專利名稱：一種硬脆性材料水基切割液及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水基切割液，尤其涉及一種硬脆性材料的(多)線切割的復(fù)配類 水基切割液及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來，隨著世界各國(guó)對(duì)太陽(yáng)能這一綠色資源的高度重視，太陽(yáng)能光伏發(fā)電行業(yè) 已經(jīng)成為全世界范圍內(nèi)共同關(guān)注的焦點(diǎn)。伴隨著多晶硅、單晶硅、鍺、砷化鎵等硬脆性材料 的多線切割技術(shù)得到迅猛發(fā)展，尤其是太陽(yáng)能行業(yè)，多晶硅材料的晶片產(chǎn)品已經(jīng)從買方市 場(chǎng)向賣方市場(chǎng)過渡轉(zhuǎn)化，晶片產(chǎn)品價(jià)格逐漸降低，致使切片廠家越來越關(guān)注成本，提高產(chǎn)品 質(zhì)量、降低過程消耗、提高成品率、提高切割廢棄物可循環(huán)再生利用能力是業(yè)界的共同要 求。多線切割技術(shù)是現(xiàn)在世界通用、有效的切割硬脆性材料的方法，設(shè)備的切割原理 基本相同，三大耗材主要包括鋼線、金剛砂及切削液，高性能切削液憑借其優(yōu)良的潤(rùn)滑、分 散、懸浮、轉(zhuǎn)移熱等性能，可以提高切割產(chǎn)品表面質(zhì)量、降低切割消耗、提高成品率。對(duì)于多線切割用切削液國(guó)內(nèi)外較早使用的產(chǎn)品主要是以礦物油為主要成份的油 性切削液，油性切削液易燃，對(duì)環(huán)境污染較大，同時(shí)清洗硅片時(shí)需要含氯的烷烴溶劑，對(duì)人 體有致癌作用，故使用越來越少；之后切削液產(chǎn)品主要是以水、少量有機(jī)物及固體填料增稠劑為主要成份的水基切 割液，此類產(chǎn)品含有大量的水劑固體填料，產(chǎn)品循環(huán)再生處理難度較大，環(huán)境污染嚴(yán)重，同 時(shí)需要添加防銹等多種不利于晶片應(yīng)用的添加劑?，F(xiàn)階段被廣泛使用的切削液為基本不含水的水溶性切削液，此類切削液主要以聚 烷氧基化合物為主要成分，輔以各種功能的添加劑，此類產(chǎn)品切割穩(wěn)定性較好，產(chǎn)品易于循 環(huán)再利用，但同時(shí)由于此類產(chǎn)品主體成分為聚烷氧基化物化合物，此結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的比熱容較 低，對(duì)于熱的分散傳導(dǎo)能力不是特別強(qiáng)，如果添加劑選擇不當(dāng)，晶片產(chǎn)品容易出現(xiàn)線痕、切 損大等問題，故切割過程對(duì)于設(shè)備循環(huán)降溫能力及切割工藝管理的要求較高。隨著太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)的飛速發(fā)展，伴隨著晶硅切片能力的迅速提高，同時(shí)切片后 的廢漿料逐漸增加，對(duì)廢漿料的再生處理已經(jīng)成為普遍的問題。由于現(xiàn)階段普遍使用的砂 及液的性質(zhì)，對(duì)于放置時(shí)間較長(zhǎng)的廢砂漿，會(huì)出現(xiàn)砂沉底且極其不容易攪拌及再次分散的 問題，那么縮短再生周期，降低處理過程工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高再生產(chǎn)品收率是對(duì)砂、液性 質(zhì)及再生處理工藝的一個(gè)共同要求。所以研究一種低成本、無污染、金屬雜質(zhì)含量低、成品合格率高、高再分散能力、易 于循環(huán)再生的用于硬脆性材料的(多)線片、方及塊切割的切削液是業(yè)內(nèi)人士研究的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無污染、金屬雜質(zhì)含量低、比熱容高的水基切割液。采用 此切削液進(jìn)行多線切割，切割過程砂漿穩(wěn)定性強(qiáng)，產(chǎn)品出片率高、成品合格率高、晶片易于清洗。采用此切削液切割后的廢砂漿防沉、再分散能力強(qiáng)，易于循環(huán)再生處理。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的提供一種硬脆性材料水基切割液，由以下重量百分比的組分組成聚烷氧基化合物70 95%抗極壓螯合劑 0 5%防沉再分散劑 0. 001 5%去離子水4 20%所述硬脆性材料水基切割液優(yōu)選由以下重量百分比的組分組成聚烷氧基化合物75 90%抗極壓螯合劑 0 3%防沉再分散劑 0.005 3%去離子水8 20%所述的聚烷氧基化合物優(yōu)選由以下通式(a)表示的一種或兩種以上化合物的混 合物組成(a) R [(EO)a (PO)b (BO) JH通式(a)中，A、B和C均可以取0 單元或多元烷氧基中的一種。優(yōu)選的通式(a)中，A可以取1 -B、C三者不同時(shí)為0。優(yōu)選的通式(a)中的R可以選自以下結(jié)構(gòu)單元中的一種
