[發明專利]一種環保低泡型金剛線水基切割液

在審

• 申請號: 201811187436.0
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109439422A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 劉丙柱;王衛星;王文亮;于連林;李雪峰
• 申請（專利權）人: 河北歌瑞新材料科技有限公司
• 主分類號: C10M173/02
• 分類號: C10M173/02;C10M161/00;C10N30/18;C10N30/06;C10N30/04
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• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種用于金剛線多線切割的水基切割液，可用于晶體硅、藍寶石等硬脆材料的切片加工。該切割液由潤濕型氫氣抑制劑、分散劑、潤滑劑、螯合劑和水組成。其組分及質量份數為：潤濕型氫氣抑制劑5～10、分散劑1～5、潤滑劑0.1～10、螯合劑0.1～2、去離子水余量。本發明通過各功能組分的合理搭配，減少了有效組分的用量，不再添加消泡劑，產品的環保性得到了提升；本發明具有優秀的冷卻潤滑、潤濕分散及氣泡控制作用，適用于晶體硅，藍寶石等材料的金剛線切片加工，可顯著提高材料加工的質量和穩定性；本發明液無毒無害，其工作廢液產生的污水符合國家排放標準。

技術領域

本發明涉及一種環保低泡型金剛線水基切割液，屬于固結磨料線切割用切割液的合成與應用技術領域。

背景技術

光伏產業迅速發展，激發了光伏下游產業活力，如光伏用硅片的切割工藝從傳統的砂線切割向金剛線切割的轉變。金剛線切割技術是一種采用固結金剛石顆粒的鋼線代替鋼線和砂漿的新型切片技術。與傳統的砂線切多晶硅片相比，金剛線切的速度較快、切出的硅片品質較穩定，每片硅片成本可降低10美分左右，已成為硅片切割生產的主流技術。

金剛線水基切割液是人工合成的專門用于晶體硅、藍寶石等材料金剛線切割加工時的添加劑。該切割液具有優良的潤滑、冷卻、潤濕、清洗等作用，可以提供優越的切割效率和優良的切割表面潔凈度，減少TTV和表面粗糙度，且能夠延長金剛砂線的使用壽命。金剛線切割液主要由潤滑劑、乳化劑、分散劑、消泡劑、防腐劑等幾類物質組成，其功能主要體現以下幾個方面：①潤滑冷卻作用，切割液能夠快速帶走切割所產生熱量，保持切割區溫度較為恒定，提高金剛線使用效率，降低斷線率，同時提高切割材料表面潔凈度，減少TTV；②潤濕分散作用，切割液快速浸潤切割碎屑，將切屑帶離切割區，提高切割材料表面及切割設備的清潔度；③氣泡控制作用，有效抑制切割過程中產生的有害氣體，保持切割穩定。

盡管金剛線切割液得到了大規模應用，但其使用性能仍存在一些不足的地方，可歸納為以下幾個方面：

潤滑性缺陷：由于金剛線切割液用量少，采用大量的水進行切割，造成體系先天的潤滑效果低于砂漿切割液體系。良好的潤滑性能可有效防止切割過程中硅片出現脆性崩裂、劃痕明顯、斷線等現象的產生，降低硅片表面粗糙度。隨著金鋼線細線化、硅片薄片化進程的發展，潤滑性能顯得尤其重要。相關技術人員雖然已經做出了大量工作，取得了很好的效果，如專利 CN103184094B，但其潤滑劑用量較大，不利于環保。

泡沫控制：由于金剛線切割機在進行硅片切割時，速度極快，在局部會產生高壓、高熱效果，造成切割下來的硅粉與水發生反應生成氫氣，一方面給工業生產帶來隱患，另一方面氣體遇到含表面活性劑的切割液產生大量泡沫，經常會出現槽液溢出現象，給生產操作帶來不便。對于氫氣抑制，專利 CN102613876A給出了解決方案，以十八碳酸烯酸、十三醇、甘油、醇醚羧酸等為氫氣抑制劑，但實際效果并不理想，另外一種控制方式是使用消泡劑，但此種方式屬于事后處理，治標不治本，消泡劑的加入又帶來了新的問題。

消泡劑的使用：在消泡處理上，大多采用的是有機硅氧烷類物質，如專利CN105695076A、CN103525532B、CN106590904A等。可見，其在消泡效果上還是得到認可的，但是該類消泡劑中的硅油不溶于水，長期使用易破乳，極易造成硅片污染，且循環使用后累積大量白色粘稠狀物質，對切片機過濾袋形成堵塞，這些都給切割帶來了不利影響。

環保問題：目前市場主流切割液的原液COD值都在100萬mg/kg左右，工作液COD值一般在2000mg/kg以上，降低COD值后切割液性能變差，無法使用。雖然相比于砂漿切割已經有了極大改善，但在切割后工廠仍需要進行污水處理。

針對上述問題，特提出一種環保低泡型金剛線水基切割液。

發明內容

本發明的目的在于提供一種環保低泡型金剛線水基切割液，以解決上述背景技術中提出的問題。