本發明(ming)涉及一種切割液及其制(zhi)備(bei)方(fang)法和應用。

背景技術：

1、根據能(neng)源局的(de)(de)(de)統計數(shu)(shu)據，我國在2023年1-8月份太陽能(neng)發(fa)電(dian)(dian)裝(zhuang)機容量(liang)(liang)約5.1億(yi)千瓦(wa)，僅次于火電(dian)(dian)，且同比增長(chang)44.4％，是所有電(dian)(dian)力(li)種類(lei)中裝(zhuang)機容量(liang)(liang)增長(chang)速率最快的(de)(de)(de)。光伏發(fa)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)快速發(fa)展(zhan)大幅度提高了硅片(pian)(pian)的(de)(de)(de)使用量(liang)(liang)，同時(shi)對硅片(pian)(pian)的(de)(de)(de)光電(dian)(dian)轉(zhuan)化效率提出了更(geng)高的(de)(de)(de)要求(qiu)，硅片(pian)(pian)切割是生(sheng)產硅片(pian)(pian)的(de)(de)(de)第一個的(de)(de)(de)步驟，也(ye)是最關鍵的(de)(de)(de)環節，硅片(pian)(pian)的(de)(de)(de)切割質量(liang)(liang)直接(jie)影響硅片(pian)(pian)面積、硅片(pian)(pian)厚(hou)度、翹(qiao)曲度(warp)等參(can)數(shu)(shu)。

2、金(jin)剛(gang)線(xian)切(qie)(qie)(qie)割(ge)技(ji)術正處于蓬勃發展的(de)階段(duan)，然而(er)，切(qie)(qie)(qie)割(ge)過(guo)程(cheng)(cheng)因各種因素會(hui)引起金(jin)剛(gang)線(xian)斷線(xian)，從而(er)影響硅(gui)(gui)(gui)片(pian)的(de)質量。在硅(gui)(gui)(gui)片(pian)切(qie)(qie)(qie)割(ge)過(guo)程(cheng)(cheng)中，切(qie)(qie)(qie)割(ge)液起著(zhu)至關重要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)，能(neng)夠迅速均勻(yun)地潤(run)濕硅(gui)(gui)(gui)片(pian)的(de)表面，提(ti)高切(qie)(qie)(qie)割(ge)效果和精(jing)度(du)，有效降低(di)切(qie)(qie)(qie)割(ge)過(guo)程(cheng)(cheng)中的(de)熱量和溫度(du)，保護晶硅(gui)(gui)(gui)片(pian)的(de)質量。因此，切(qie)(qie)(qie)割(ge)液需(xu)要(yao)具備優異的(de)潤(run)濕分(fen)散(san)性能(neng)，同時也要(yao)具備潤(run)滑功能(neng)，從而(er)提(ti)高硅(gui)(gui)(gui)片(pian)切(qie)(qie)(qie)割(ge)效率(lv)，保護切(qie)(qie)(qie)割(ge)儀器(qi)和硅(gui)(gui)(gui)片(pian)。

3、目前的(de)晶硅切割液通常以嵌段(duan)聚醚(mi)(mi)、炔醇聚醚(mi)(mi)或聚乙(yi)二醇為主要(yao)組分(fen)，但(dan)其仍然(ran)存在著(zhu)斷線(xian)率高(gao)和崩邊率高(gao)的(de)問題。

技術實現思路

1、本(ben)發(fa)明主要為了克服(fu)現有技(ji)術(shu)中硅片切割液(ye)在(zai)使用過程中斷(duan)(duan)線(xian)率(lv)高和(he)崩邊率(lv)高的缺陷，提(ti)供了一(yi)種(zhong)切割液(ye)及(ji)其(qi)制備方法(fa)和(he)應(ying)用。本(ben)發(fa)明的切割液(ye)具有優(you)異的潤(run)滑性能和(he)潤(run)濕(shi)分散(san)性能，能夠(gou)同(tong)時降低斷(duan)(duan)線(xian)率(lv)和(he)崩邊率(lv)。