50的實(shí)數(shù)，且不同時(shí)為0 ；R為伯、仲或叔碳的
30的實(shí)數(shù)，B和C可以取0 10的實(shí)數(shù)，且A權(quán)利要求
一種硬脆性材料水基切割液，其特征在于，它由以下重量百分比的組分組成聚烷氧基化合物70～95％抗極壓螯合劑 0～5％防沉再分散劑 0.001～5％去離子水 4～20％。
2.權(quán)利要求1所述的水基切割液，其特征在于，它由以下重量百分比的組分組成 聚烷氧基化合物 75 90%抗極壓螯合劑 0 3% 防沉再分散劑 0.005 3% 去離子水8 20%。
3.權(quán)利要求1或2所述的任意一種水基切割液，其特征在于，所述的聚烷氧基化合物選 自以下通式(a)表示的一種或兩種以上化合物的混合物(a)R [(EO)a (PO)b (BO) c] H通式(a)中，A、B和C均取0 50的實(shí)數(shù)，且不同時(shí)為0 ；R為伯、仲或叔碳的單元或多元烷氧基中的一種。
4.權(quán)利要求3所述的水基切割液，其特征在于，所述的通式(a)中的A取1 30的實(shí) 數(shù)，B和C取0 10的實(shí)數(shù)。
5.權(quán)利要求3所述的水基切割液，其特征在于，所述的通式(a)中的R選自以下式 (b) (f)所示的結(jié)構(gòu)單元中的一種
6.權(quán)利要求5所述的水基切割液，其特征在于所述的式(b) (f)所示的結(jié)構(gòu)單元 中的ζ為O 5的整數(shù)。
7.權(quán)利要求3所述的水基切割液，其特征在于所述式(a)中的Ε0、Ρ0和BO鏈段的排 列方式為嵌段或無規(guī)雜嵌。
8.權(quán)利要求1所述的水基切割液，其特征在于，所述抗極壓螯合劑為醇胺螯合類鈦酸 酯的一種或兩種以上的混合物。
9.權(quán)利要求1所述的水基切割液，其特征在于，所述抗極壓螯合劑選自二(三乙醇 胺)鈦酸二異丙酯、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯和三乙醇胺的螯合物、四異丙基二(二辛基亞磷酸酰氧基)鈦酸酯等溶液的一種 或兩種以上的混合物，或者它們各自和醇胺的螯合物中的一種或兩種以上的混合物。
10.權(quán)利要求1所述的水基切割液，其特征在于，所述防沉再分散劑為聚羧酸高聚物， 其分子量為5000 50000。
11.權(quán)利要求10所述的水基切割液，其特征在于，所述的聚羧酸高聚物分子量為 10000 30000，選自下列通式(j)、(k)或(1)所示的任意一種或兩種以上的混合物
12.權(quán)利要求11所述的水基切割液，其特征在于，所述的通式(j) ⑴中，a是 80的整數(shù)，b禾Π c是O 50的整數(shù)；m、χ是5 90的實(shí)數(shù)，n、y是0 10的實(shí)數(shù)諷是羧 基、磺酸基及其他們的醇胺螯合物；禮、R2和R3是氫、甲基或乙基。
13.權(quán)利要求11所述的水基切割液，其特征在于，所述的通式(j) ⑴中，Ε0、Ρ0鏈 段的排列方式為嵌段或無規(guī)雜嵌。
14.權(quán)利要求1所述的硬脆性材料水基切割液的制備方法，包括以下步驟在20 80°C下，把所述聚烷氧基化合物、抗極壓螯合劑、防沉再分散劑及去離子水按 照所述重量百分比混合后，攪拌10 60分鐘即得到所述水基切割液。
15.權(quán)利要求1所述的硬脆性材料水基切割液在硬脆性材料加工中的應(yīng)用，其特征在 于所述的硬脆性材料包括單晶硅、多晶硅、鍺、砷化鎵、石英、氮化銦鎵或?qū)毷?br> 全文摘要
本發(fā)明提供一種硬脆性材料水基切割液，其特征在于，它由以下重量百分比的組分組成70～95％的聚烷氧基化合物、0～5％的抗極壓螯合劑、0.001～5％的防沉再分散劑和4～20％的去離子水。本發(fā)明的切削液具有無污染、金屬雜質(zhì)含量低的特點(diǎn)，同時(shí)此切削液具有與磨料碳化硅混合的砂漿穩(wěn)定性強(qiáng)、對(duì)磨料碳化硅的再分散能力強(qiáng)，而切割產(chǎn)品的出片率高、成品合格率高、產(chǎn)品表面潔凈度高，易于清洗等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還涉及該切削液在單晶硅、多晶硅、鍺、砷化鎵、石英、氮化銦鎵或?qū)毷募庸し矫娴膽?yīng)用。
文檔編號(hào)C10M169/04GK101935579SQ20101050095
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者仲崇綱, 劉兆濱, 宋恩軍, 富揚(yáng), 朱建民, 董振鵬 申請(qǐng)人:遼寧奧克化學(xué)股份有限公司