技術領域
本發明涉及水基切割液,具體涉及一種多功能水性環保可循環利用晶硅精密切割液。
背景技術
半導體單晶硅、多晶硅、藍寶石、陶瓷、硬脆性材料等精密切片工藝中,現有技術所采用PEG與碳化硅微粉混勻進行多線切割的方式存在切割液粘度較高,再生循環易斷鍵,產生冷卻與潤滑效果不足,切割機負載較重,不利于循環利用等缺點。
通過對現有文獻的檢索,發現日本特開2006-96951號公報公開的水性切割液為丙二醇等多元醇、多元羧酸鹽、聚乙二醇等環氧烷加成物和水構成的混合物,此專利由于水的加入存在對機器及切割線金屬腐蝕問題;專利日本特開2005-15617號公報則提供了利用胺系化合物抑制腐蝕的途徑;另由于水性切割液中水的加入,在切割過程中水會與切割系統中的硅粉接觸并發生反應產生氫氣,進而存在安全隱患,專利日本特開2006-88455號公報則介紹了一種加入將硅粉氧化的氧化劑從而抑制水與硅反應的方法,但此氧化劑仍然存在對切割機及金屬切割線的腐蝕問題;申請公布號為CN102482613A的中國專利提供的硅錠切片用水性切削液提供了低泡沫,耐腐蝕性及抑制水與硅反應效果良好的切削液,但其仍存在潤滑能力不夠,潤濕性能不足以及對粉料的分散性能不足及低溫時結冰等缺陷。
發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術存在的不足,提供一種多功能水性環保可循環利用晶硅精密切割液。該切割液可應用于半導體單晶硅、多晶硅、藍寶石、陶瓷、硬脆性材料等開方、精密切片加工工藝中,較現有產品相比具有適用面廣,潤滑性能優異,分散效果好,低溫中不結冰及可循環使用且起泡趨勢低等特點,另外該切割液同時具有較好的耐腐蝕性和對水與硅反應有良好的抑制作用。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
本發明涉及一種多功能水性環保可循環利用晶硅精密切割液,包含式(I)所示結構的聚醚鏈烷醇胺梳狀聚合物A、式(II)所示結構的環氧乙烷和環氧丙烷反向共聚聚醚B和式(III)所示結構的脂肪族環氧乙烷和環氧丙烷衍生物低泡表面活性劑C作為必需成分;
其中,R為碳數為1~4的烷基,x為3~30中的任一實數,y為1~60中的任一實數;
當R碳數多于4個時,空間位阻較大,分散效果降低;當R碳數小于1個時,分子支鏈過密集,潤濕效果降低;當x數量多于30時,水溶性降低,潤濕效果下降;當x數量少于3時,起泡趨勢增大且分散效果下降;當y數量多于60時,分散性能下降且泡沫較多;當y的數量低于1個時分子水溶性及潤濕性能降低;
其中,x+z滿足環氧丙烷的分子量占總分子量的百分比為10%~90%,y滿足環氧乙烷的分子量占總分子量的百分比為10%~90%;
x+z為環氧丙烷的摩爾數;y為環氧乙烷的摩爾數;當x+z所占分子中分子量百分比多于90%時,水溶性降低;當x+z所占分子中分子量百分比小于10%時,潤滑性能降低;當y所占分子中分子量百分比多于90%時,潤滑性能降低且起泡趨勢增大;當y所占分子中分子量百分比小于10%時,水溶性降低;
其中,R為碳數為6~18的烷基,R’為碳數為1~3的烷基,x為3~20中的任一實數;當R中碳數多于18時水溶性降低,潤濕效果下降;當R中碳數小于6時泡沫趨勢增大且潤濕效果下降;當R’中碳數多于3時水溶性降低;當R’中碳數小于1時泡沫趨勢增大;x為不同碳數基團的組合,當x數多于20,分子量過大降低潤濕效果;當小于3則表面活性不足,達不到理想的潤濕能力。
上述聚醚鏈烷醇胺梳狀聚合物A為不同環氧乙烷和環氧丙烷嵌段共聚的聚醚鏈烷醇胺梳狀聚合物,其用于提供優異的分散性能;上述環氧乙烷和環氧丙烷反向共聚聚醚B可提供低泡且良好的潤滑性能;上述脂肪族環氧乙烷和環氧丙烷衍生物低泡表面活性劑C可提供低泡且優良的潤濕性能。
優選地,式(I)中,R為碳數為2~3的烷基,x為5~20中的任一實數,y為3~35中的任一實數;
式(II),其中,x+z滿足環氧丙烷的分子量占總分子量的百分比為20%~80%,y滿足環氧乙烷的分子量占總分子量的百分比為20%~80%;
式(III),其中,R為碳數為8~13的烷基,R’為碳數為1~2的烷基,x為5~15中的任一實數。