2、本發明(ming)通過下(xia)述方案解決上述技術問題。

3、本發(fa)明提供了(le)一種切割(ge)液，所(suo)述(shu)切割(ge)液包括含(han)(han)氟表(biao)面活性劑(ji)和(he)油(you)(you)基潤(run)滑劑(ji)，所(suo)述(shu)含(han)(han)氟表(biao)面活性劑(ji)占(zhan)所(suo)述(shu)切割(ge)液的質(zhi)量百分比為1％-20％，所(suo)述(shu)油(you)(you)基潤(run)滑劑(ji)占(zhan)所(suo)述(shu)切割(ge)液的質(zhi)量百分比為20％-60％；

4、所述油基(ji)潤(run)滑劑包括脂肪酸甲酯(zhi)乙(yi)氧基(ji)化物(wu)和/或改性油脂乙(yi)氧基(ji)化物(wu)；

5、所述脂肪酸甲酯乙氧基化(hua)物的結(jie)構式如式i：

6、

7、其(qi)中，x為(wei)選(xuan)(xuan)自(zi)(zi)5-21的(de)整(zheng)數，y為(wei)選(xuan)(xuan)自(zi)(zi)3-22的(de)整(zheng)數；所述脂肪酸甲酯(zhi)乙氧基化物(wu)的(de)pdi為(wei)1.1-1.5；

8、所述改(gai)性(xing)油脂(zhi)乙氧基化物的重均分子(zi)量為(wei)700-1500，所述改(gai)性(xing)油脂(zhi)乙氧基化物的濁點(dian)為(wei)50-60℃。

9、發(fa)(fa)明人經(jing)多次研(yan)究發(fa)(fa)現，含(han)氟(fu)表面(mian)活性(xing)劑(ji)具有極低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)表面(mian)張力，能夠發(fa)(fa)揮出優(you)異的(de)(de)(de)(de)潤濕(shi)分散效果，且含(han)氟(fu)表面(mian)活性(xing)劑(ji)泡沫低(di)(di)，適合應(ying)用在晶(jing)(jing)硅切(qie)割(ge)液(ye)中(zhong)。油基(ji)(ji)潤滑劑(ji)來(lai)源于天(tian)然油脂，分子中(zhong)含(han)有酯(zhi)基(ji)(ji)，在晶(jing)(jing)硅切(qie)割(ge)液(ye)中(zhong)可以發(fa)(fa)揮優(you)異的(de)(de)(de)(de)潤滑作用；另外(wai)，油基(ji)(ji)潤滑劑(ji)的(de)(de)(de)(de)分子結構中(zhong)含(han)有聚醚基(ji)(ji)團，其親水(shui)(shui)親油平衡值(zhi)(hlb)適中(zhong)，屬(shu)于低(di)(di)泡表面(mian)活性(xing)劑(ji)，具有優(you)良(liang)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)溶性(xing)，在晶(jing)(jing)硅切(qie)割(ge)液(ye)中(zhong)也能發(fa)(fa)揮一定(ding)的(de)(de)(de)(de)潤濕(shi)分散功(gong)能。其中(zhong)，改性(xing)油脂乙氧基(ji)(ji)化物的(de)(de)(de)(de)分子量和濁(zhuo)點(dian)(dian)對切(qie)割(ge)液(ye)的(de)(de)(de)(de)影響較大，其分子量和濁(zhuo)點(dian)(dian)在本發(fa)(fa)明的(de)(de)(de)(de)范圍(wei)內(nei)可以進一步提高潤滑效果。

10、本發明(ming)中，所(suo)述改性油(you)(you)脂(zhi)乙氧基化物的油(you)(you)脂(zhi)原料(liao)例如(ru)為(wei)棕(zong)櫚(lv)仁油(you)(you)、椰子油(you)(you)和棕(zong)櫚(lv)油(you)(you)中的一種或多種。

11、本發明中(zhong)，較佳地，所述(shu)改性油脂乙氧(yang)基化(hua)物的重均(jun)分(fen)子量(liang)為850-1150，例如(ru)為950。

