[发明专利]多功能水性环保可循环利用晶硅精密切割液

说明书

技术领域

本发明涉及水基切割液，具体涉及一种多功能水性环保可循环利用晶硅精密切割液。

背景技术

半导体单晶硅、多晶硅、蓝宝石、陶瓷、硬脆性材料等精密切片工艺中，现有技术所采用PEG与碳化硅微粉混匀进行多线切割的方式存在切割液粘度较高，再生循环易断键，产生冷却与润滑效果不足，切割机负载较重，不利于循环利用等缺点。

通过对现有文献的检索，发现日本特开2006-96951号公报公开的水性切割液为丙二醇等多元醇、多元羧酸盐、聚乙二醇等环氧烷加成物和水构成的混合物，此专利由于水的加入存在对机器及切割线金属腐蚀问题；专利日本特开2005-15617号公报则提供了利用胺系化合物抑制腐蚀的途径；另由于水性切割液中水的加入，在切割过程中水会与切割系统中的硅粉接触并发生反应产生氢气，进而存在安全隐患，专利日本特开2006-88455号公报则介绍了一种加入将硅粉氧化的氧化剂从而抑制水与硅反应的方法，但此氧化剂仍然存在对切割机及金属切割线的腐蚀问题；申请公布号为CN102482613A的中国专利提供的硅锭切片用水性切削液提供了低泡沫，耐腐蚀性及抑制水与硅反应效果良好的切削液，但其仍存在润滑能力不够，润湿性能不足以及对粉料的分散性能不足及低温时结冰等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种多功能水性环保可循环利用晶硅精密切割液。该切割液可应用于半导体单晶硅、多晶硅、蓝宝石、陶瓷、硬脆性材料等开方、精密切片加工工艺中，较现有产品相比具有适用面广，润滑性能优异，分散效果好，低温中不结冰及可循环使用且起泡趋势低等特点，另外该切割液同时具有较好的耐腐蚀性和对水与硅反应有良好的抑制作用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种多功能水性环保可循环利用晶硅精密切割液，包含式(I)所示结构的聚醚链烷醇胺梳状聚合物A、式(II)所示结构的环氧乙烷和环氧丙烷反向共聚聚醚B和式(III)所示结构的脂肪族环氧乙烷和环氧丙烷衍生物低泡表面活性剂C作为必需成分；

其中，R为碳数为1～4的烷基，x为3～30中的任一实数，y为1～60中的任一实数；

当R碳数多于4个时，空间位阻较大，分散效果降低；当R碳数小于1个时，分子支链过密集，润湿效果降低；当x数量多于30时，水溶性降低，润湿效果下降；当x数量少于3时，起泡趋势增大且分散效果下降；当y数量多于60时，分散性能下降且泡沫较多；当y的数量低于1个时分子水溶性及润湿性能降低；

其中，x+z满足环氧丙烷的分子量占总分子量的百分比为10％～90％，y满足环氧乙烷的分子量占总分子量的百分比为10％～90％；

x+z为环氧丙烷的摩尔数；y为环氧乙烷的摩尔数；当x+z所占分子中分子量百分比多于90％时，水溶性降低；当x+z所占分子中分子量百分比小于10％时，润滑性能降低；当y所占分子中分子量百分比多于90％时，润滑性能降低且起泡趋势增大；当y所占分子中分子量百分比小于10％时，水溶性降低；

其中，R为碳数为6～18的烷基，R’为碳数为1～3的烷基，x为3～20中的任一实数；当R中碳数多于18时水溶性降低，润湿效果下降；当R中碳数小于6时泡沫趋势增大且润湿效果下降；当R’中碳数多于3时水溶性降低；当R’中碳数小于1时泡沫趋势增大；x为不同碳数基团的组合，当x数多于20，分子量过大降低润湿效果；当小于3则表面活性不足，达不到理想的润湿能力。

上述聚醚链烷醇胺梳状聚合物A为不同环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚的聚醚链烷醇胺梳状聚合物，其用于提供优异的分散性能；上述环氧乙烷和环氧丙烷反向共聚聚醚B可提供低泡且良好的润滑性能；上述脂肪族环氧乙烷和环氧丙烷衍生物低泡表面活性剂C可提供低泡且优良的润湿性能。

优选地，式(I)中，R为碳数为2～3的烷基，x为5～20中的任一实数，y为3～35中的任一实数；

式(II)，其中，x+z满足环氧丙烷的分子量占总分子量的百分比为20％～80％，y满足环氧乙烷的分子量占总分子量的百分比为20％～80％；

式(III)，其中，R为碳数为8～13的烷基，R’为碳数为1～2的烷基，x为5～15中的任一实数。