本發明屬(shu)于(yu)光伏(fu)產業切(qie)割，尤其(qi)是(shi)涉及(ji)一種金剛石線鋸用切(qie)割液(ye)及(ji)制(zhi)備方法和(he)應用。

背景技術：

1、隨著光伏發電產業的(de)發展，硅(gui)片的(de)使(shi)用量劇增(zeng)(zeng)，據(ju)統計，全球約80％的(de)太陽能(neng)電池都要(yao)使(shi)用硅(gui)片，前(qian)些年的(de)游離(li)磨料多線(xian)切(qie)(qie)割(ge)(ge)主要(yao)是通過金屬(shu)絲(si)帶動研(yan)磨料進(jin)行研(yan)磨加工(gong)來切(qie)(qie)割(ge)(ge)硅(gui)片，需(xu)要(yao)保證切(qie)(qie)割(ge)(ge)液(ye)對(dui)于游離(li)磨料具有良(liang)好的(de)分散性(xing)。而固(gu)結磨料多線(xian)切(qie)(qie)割(ge)(ge)以(yi)其高(gao)效率、高(gao)質量、低損(sun)耗、低成本(ben)、低污染等優(you)勢(shi)成為目前(qian)最常用的(de)硅(gui)片切(qie)(qie)割(ge)(ge)方法之一，而切(qie)(qie)割(ge)(ge)液(ye)是影響硅(gui)片切(qie)(qie)割(ge)(ge)質量和效率的(de)關鍵(jian)因素(su)之一。隨著金剛線(xian)進(jin)給速度的(de)增(zeng)(zeng)加、硅(gui)片尺寸增(zeng)(zeng)大(da)、切(qie)(qie)割(ge)(ge)效率的(de)提(ti)升，也對(dui)于切(qie)(qie)割(ge)(ge)液(ye)的(de)潤滑性(xing)能(neng)和冷卻性(xing)能(neng)提(ti)出了更大(da)的(de)挑戰。

2、202310457524.2提(ti)出一(yi)種薄硅(gui)片(pian)金(jin)(jin)剛線切(qie)(qie)(qie)割液(ye)、制(zhi)備(bei)方(fang)法(fa)(fa)(fa)與用途，該(gai)發明中(zhong)存在(zai)難(nan)溶物質，使得制(zhi)備(bei)工(gong)藝(yi)(yi)復(fu)(fu)雜，且切(qie)(qie)(qie)割液(ye)切(qie)(qie)(qie)割硅(gui)片(pian)a率仍有提(ti)升空間。202211583159.1提(ti)出一(yi)種提(ti)高(gao)(gao)分散性、降低泡沫(mo)型金(jin)(jin)剛線硅(gui)片(pian)切(qie)(qie)(qie)割液(ye)及(ji)其制(zhi)備(bei)方(fang)法(fa)(fa)(fa)，該(gai)方(fang)法(fa)(fa)(fa)需(xu)要進行加(jia)(jia)熱及(ji)過(guo)濾(lv)工(gong)藝(yi)(yi)，制(zhi)備(bei)工(gong)藝(yi)(yi)復(fu)(fu)雜。202310771377.6提(ti)出一(yi)種金(jin)(jin)剛線切(qie)(qie)(qie)割液(ye)、其制(zhi)備(bei)方(fang)法(fa)(fa)(fa)與應用，該(gai)發明采用含氟表面活(huo)性劑對(dui)環境會造成污(wu)染，以(yi)及(ji)后續污(wu)水處(chu)理(li)會進一(yi)步增加(jia)(jia)成本，且崩邊率仍有提(ti)升空間。202211176472.3提(ti)出一(yi)種硅(gui)晶體線切(qie)(qie)(qie)割液(ye)及(ji)制(zhi)備(bei)方(fang)法(fa)(fa)(fa)，該(gai)發明切(qie)(qie)(qie)割液(ye)ph值(zhi)較高(gao)(gao)對(dui)后續廢液(ye)處(chu)理(li)增加(jia)(jia)了難(nan)度，雖然提(ti)升了生產(chan)效率，但并未提(ti)及(ji)對(dui)于生產(chan)良率的影(ying)響。

