CN108949296A - 单晶硅切割表面活性剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种单晶硅切割表面活性剂,主要包括以下重量份的材料:表面活性剂50~60重量份;辅助表面活性剂6~8重量份;水溶性聚合物2~4重量份;稳定剂3~5重量份;油酸乙二醇酯5~7重量份。本发明通过对乳化剂配方进行优化,表面活性剂具有优良的分散性能,并具有优异的清洗性能和硬水耐受性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种表面活性剂技术领域,特别是涉及一种单晶硅切割表面活性剂。
背景技术
随着光伏产业的迅猛发展,对其上游硅晶片的尺寸及表面精度都提出了更高的要求。大尺寸、高精度的单/ 多晶硅片已成为太阳能硅片材料的发展趋势。另一方面,随着竞争日益激烈,在保证硅片产品质量的同时,提高线切割的成品率,是增强企业市场竞争力的有效手段。
目前国产的单晶硅切割表面活性剂,存在磨料分散性差、硅片不易清洗、硬水耐受性差等问题,严重影响了企业的生产效率和经济效益年活动。因此,开发一种高磨料分散性、易清洗的表面活性剂具有重要的社会意义和经济价值。
发明内容
针对上述不足之处,本发明的目的在于开发一款单晶硅切割表面活性剂,通过对表面活性剂配方进行优化,达到稳定性和易清洗的目的。
本发明的技术方案概述如下:
一种单晶硅切割表面活性剂,其中,主要包括以下重量份的材料:
表面活性剂 50~60重量份;
辅助表面活性剂 6~8重量份;
水溶性聚合物 2~4重量份;
稳定剂 3~5重量份;
油酸乙二醇酯 5~7重量份。
优选的是,所述的单晶硅切割表面活性剂,其中,所述表面活性剂包括20~30wt%蓖麻油聚氧乙烯醚、40~50wt%烯丙基聚乙二醇和20~30wt%椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
优选的是,所述的单晶硅切割表面活性剂,其中,所述稳定剂包括40~50wt%葡萄糖酸钠和50~60wt%二硫代氨基甲酸钼。
优选的是,所述的单晶硅切割表面活性剂,其中,所述水溶性聚合物为30~40wt%海藻酸钠和60~70wt%羧丙基纤维素。
优选的是,所述的单晶硅切割表面活性剂,其中,所述辅助表面活性剂为全氟烷基乙基丙烯酸酯。
优选的是,所述的单晶硅切割表面活性剂,其中,还包括2~4重量份的聚乙二醇。
优选的是,所述的单晶硅切割表面活性剂,其中,所述聚乙二醇为聚乙二醇1000。
优选的是,所述的单晶硅切割表面活性剂,其中,所述聚乙二醇1000的数均分子量为900~1100g/mol。
优选的是,所述的单晶硅切割表面活性剂,其中,还包括0.5~1重量份的乙二胺四乙酸四钠。
优选的是,所述的单晶硅切割表面活性剂,其中,还包括0.5~1重量份的双胍三辛烷基苯磺酸盐。
本发明的有益效果是:
(1)本发明通过对乳化剂配方进行优化,表面活性剂具有优良的分散性能,并具有优异的清洗性能和硬水耐受性能。
(2)本发明以蓖麻油聚氧乙烯醚、烯丙基聚乙二醇和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺协同作为表面活性剂,使得润滑性能达到最佳;葡萄糖酸钠和二硫代氨基甲酸钼协同作为稳定剂,改善表面活性剂的乳液高温和低温稳定性能;海藻酸钠和羧丙基纤维素协同达到分散作用,全氟烷基乙基丙烯酸酯达到减阻作用,可以降低切割液与硅片的摩擦系数,具有优良的减摩抗磨性能;通过加入聚乙二醇改善表面活性剂的抗硬水性能;乙二胺四乙酸四钠加入表面活性剂中,能使单晶硅切割液具有优良的去除金属离子的性能,尤其可以去除钢丝磨削过程中产生的铁离子;双胍三辛烷基苯磺酸盐起到一定的抗菌和抑菌效果,延长表面活性剂的保存时间。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本案提出一种单晶硅切割表面活性剂,主要包括以下重量份的材料:
表面活性剂 50~60重量份;
辅助表面活性剂 6~8重量份;
水溶性聚合物 2~4重量份;
