[发明专利]一种硅单晶研磨剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种硅单晶研磨剂，其特征在于其原料包括以下质量份数的组分：

β-SiC微粉8~12份，立方氮化硼微粉1~5份，六方氮化硼微粉1~3份，聚丙烯酰胺3~5份、葡萄糖酸钠4~6份、聚乙二醇4~6份、四甲基氢氧化铵4~6份、水性聚酯润滑剂2~4份、烷基酚聚氧乙烯醚型季铵盐表面活性剂6~10份；水35~45份；pH调节剂；

所述烷基酚聚氧乙烯醚型季铵盐表面活性剂的合成方法为：

将三乙胺与氯丙烯在加热条件下混合反应，向反应产物中通入氯化氢，形成A液；烷基酚聚氧乙烯醚与碱混合搅拌，去除水分所得反应产物作为B液；将A液和B液混合，加热进行Williamson合成醚反应，产物经萃取、洗涤、减压蒸馏，得到烷基酚聚氧乙烯醚型季铵盐表面活性剂；

所述三乙胺、氯丙烯、氯化氢、烷基酚聚氧乙烯醚和碱的摩尔比为1：1：（1~3）：1：（1~3）；所述三乙胺与氯丙烯的加热条件为反应温度为50~70℃，时间为1~2h；所述Williamson合成醚反应的温度为80~100℃，时间为6~10h。

2.根据权利要求1所述的硅单晶研磨剂，其特征在于：所述聚乙二醇的重均分子量为2000~30000。

3.一种制备权利要求1~2任一项所述硅单晶研磨剂的制备方法，其特征在于具体为：按照质量份数将β-SiC微粉8~12份、CBN微粉1~5份、六方氮化硼微粉1~3份、聚丙烯酰胺3~5份、葡萄糖酸钠4~6份、聚乙二醇4~6份、四甲基氢氧化铵4~6份、水性聚酯润滑剂2~4份、烷基酚聚氧乙烯醚型季铵盐表面活性剂6~10份，水35~45份，pH值调节剂混合即制得高效硅单晶研磨剂。

4.根据权利要求1~2任一项所述硅单晶研磨剂在单晶硅片磨削中的应用。

5.一种含权利要求1~2任一项所述硅单晶研磨剂的废液回收方法，其特征在于具体为：

首先将含硅单晶研磨剂的抛光废液收集并搅拌，将其接入旋液分离器，经离心沉降，清液由分离器上端溢流出口管排出，作为废液处理；浓稠悬浮液由分离器下端底流出口排出；调整悬浮液pH10，除去研磨过程产生的单晶硅磨屑，然后向容器中注入大量水稀释悬浮液，并加热悬浮液至100℃，去除Na₂SiO₃的结晶水，使其完全溶解于水中；然后将悬浮液旋液分离，清液由分离器上端溢流出口管排出，作为废液处理；浓稠悬浮液由分离器下端底流出口排出，将其进行蒸发烘干，得到固体粉末；固体粉末通过引风机引入空气流中，接入旋风分离器进行离心沉降，粒径大于5微米的大颗粒由旋风分离器下端出口流出，待回收颗粒随气体由上端出口流出，气流经收集、静置，待固体沉降后，即得到回收后的粉状碳化硅、氮化硼混合物，可再次用于制备硅单晶研磨剂。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述空气流的进气速度为20m/s，气流旋转圈数N=4，旋风分离器的进气口宽度为8.6厘米。