3、因此，亟需(xu)一款金剛石線鋸用切(qie)割液(ye)以解決切(qie)割工藝中出現的劃(hua)痕、斷線等問題，提(ti)高切(qie)割良率。

技術實現思路

1、有(you)鑒于此，本(ben)發明旨在提(ti)出一(yi)種金(jin)剛石線鋸(ju)(ju)用(yong)切(qie)割(ge)(ge)液及(ji)制(zhi)備方法和應用(yong)，以及(ji)解(jie)決上述問(wen)題，金(jin)剛石線鋸(ju)(ju)用(yong)切(qie)割(ge)(ge)液能夠(gou)降(jiang)低電導率，減小(xiao)表面張力，提(ti)升硅粉沉降(jiang)性(xing)，減少泡沫富集，增強潤滑性(xing)，降(jiang)低片均線痕和ttv，提(ti)高切(qie)割(ge)(ge)效率；另外，本(ben)發明的(de)成(cheng)分成(cheng)本(ben)低，便于推廣應用(yong)。

2、一種金剛石線鋸用切割液(ye)，按質量百分數(shu)計，包(bao)括(kuo)：

3、

4、進一步地(di)，所述(shu)多元飽和醇(chun)包(bao)括丙二(er)(er)醇(chun)、二(er)(er)丙二(er)(er)醇(chun)、丙三醇(chun)、丁二(er)(er)醇(chun)、2-甲(jia)基丁二(er)(er)醇(chun)、戊(wu)二(er)(er)醇(chun)、2-甲(jia)基戊(wu)二(er)(er)醇(chun)中的(de)一種或兩種及(ji)以上；

5、優選地(di)，多元飽和醇為1-甲基戊二醇、丙(bing)二醇和二丙(bing)二醇。

6、優選(xuan)地，1-甲基戊二醇(chun)、丙(bing)二醇(chun)和(he)二丙(bing)二醇(chun)的質量(liang)比為：7-8：0.2-0.5：1-1.5

7、進一步地(di)，所述有機(ji)(ji)酸為3-10個(ge)碳鏈(lian)的有機(ji)(ji)酸中的一種(zhong)或多種(zhong)；

8、優選地，有機酸包括乳酸、癸酸中(zhong)的一種。

9、進一(yi)步地(di)，所述有機堿包(bao)括(kuo)二乙(yi)醇胺(an)、三(san)乙(yi)醇胺(an)、二環己胺(an)、二甘醇胺(an)、二異丙醇胺(an)中的一(yi)種或(huo)兩種及以上。

10、進(jin)一(yi)步地，所(suo)述潤滑劑為嵌(qian)段聚醚；

11、優(you)選地，所(suo)述嵌(qian)段(duan)聚(ju)(ju)醚為聚(ju)(ju)氧(yang)(yang)丙(bing)烯氧(yang)(yang)化乙(yi)(yi)烯甘油醚、丙(bing)二醇(chun)嵌(qian)段(duan)聚(ju)(ju)醚、聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)二醇(chun)-聚(ju)(ju)丙(bing)二醇(chun)-聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)二醇(chun)三嵌(qian)段(duan)共聚(ju)(ju)物、反式嵌(qian)段(duan)聚(ju)(ju)醚中的一種兩種及以上。

12、進一步地，所(suo)述有機硅(gui)為二甲(jia)(jia)基聚硅(gui)氧(yang)烷、二乙基聚硅(gui)氧(yang)烷、甲(jia)(jia)基乙基聚硅(gui)氧(yang)烷中(zhong)的一種(zhong)或多種(zhong)。