稳定剂 3~5重量份;
油酸乙二醇酯 5~7重量份。
油酸乙二醇酯可改善表面活性剂与切削液中的其他组分的相容性能。
作为本案又一实施例,其中,表面活性剂包括20~30wt%蓖麻油聚氧乙烯醚、40~50wt%烯丙基聚乙二醇和20~30wt%椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。表面活性剂具有润滑作用,能极大地降低切割液的表面张力,同时能够将切屑和磨料粉末托起,使表面活性剂分子取而代之吸附于硅片表面,并能阻止切屑和切粒粉末再沉积,从而有利于后工序硅片清洗。蓖麻油聚氧乙烯醚、烯丙基聚乙二醇和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺通过协同作用,使得润滑性能达到最佳。
作为本案又一实施例,其中,稳定剂包括40~50wt%葡萄糖酸钠和50~60wt%二硫代氨基甲酸钼。葡萄糖酸钠和二硫代氨基甲酸钼协同作为稳定剂,改善表面活性剂的乳液高温和低温稳定性能。
作为本案又一实施例,其中,水溶性聚合物为30~40wt%海藻酸钠和60~70wt%羧丙基纤维素。通过加入水溶性聚合物达到分散作用,海藻酸钠和羧丙基纤维素都含有亲水基团和一定数量的疏水基团,因而都具有一定的表面活性,可以在一定程度上降低水的表面张力,水溶性高分子可以起到保护胶体的作用,即通过水溶性高分子的亲水性,使水一胶体复合体吸附在胶体颗粒上形成外壳,让其屏蔽起来免受电解质所引起的絮凝作用,使分散体系保持稳定。
作为本案又一实施例,其中,辅助表面活性剂为全氟烷基乙基丙烯酸酯。全氟烷基乙基丙烯酸酯达到减阻作用,可以降低切割液与硅片的摩擦系数,具有优良的减摩抗磨性能。
作为本案又一实施例,其中,还包括2~4重量份的聚乙二醇。切削液的抗硬水性,指的是在硬水中切削液的适应性,通过加入聚乙二醇改善表面活性剂的抗硬水性能。
作为本案又一实施例,其中,聚乙二醇为聚乙二醇1000。聚乙二醇1000的氧乙烯基个数不同,其耐硬水特性也不尽相同,在20~25氧乙烯基数范围内,耐硬水性能最佳,也即为PEG1000。
作为本案又一实施例,其中,聚乙二醇1000的数均分子量为900~1100g/mol。聚乙二醇1000的数均分子量会影响与表面活性剂的相容性,进而影响其抗硬水性能,故聚乙二醇1000的数均分子量也应被限制。
作为本案又一实施例,其中,还包括0.5~1重量份的乙二胺四乙酸四钠。乙二胺四乙酸四钠加入表面活性剂中,能使单晶硅切割液具有优良的去除金属离子的性能,尤其可以去除钢丝磨削过程中产生的铁离子。
作为本案又一实施例,其中,还包括0.5~1重量份的双胍三辛烷基苯磺酸盐。双胍三辛烷基苯磺酸盐添加到表面活性剂中起到杀菌作用,可以抑制切割液本身微生物和菌藻类滋生繁衍,起到一定的抗菌和抑菌效果,延长多单晶硅切割液表面活性剂的保存时间。
下面列出一些具体的实施例:
实施例1:
一种单晶硅切割表面活性剂,主要包括以下重量份的材料:
蓖麻油聚氧乙烯醚 10重量份;
烯丙基聚乙二醇 25重量份;
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 15重量份;
全氟烷基乙基丙烯酸酯 6重量份;
葡萄糖酸钠 1.2重量份;
二硫代氨基甲酸钼 1.8重量份;
油酸乙二醇酯 5重量份;
海藻酸钠 0.6重量份;
羧丙基纤维素 1.4重量份;
聚乙二醇1000 2重量份;
乙二胺四乙酸四钠 0.5重量份;
双胍三辛烷基苯磺酸盐 0.5重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900~1100g/mol。
实施例2:
一种单晶硅切割表面活性剂,主要包括以下重量份的材料:
蓖麻油聚氧乙烯醚 13.75重量份;
烯丙基聚乙二醇 24.75重量份;
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 16.5重量份;
全氟烷基乙基丙烯酸酯 7重量份;
海藻酸钠 1.05重量份;
羧丙基纤维素 1.95重量份;
