[发明专利]硬脆性材料的水基切割液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业切割液，具体涉及一种用于晶体硅等硬脆性材料切割的水基切割液。 

背景技术

近年来，随着硬脆性材料尤其是太阳能用晶体硅切割技术的发展，对应用于硬脆材料切割的切割液的要求也越来越高。切割液在具有原有的冷却、悬浮、润滑、分散等性能要求的基础上，还要不断满足切割工艺的变化需求；如切割后使晶体表面更加的光滑、易于清洗，同时要求成本低廉，切割后的废浆料易于再生处理，可以循环使用等等。 

切割液近30年来逐渐从使用有机溶剂清洗的油性切割液到水溶性切割液逐渐向高含水的水基切割液方向发展。而无论是水溶性切割液（不含水）还是水基切割液，其主体成分仍然以聚烷氧基化物为主，这类切割液润滑性好，排屑能力强且对碳化硅类磨料具有优良的分散特性。针对水基切割液，由于水的引入大大提高了切割液自身的比热容，其良好的导热性能和低廉的成本，引起业界人士的关注。 

早前我们发明的专利“一种硬脆性材料水基切割液及其制备方法和应用”（申请号201010500957.4）和“一种硬脆性材料水基切割液” （申请号201010500973.3）均提供了一种以聚醚（或者聚乙二醇）为主要成分，含水量在20%以下的切割液配方，很好的解决了切割液保水、悬浮及再分散的功能，但其主成分原材料较难得到，成本仍然较高。 

发明专利“ 一种混合添加剂及由其制得的线锯切割液” （申请号201010246708.7）切割液主体成分仍然是聚乙二醇，添加剂以有机酸聚合物及有机碱为主体成分且水含量达到45~84%，折合切割液中水含量最高为42%，配方产品具有较好的分散和再分散磨料的能力，成本相对较低，但添加剂加入后，切割液本身稳定性有待进一步提升，同时增加了使用者的操作难度。 

发明专利“一种用于硅片切割的水基切割液”（申请号201110174484.8）采用聚乙烯醇为主要增稠、润滑成分，同时水含量高达89.95~98%，做到了低成本，但配方的触变性及稳定性有待进一步提升，随着切割过程接触点的高温，很难做到水分的稳定保持。 

针对现有的水基切割液配方，普遍存在原材料不易得到、配方成本较高、且切割液使用过程中，水含量逐渐缺失，引起砂浆的粘度不断增加，导致切割工艺不稳定，产品质量不容易控制等问题，同时其废浆料回收过程中，添加剂交易缺失，回收也相对困难。所以研究一种低成本、高稳定且易回收环保的切割液是我们急待解决的问题。 

发明内容

本发明的目的在于：提供一种原材料易得、成本低廉、性能稳定且环境友好的硬脆性材料水基切割液及其制备方法。 

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的： 

一种硬脆性材料的水基切割液，由以下重量百分比的组分组成：

去离子水                10~40%

二元醇                    55~85%

保水剂                    0.001~5% 

触变增稠剂            0.001~5%  

洗涤泡沫控制剂    0~5%

一种硬脆性材料的水基切割液，优选以下重量百分比的组分组成： 

去离子水                15~35%

二元醇                    60~80%

保水剂                    0.05~2% 

触变增稠剂            0.05~2% 

洗涤泡沫控制剂    0~2%

所述二元醇的优选可分别为丙二醇、二乙二醇、三乙二醇或者他们一种以上的的混合物。

所述的保水剂的优选为聚醚型高分子丙烯酸聚合物 ，如通式（a）所示： 

通式（a）中，a、b、 c、d和e链段无前后顺序，可以随意调整；a、b、 c和d数值均为0~100的整数，且不同时为0；m、n、x、y均为0~100的实数；M₁ 、M₂、M₃为氢、甲基、乙基或磺酸基单元；R₁、R₂、R₃、R₄、R₅为氢、甲基单元。