12、本發明(ming)中，所述改性(xing)油脂(zhi)乙氧基化物(wu)的(de)濁點例(li)如為55℃。

13、本發明(ming)中(zhong)，所述改(gai)性(xing)油脂乙(yi)氧基化物例如為中(zhong)輕(qing)日化科技(ji)有限公司生產的soe-n-60、soe-c-60和soe-p-60中(zhong)的一種或多種。

14、本發(fa)明中，較佳地，所述脂肪酸甲(jia)酯乙氧(yang)基化物的重均分子(zi)量為1300以下。

15、本發明中，所述含氟(fu)表面活性劑(ji)(ji)較(jiao)佳地(di)為(wei)水性含氟(fu)表面活性劑(ji)(ji)，更佳地(di)為(wei)氟(fu)碳(tan)表面活性劑(ji)(ji)，例如為(wei)科慕公(gong)司生產(chan)的capstone?fs-60和(he)/或(huo)杜邦公(gong)司生產(chan)的fs-3100。

16、本發明中(zhong)，所(suo)述切割液中(zhong)較佳地還(huan)包(bao)括水。

17、在本(ben)發明(ming)某些(xie)優選(xuan)實施(shi)方(fang)案中(zhong)，所述切割液由(you)含氟表面活(huo)性劑(ji)、油基潤(run)滑劑(ji)和水組(zu)成。

18、本發明中，所(suo)述x較佳(jia)地為選自8-16的整(zheng)(zheng)數，更佳(jia)地為選自12-14的整(zheng)(zheng)數。

19、在本(ben)發明一具體實施方案中，所述x為(wei)選自16-18的整數。

20、本(ben)發明中，所述y較佳(jia)地為(wei)選(xuan)自(zi)8-15的(de)整數，更佳(jia)地為(wei)選(xuan)自(zi)9-14的(de)整數，例如(ru)為(wei)10。

21、在本發明一具體實施(shi)方(fang)案中，所(suo)述y為18。

22、本發(fa)明中，所述pdi較佳地為1.2-1.4。

23、在本發(fa)明某一具(ju)體實施(shi)方式中，所(suo)述x為(wei)12-14，所(suo)述y為(wei)8，所(suo)述pdi為(wei)1.2。

24、在本發明某一具體(ti)實施(shi)方式中，所(suo)述x為(wei)12-18，所(suo)述y為(wei)10，所(suo)述pdi為(wei)1.4。

25、本(ben)發(fa)明中，所(suo)述(shu)(shu)含(han)氟(fu)表(biao)面(mian)活性劑占(zhan)所(suo)述(shu)(shu)切割(ge)液的質(zhi)量百分比較佳地(di)為10％-17％，更(geng)佳地(di)為10％-15％，例如(ru)為12％或14％。

26、在本發明(ming)某些具體實施方案(an)中，所述(shu)含氟表面活性劑占所述(shu)切割液(ye)的(de)質(zhi)量百分比為1％-5％。

27、本發明中，所(suo)(suo)述油(you)基(ji)潤(run)滑劑占(zhan)所(suo)(suo)述切割液的質量百分比較(jiao)佳地為(wei)30％-50％，更佳地為(wei)30％-37％，例如為(wei)35％。

28、在(zai)本發(fa)明某些具體實(shi)施方案中，所述(shu)油基潤(run)滑劑占所述(shu)切割液的質量百分比(bi)為10％-30％。

29、在本發明某些具體實施方式(shi)中，所述切割液包括(kuo)以下方案中的任意一(yi)種(zhong)：

30、(a)所(suo)述(shu)(shu)切(qie)割(ge)液包(bao)括capstone?fs-60和(he)脂肪酸(suan)甲酯乙氧(yang)基(ji)化物(wu)，所(suo)述(shu)(shu)capstonefs-60占(zhan)所(suo)述(shu)(shu)切(qie)割(ge)液的(de)質量百分比為10％，所(suo)述(shu)(shu)脂肪酸(suan)甲酯乙氧(yang)基(ji)化物(wu)占(zhan)所(suo)述(shu)(shu)切(qie)割(ge)液的(de)質量百分比為35％；