13、進一(yi)步地，所述沉降劑包括脲胺亞基胺類季銨(an)鹽、酰胺類聚合物中的一(yi)種(zhong)或多種(zhong)。

14、一種制備(bei)上述金剛石線(xian)(xian)鋸(ju)用(yong)切(qie)(qie)割液的(de)方法，包括(kuo)如下(xia)(xia)步驟：在室溫條件下(xia)(xia)，將多元(yuan)飽(bao)和(he)醇、潤滑劑(ji)、有機(ji)(ji)(ji)硅、沉降劑(ji)以任意的(de)順序加(jia)入去離(li)子水中，攪(jiao)拌(ban)均(jun)勻(yun)后加(jia)入有機(ji)(ji)(ji)酸、有機(ji)(ji)(ji)堿(jian)(jian)攪(jiao)拌(ban)得(de)到混合(he)溶液，將混合(he)液體(ti)的(de)ph調至堿(jian)(jian)性；使(shi)用(yong)檢測裝(zhuang)置對金剛石線(xian)(xian)鋸(ju)用(yong)切(qie)(qie)割液進(jin)行檢測，滿足0～70s平均(jun)摩擦(ca)(ca)系數小于(yu)1.4，則得(de)到金剛石線(xian)(xian)鋸(ju)用(yong)切(qie)(qie)割液，優(you)選地(di)(di)，將混合(he)液體(ti)的(de)ph調至7.35-7.45；優(you)選地(di)(di)，檢測裝(zhuang)置包括(kuo)往復運動模(mo)塊、力(li)學傳(chuan)感器、上夾(jia)具(ju)、上摩擦(ca)(ca)副(fu)(fu)、下(xia)(xia)夾(jia)具(ju)、下(xia)(xia)摩擦(ca)(ca)副(fu)(fu)；

15、下(xia)(xia)夾具設(she)(she)置在摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)磨(mo)損試(shi)驗機上(shang)(shang)，下(xia)(xia)摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)副(fu)(fu)設(she)(she)置在下(xia)(xia)夾具上(shang)(shang)，上(shang)(shang)摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)副(fu)(fu)設(she)(she)置在上(shang)(shang)夾具上(shang)(shang)，上(shang)(shang)夾具與摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)磨(mo)損試(shi)驗機的加壓裝置連接，待測金剛石(shi)線鋸用切割液設(she)(she)置在上(shang)(shang)摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)副(fu)(fu)和(he)下(xia)(xia)摩(mo)(mo)擦(ca)(ca)(ca)副(fu)(fu)之(zhi)間；

16、兩(liang)個力學傳感(gan)器設(she)置在下(xia)夾具的兩(liang)側(ce)；兩(liang)個力學傳感(gan)器與(yu)兩(liang)個往(wang)復運動模塊與(yu)連(lian)接(jie)；

17、步驟s1中的(de)上夾(jia)具能夠固定球(qiu)及圓柱體；

18、上摩擦副(fu)的(de)材(cai)質為陶(tao)瓷(ci)、氮(dan)化(hua)(hua)硅、碳化(hua)(hua)硅、陶(tao)瓷(ci)中的(de)一種；

19、上(shang)摩擦副為球體或(huo)頂(ding)部為球面的圓柱體；

20、球(qiu)體或(huo)頂部(bu)球(qiu)體的(de)直徑為0.5～10mm；

21、下(xia)夾具為固定塊夾具，下(xia)摩擦副包括單晶硅(gui)(gui)塊、多晶硅(gui)(gui)塊、氮化(hua)硅(gui)(gui)塊、碳化(hua)硅(gui)(gui)塊、陶(tao)瓷塊、金剛石片中(zhong)的(de)一種；

22、力學傳感器的量程為0.2～200n。

23、檢測時，金剛石線(xian)鋸用切割液的使用量為0.5～5ml；

24、加(jia)載到摩擦磨(mo)損試驗機(ji)設定的載荷(he)值后靜(jing)止的時間(jian)為0.1～10s；

25、測試的(de)加載負荷為0.2～180n；

26、測試的時(shi)間為0.1～60min；

27、測試(shi)的(de)頻率為(wei)0.5～20hz；

28、測(ce)試中往復運動模塊的運動行程為0.1～15mm。

29、上述金剛(gang)石線鋸用(yong)(yong)切割(ge)液(ye)的(de)應用(yong)(yong)于金剛(gang)石線鋸切割(ge)時的(de)加工溶(rong)液(ye)。

30、進一步地，將金(jin)剛石線鋸用(yong)切割液利用(yong)去離(li)子水(shui)稀(xi)釋(shi)5～1000倍進行使(shi)用(yong)。

31、相對于(yu)現(xian)有技術，本發明所述的一種金剛石線鋸用(yong)切割液及制備方法和應用(yong)具有以下(xia)優勢：

32、1、本(ben)(ben)發明提(ti)供(gong)的金剛(gang)石線鋸用切割液以去(qu)離子水為基體(ti)，整體(ti)粘(zhan)度(du)較(jiao)低(di)，成本(ben)(ben)低(di)，提(ti)升(sheng)線鋸的切割速率(lv)，降低(di)線耗，擁有(you)較(jiao)高的導熱(re)速率(lv)。