葡萄糖酸钠 1.8重量份;
二硫代氨基甲酸钼 2.2重量份;
油酸乙二醇酯 6重量份;
聚乙二醇1000 3重量份;
乙二胺四乙酸四钠 0.7重量份;
双胍三辛烷基苯磺酸盐 0.8重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900~1100g/mol。
实施例3:
一种单晶硅切割表面活性剂,主要包括以下重量份的材料:
蓖麻油聚氧乙烯醚 18重量份;
烯丙基聚乙二醇 30重量份;
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 12重量份。
全氟烷基乙基丙烯酸酯 8重量份;
油酸乙二醇酯 7重量份;
葡萄糖酸钠 2.5重量份;
二硫代氨基甲酸钼 2.5重量份;
海藻酸钠 1.6重量份;
羧丙基纤维素 2.4重量份;
聚乙二醇1000 4重量份;
乙二胺四乙酸四钠 1重量份;
双胍三辛烷基苯磺酸盐 1重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900~1100g/mol。
对比例1:
一种单晶硅切割表面活性剂,主要包括以下重量份的材料:
蓖麻油聚氧乙烯醚 10重量份;
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 15重量份;
全氟烷基乙基丙烯酸酯 6重量份;
葡萄糖酸钠 1.2重量份;
二硫代氨基甲酸钼 1.8重量份;
油酸乙二醇酯 5重量份;
海藻酸钠 0.6重量份;
羧丙基纤维素 1.4重量份;
聚乙二醇1000 2重量份;
乙二胺四乙酸四钠 0.5重量份;
双胍三辛烷基苯磺酸盐 0.5重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900~1100g/mol。
对比例2:
一种单晶硅切割表面活性剂,主要包括以下重量份的材料:
蓖麻油聚氧乙烯醚 10重量份;
烯丙基聚乙二醇 25重量份;
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 15重量份;
全氟烷基乙基丙烯酸酯 6重量份;
二硫代氨基甲酸钼 1.8重量份;
油酸乙二醇酯 5重量份;
海藻酸钠 0.6重量份;
羧丙基纤维素 1.4重量份;
聚乙二醇1000 2重量份;
乙二胺四乙酸四钠 0.5重量份;
双胍三辛烷基苯磺酸盐 0.5重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900~1100g/mol。
对比例3:
一种单晶硅切割表面活性剂,主要包括以下重量份的材料:
蓖麻油聚氧乙烯醚 13.75重量份;
烯丙基聚乙二醇 24.75重量份;
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 16.5重量份;
全氟烷基乙基丙烯酸酯 7重量份;
羧丙基纤维素 1.95重量份;
葡萄糖酸钠 1.8重量份;
二硫代氨基甲酸钼 2.2重量份;
油酸乙二醇酯 6重量份;
聚乙二醇1000 3重量份;
乙二胺四乙酸四钠 0.7重量份;
双胍三辛烷基苯磺酸盐 0.8重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900~1100g/mol。
对比例4:
一种单晶硅切割表面活性剂,主要包括以下重量份的材料:
蓖麻油聚氧乙烯醚 13.75重量份;
烯丙基聚乙二醇 24.75重量份;
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 16.5重量份;
海藻酸钠 1.05重量份;
羧丙基纤维素 1.95重量份;
葡萄糖酸钠 1.8重量份;
二硫代氨基甲酸钼 2.2重量份;
油酸乙二醇酯 6重量份;
聚乙二醇1000 3重量份;
乙二胺四乙酸四钠 0.7重量份;
双胍三辛烷基苯磺酸盐 0.8重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900~1100g/mol。