31、(b)所(suo)述(shu)切(qie)(qie)割(ge)液包括fs-3100和(he)改性油脂乙氧基化物(wu)，所(suo)述(shu)fs-3100占所(suo)述(shu)切(qie)(qie)割(ge)液的質量百分(fen)比為15％，所(suo)述(shu)改性油脂乙氧基化物(wu)占所(suo)述(shu)切(qie)(qie)割(ge)液的質量百分(fen)比為30％；

32、(c)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)切割(ge)液包(bao)括capstone?fs-60、fs-3100和(he)脂(zhi)肪(fang)酸甲酯(zhi)乙(yi)氧基(ji)化(hua)物(wu)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)capstone?fs-60占(zhan)(zhan)(zhan)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)切割(ge)液的質(zhi)量(liang)百(bai)分(fen)(fen)比(bi)為5％，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)fs-3100占(zhan)(zhan)(zhan)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)切割(ge)液的質(zhi)量(liang)百(bai)分(fen)(fen)比(bi)為7％，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)脂(zhi)肪(fang)酸甲酯(zhi)乙(yi)氧基(ji)化(hua)物(wu)占(zhan)(zhan)(zhan)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)切割(ge)液的質(zhi)量(liang)百(bai)分(fen)(fen)比(bi)為37％；

33、(d)所(suo)(suo)述(shu)切(qie)割液(ye)包括(kuo)fs-3100和改性(xing)油脂(zhi)乙(yi)氧基(ji)化(hua)物，所(suo)(suo)述(shu)fs-3100占所(suo)(suo)述(shu)切(qie)割液(ye)的(de)(de)質量(liang)百分(fen)(fen)比為(wei)14％，所(suo)(suo)述(shu)改性(xing)油脂(zhi)乙(yi)氧基(ji)化(hua)物占所(suo)(suo)述(shu)切(qie)割液(ye)的(de)(de)質量(liang)百分(fen)(fen)比為(wei)30％；

34、(e)所(suo)述(shu)切(qie)割液(ye)(ye)包括(kuo)fs-3100和脂肪酸(suan)甲(jia)酯(zhi)(zhi)乙氧基化(hua)物，所(suo)述(shu)fs-3100占(zhan)所(suo)述(shu)切(qie)割液(ye)(ye)的質量(liang)百(bai)分比(bi)為10％，所(suo)述(shu)脂肪酸(suan)甲(jia)酯(zhi)(zhi)乙氧基化(hua)物占(zhan)所(suo)述(shu)切(qie)割液(ye)(ye)的質量(liang)百(bai)分比(bi)為35％；

35、(f)所(suo)述(shu)(shu)(shu)切割(ge)液(ye)包括capstone?fs-60和改性油(you)脂乙氧基(ji)化物(wu)，所(suo)述(shu)(shu)(shu)capstone?fs-60占(zhan)所(suo)述(shu)(shu)(shu)切割(ge)液(ye)的質量百分比(bi)(bi)為10％，所(suo)述(shu)(shu)(shu)脂肪酸(suan)甲(jia)酯乙氧基(ji)化物(wu)占(zhan)所(suo)述(shu)(shu)(shu)切割(ge)液(ye)的質量百分比(bi)(bi)為35％；

36、(g)所(suo)述(shu)(shu)(shu)切割(ge)液(ye)包(bao)括capstone?fs-60、脂(zhi)(zhi)肪酸甲(jia)酯(zhi)乙氧(yang)基化物和(he)改(gai)性油脂(zhi)(zhi)乙氧(yang)基化物，所(suo)述(shu)(shu)(shu)capstone?fs-60占所(suo)述(shu)(shu)(shu)切割(ge)液(ye)的質量百(bai)分比為(wei)10％，所(suo)述(shu)(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)肪酸甲(jia)酯(zhi)乙氧(yang)基化物占所(suo)述(shu)(shu)(shu)切割(ge)液(ye)的質量百(bai)分比為(wei)30％，所(suo)述(shu)(shu)(shu)改(gai)性油脂(zhi)(zhi)乙氧(yang)基化物占所(suo)述(shu)(shu)(shu)切割(ge)液(ye)的質量百(bai)分比為(wei)5％；

