙基丙烯酸酯 7重量份；
羧丙基纤维素 1.95重量份；
葡萄糖酸钠 1.8重量份；
二硫代氨基甲酸钼 2.2重量份；
油酸乙二醇酯 6重量份；
聚乙二醇1000 3重量份；
乙二胺四乙酸四钠 0.7重量份；
双胍三辛烷基苯磺酸盐 0.8重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900～1100g/mol。
对比例4：
一种单晶硅切割表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
蓖麻油聚氧乙烯醚 13.75重量份；
烯丙基聚乙二醇 24.75重量份；
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 16.5重量份；
海藻酸钠 1.05重量份；
羧丙基纤维素 1.95重量份；
葡萄糖酸钠 1.8重量份；
二硫代氨基甲酸钼 2.2重量份；
油酸乙二醇酯 6重量份；
聚乙二醇1000 3重量份；
乙二胺四乙酸四钠 0.7重量份；
双胍三辛烷基苯磺酸盐 0.8重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900～1100g/mol。
对比例5：
一种单晶硅切割表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
蓖麻油聚氧乙烯醚 18重量份；
烯丙基聚乙二醇 30重量份；
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 12重量份。
全氟烷基乙基丙烯酸酯 8重量份；
油酸乙二醇酯 7重量份；
葡萄糖酸钠 2.5重量份；
二硫代氨基甲酸钼 2.5重量份；
海藻酸钠 1.6重量份；
羧丙基纤维素 2.4重量份；
乙二胺四乙酸四钠 1重量份；
双胍三辛烷基苯磺酸盐 1重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900～1100g/mol。
对比例6：
一种单晶硅切割表面活性剂，主要包括以下重量份的材料：
蓖麻油聚氧乙烯醚 18重量份；
烯丙基聚乙二醇 30重量份；
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 12重量份。
全氟烷基乙基丙烯酸酯 8重量份；
油酸乙二醇酯 7重量份；
葡萄糖酸钠 2.5重量份；
二硫代氨基甲酸钼 2.5重量份；
海藻酸钠 1.6重量份；
羧丙基纤维素 2.4重量份；
聚乙二醇1000 4重量份；
乙二胺四乙酸四钠 1重量份；
聚乙二醇1000的数均分子量为900～1100g/mol。
下表是实施例1～3和对比例1～6的性能测试结果：
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5 对比例6
表面张力（mN/m，25℃） 45.7 41.2 36.7 61.2 43.7 52.9 56.4 40.9 39.1
5～15%乳液稳定性 合格 合格 合格 合格 不合格 合格 合格 合格 合格
菌落数（个/平板） 10 6 2 9 12 12 14 11 83
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种单晶硅切割表面活性剂，其特征在于，主要包括以下重量份的材料：
表面活性剂 50～60重量份；
辅助表面活性剂 6～8重量份；
水溶性聚合物 2～4重量份；
稳定剂 3～5重量份；
油酸乙二醇酯 5～7重量份。
2.根据权利要求1所述的单晶硅切割表面活性剂，其特征在于，所述表面活性剂包括20～30wt%蓖麻油聚氧乙烯醚、40～50wt%烯丙基聚乙二醇和20～30wt%椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
3.根据权利要求1所述的单晶硅切割表面活性剂，其特征在于，所述稳定剂包括40～50wt%葡萄糖酸钠和50～60wt%二硫代氨基甲酸钼。
4.根据权利要求1所述的单晶硅切割表面活性剂，其特征在于，所述水溶性聚合物包括30～40wt%海藻酸钠和60～70wt%羧丙基纤维素。
5.根据权利要求1所述的单晶硅切割表面活性剂，其特征在于，所述辅助表面活性剂为全氟烷基乙基丙烯酸酯。
6.根据权利要求1所述的单晶硅切割表面活性剂，其特征在于，还包括2～4重量份的聚乙二醇。
7.根据权利要求6所述的单晶硅切割表面活性剂，其特征在于，所述聚乙二醇为聚乙二醇1000。
8.根据权利要求7所述的单晶硅切割表面活性剂，其特征在于，所述聚乙二醇1000的数均分子量为900～1100g/mol。
9.根据权利要求1所述的单晶硅切割表面活性剂，其特征在于，还包括0.5～1重量份的乙二胺四乙酸四钠。
10.根据权利要求1所述的单晶硅切割表面活性剂，其特征在于，还包括0.5～1重量份的双胍三辛烷基苯磺酸盐。
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