对比例5:
一种单晶硅切割表面活性剂,主要包括以下重量份的材料:
蓖麻油聚氧乙烯醚 18重量份;
烯丙基聚乙二醇 30重量份;
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 12重量份。
全氟烷基乙基丙烯酸酯 8重量份;
油酸乙二醇酯 7重量份;
葡萄糖酸钠 2.5重量份;
二硫代氨基甲酸钼 2.5重量份;
海藻酸钠 1.6重量份;
羧丙基纤维素 2.4重量份;
乙二胺四乙酸四钠 1重量份;
双胍三辛烷基苯磺酸盐 1重量份。
聚乙二醇1000的数均分子量为900~1100g/mol。
对比例6:
一种单晶硅切割表面活性剂,主要包括以下重量份的材料:
蓖麻油聚氧乙烯醚 18重量份;
烯丙基聚乙二醇 30重量份;
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 12重量份。
全氟烷基乙基丙烯酸酯 8重量份;
油酸乙二醇酯 7重量份;
葡萄糖酸钠 2.5重量份;
二硫代氨基甲酸钼 2.5重量份;
海藻酸钠 1.6重量份;
羧丙基纤维素 2.4重量份;
聚乙二醇1000 4重量份;
乙二胺四乙酸四钠 1重量份;
聚乙二醇1000的数均分子量为900~1100g/mol。
下表是实施例1~3和对比例1~6的性能测试结果:
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | 对比例6 | |
表面张力(mN/m,25℃) | 45.7 | 41.2 | 36.7 | 61.2 | 43.7 | 52.9 | 56.4 | 40.9 | 39.1 |
5~15%乳液稳定性 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 不合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 |
菌落数(个/平板) | 10 | 6 | 2 | 9 | 12 | 12 | 14 | 11 | 83 |
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节。
Claims (10)
1.一种单晶硅切割表面活性剂,其特征在于,主要包括以下重量份的材料:
表面活性剂 50~60重量份;
辅助表面活性剂 6~8重量份;
水溶性聚合物 2~4重量份;
稳定剂 3~5重量份;
油酸乙二醇酯 5~7重量份。
2.根据权利要求1所述的单晶硅切割表面活性剂,其特征在于,所述表面活性剂包括20~30wt%蓖麻油聚氧乙烯醚、40~50wt%烯丙基聚乙二醇和20~30wt%椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
3.根据权利要求1所述的单晶硅切割表面活性剂,其特征在于,所述稳定剂包括40~50wt%葡萄糖酸钠和50~60wt%二硫代氨基甲酸钼。
4.根据权利要求1所述的单晶硅切割表面活性剂,其特征在于,所述水溶性聚合物包括30~40wt%海藻酸钠和60~70wt%羧丙基纤维素。
5.根据权利要求1所述的单晶硅切割表面活性剂,其特征在于,所述辅助表面活性剂为全氟烷基乙基丙烯酸酯。
6.根据权利要求1所述的单晶硅切割表面活性剂,其特征在于,还包括2~4重量份的聚乙二醇。
7.根据权利要求6所述的单晶硅切割表面活性剂,其特征在于,所述聚乙二醇为聚乙二醇1000。
8.根据权利要求7所述的单晶硅切割表面活性剂,其特征在于,所述聚乙二醇1000的数均分子量为900~1100g/mol。
9.根据权利要求1所述的单晶硅切割表面活性剂,其特征在于,还包括0.5~1重量份的乙二胺四乙酸四钠。
10.根据权利要求1所述的单晶硅切割表面活性剂,其特征在于,还包括0.5~1重量份的双胍三辛烷基苯磺酸盐。
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