[发明专利]水性切削液和浆

说明书

技术领域

本发明涉及一种在加工件的切削中起辅助作用的水性切削液和浆，加工件包括用于半导体、太阳能电池和其他工业领域的硅晶、石英、水晶、化合物半导体、磁性合金等的锭材。尤其是，涉及一种含有水性切削液和磨料的水性切削浆，其具有磨料分散稳定性、粘度稳定性以及与现有技术相比具有更高的加工精度的优点。

背景技术

一种已知的切削坚硬和脆性材料的锭材的方法是使用线锯或切断轮。在使用线锯的切削方法中，为了达到在切削工具和加工件之间进行润滑，去除摩擦热，并清除碎屑的目的，切削液通常在切削操作过程中加入。切削液包括含有矿物油和添加剂的油基切削液，含有聚乙二醇或聚丙二醇作为主要组分的二醇基切削液，以及表面活性剂水溶液形式的水性切削液。然而这些切削液有缺点。油基切削液在切削点的冷却效果差。如果加工件或工具被油基切削液污染，需要有机溶剂清洗液，从环境角度考虑是不希望的。二醇基切削液和水性切削液在切削操作中的粘度稳定性以及磨料的分散稳定性方面差。

为了解决这些问题，JP 2000-327838A提出了一种基于多元醇或衍生物的切削液，在其中加入斑脱土、纤维素和云母，从而有利于磨料的分散性。JP2006-278773A公开了一种水性切削液，其含有二醇和/或水密性醚和zeta-电位至少为0mV的颗粒，典型的是氧化铝。JP 2007-031502A公开了一种含有二醇、二醇醚和水的水性切削液。

在工业中，半导体硅晶片从硅锭切削而来，其直径已经从200mm增加到300mm，以及甚至到450mm。太阳能电池以及类似领域中所用的硅晶片变得越来越薄。需要一种能够满足直径和厚度变化需要的水性切削液。需要具有一种比现有技术加工精度更高的水性切削液。

引用列表

专利文献1：JP 2000-327838A(US 2003100455)

专利文献2：JP 2006-278773A

专利文献3：JP 2007-031502A(EP1752521，CN1903968)

发明内容

本发明的一个目的是提供一种水性切削液和浆，其具有磨料的分散稳定性、粘度稳定性以及与现有技术相比具有更高的加工精度的优点。

发明人已经发现通过向水性切削液中加入0.01～20重量％的改性有机硅(A)可以解决这个突出难题。

一方面，本发明提供一种含有(A)0.01～20重量％的改性有机硅的水性切削液。

改性有机硅通常选自聚醚、氨基、羧基、以及环氧基改性的有机硅。

在这种情况下，改性有机硅优选由下述平均组成式(1)表示，

R¹_pR²_qR³_rSiO_(4-p-q-r)/2           (1)

其中，R¹为-(CR⁴₂)_nX，R⁴为氢原子，具有1～20个碳原子且无脂肪族不饱和键的、取代或未取代的单价烃基，或羟基，n为1～20的整数，X为选自由氨基、羧基和环氧基构成的组中的官能团，R²为具有1～20个碳原子且无脂肪族不饱和键的、取代或未取代的单价烃基，R³为具有如下通式的有机基团：-C_fH_2fO(C_gH_2gO)_hR⁵，R⁵为氢原子，无脂肪族不饱和键的、取代或未取代的单价烃基，或乙酰基，f为2～12的正数，g为2～4的正数，h为1～200的正数，且p，q和r为满足0≤p＜2.5，0.01≤q＜2.5，0≤r＜2.5且0.05＜p+q+r≤3.0的数。

切削液可进一步含有(B)1～20重量％的水，和(C)60～98.99重量％的亲水性多元醇和/或其衍生物。亲水性多元醇或其衍生物(C)优选在20℃具有至少为5重量％的水中溶解度，和具有达到0.01mmHg的蒸汽压。

另一方面，本发明提供了一种含有100重量份如上定义的水性切削液和50～200重量份磨料的水性切削浆。

本发明的有益效果

含有0.01～20wt％改性有机硅的水性切削液具有磨料的分散稳定性、浆形态时的粘度稳定性以及与现有技术相比具有更高的加工精度的优点。