37、(h)所(suo)述(shu)切(qie)割液包括(kuo)capstone?fs-60和脂肪酸(suan)甲酯(zhi)乙氧(yang)基(ji)(ji)化物，所(suo)述(shu)capstonefs-60占(zhan)所(suo)述(shu)切(qie)割液的質(zhi)(zhi)量百分比(bi)為10％，所(suo)述(shu)脂肪酸(suan)甲酯(zhi)乙氧(yang)基(ji)(ji)化物占(zhan)所(suo)述(shu)切(qie)割液的質(zhi)(zhi)量百分比(bi)為50％；

38、(i)所(suo)述(shu)切(qie)割(ge)(ge)液(ye)包括capstone?fs-60和脂肪酸(suan)甲(jia)酯(zhi)乙氧基(ji)化物，所(suo)述(shu)capstonefs-60占所(suo)述(shu)切(qie)割(ge)(ge)液(ye)的(de)質量百分(fen)比(bi)為17％，所(suo)述(shu)脂肪酸(suan)甲(jia)酯(zhi)乙氧基(ji)化物占所(suo)述(shu)切(qie)割(ge)(ge)液(ye)的(de)質量百分(fen)比(bi)為35％。

39、其中，較(jiao)佳(jia)地(di)，上(shang)述(a)-(i)任意一種方案中，所述切(qie)割液(ye)的(de)余量為水。

40、本(ben)發明(ming)還提供了一種上述(shu)切割液的制備(bei)方法(fa)，所述(shu)切割液的制備(bei)方法(fa)包括以下步驟(zou)：將含氟表(biao)面活性劑(ji)加入溶解后的油基潤滑劑(ji)中并混(hun)合均勻即可。

41、本(ben)發明(ming)(ming)中(zhong)，所述切割液的制備方法(fa)較佳(jia)地包括(kuo)以下(xia)步驟(zou)：室(shi)溫下(xia)，用(yong)去離子水(shui)溶解(jie)油基潤滑劑，將含氟表面活(huo)性劑加入(ru)溶解(jie)后的油基潤滑劑中(zhong)并混合均勻即可。本(ben)發明(ming)(ming)中(zhong)，室(shi)溫是指溫度為15-40℃。

42、在本發(fa)明一具體(ti)實施方案中，所述切割液的制備方法包括以下步驟：室溫(wen)下，先將油基(ji)潤滑劑(ji)和去離子水(shui)混合并攪拌(ban)均勻，待(dai)(dai)油基(ji)潤滑劑(ji)溶解后(hou)加入(ru)含(han)氟表(biao)面活(huo)(huo)性劑(ji)，邊加入(ru)邊攪拌(ban)，待(dai)(dai)含(han)氟表(biao)面活(huo)(huo)性劑(ji)全部加入(ru)后(hou)再攪拌(ban)10min即可。

43、本發明還提供了(le)一種上(shang)述切割(ge)液在硅(gui)片制備中的應用。

44、在符合本領域常識(shi)的基礎(chu)上(shang)，上(shang)述各優選(xuan)條(tiao)件，可任意組合，即得本發明各較佳實(shi)例。

45、本發明所用試劑和原料均(jun)市(shi)售(shou)可得。

46、本(ben)發明的(de)積極進步效果在于：

47、本發明將(jiang)含(han)氟表面(mian)活性劑和油基潤(run)滑劑配合使(shi)用，使(shi)制得(de)的(de)切割液具(ju)有優(you)異的(de)潤(run)滑性能和潤(run)濕分散性能，能夠同時降低斷線率和崩邊率。