33、2、本發明提供的金剛石線鋸用(yong)切(qie)(qie)割(ge)液對于片上殘留(liu)切(qie)(qie)屑(xie)的清洗能力強，避(bi)免切(qie)(qie)割(ge)過程中產生(sheng)的硅粉富集造成斷線，通過引(yin)入了(le)多(duo)元醇，或優化(hua)聚醚比例(li)，增強體(ti)系穩定性。

34、3、本發明提供的金(jin)剛(gang)石線(xian)鋸用切(qie)割液(ye)具有較優的潤滑性能。

35、4、本發明提(ti)供的(de)(de)金剛石線鋸(ju)用(yong)切(qie)割液(ye)具(ju)有較(jiao)優(you)的(de)(de)硅粉(fen)沉降(jiang)性，能夠將切(qie)割過程(cheng)中產生的(de)(de)硅粉(fen)快速沉降(jiang)至液(ye)池(chi)底部，避免硅粉(fen)二次進入切(qie)割區(qu)，提(ti)升硅片良率。

36、5、本發明通過多種聚醚(mi)的復配，平衡不同類(lei)型聚醚(mi)的特點，實現切(qie)割液同時具備低(di)電導(dao)率、低(di)表(biao)面張(zhang)力、適(shi)宜(yi)ph、優異潤滑性(xing)、低(di)泡、高潤濕、優異體系(xi)穩(wen)定性(xing)等特點。

技術特征：

1.一種金剛石(shi)線鋸用切割液，其(qi)特(te)征在于(yu)，按(an)質量百分數計，包(bao)括(kuo)：

2.根(gen)據權(quan)利要求1所述的金剛石線鋸用切割液(ye)，其特(te)征在于，所述多元飽和(he)醇(chun)(chun)(chun)包(bao)括(kuo)丙二(er)醇(chun)(chun)(chun)、二(er)丙二(er)醇(chun)(chun)(chun)、丙三醇(chun)(chun)(chun)、丁(ding)二(er)醇(chun)(chun)(chun)、2-甲(jia)基(ji)丁(ding)二(er)醇(chun)(chun)(chun)、戊二(er)醇(chun)(chun)(chun)、2-甲(jia)基(ji)戊二(er)醇(chun)(chun)(chun)中的一種或兩種及以上(shang)；

3.根據權利要求1所述的(de)金剛石線鋸用切割液，其特(te)征在于，所述有(you)機酸為3-10個碳鏈的(de)有(you)機酸中的(de)一種或多(duo)種；

4.根據權利要求(qiu)1所述的金剛石線鋸用切割液(ye)，其特征在于，所述有機堿包括二(er)乙醇(chun)(chun)胺(an)(an)(an)、三乙醇(chun)(chun)胺(an)(an)(an)、二(er)環己胺(an)(an)(an)、二(er)甘醇(chun)(chun)胺(an)(an)(an)、二(er)異丙(bing)醇(chun)(chun)胺(an)(an)(an)中的一種(zhong)或兩種(zhong)及以(yi)上。

5.根(gen)據(ju)權利要求1所述(shu)(shu)的金剛石線鋸用(yong)切割液(ye)，其特征在于，所述(shu)(shu)潤滑劑為嵌段聚醚；

6.根據(ju)權利(li)要求1所述的(de)金剛石線鋸用切割(ge)液(ye)，其特征在于，所述有(you)機硅(gui)為二(er)甲基聚(ju)硅(gui)氧烷(wan)、二(er)乙基聚(ju)硅(gui)氧烷(wan)、甲基乙基聚(ju)硅(gui)氧烷(wan)中的(de)一(yi)種(zhong)或(huo)多種(zhong)。

7.根(gen)據根(gen)據權利要(yao)求1所述(shu)的(de)金剛(gang)石(shi)線鋸用切割液，其特(te)征在于(yu)，所述(shu)沉降劑包(bao)括脲胺亞基胺類(lei)季銨鹽、酰胺類(lei)聚合物(wu)中的(de)一種(zhong)或多種(zhong)。

8.一(yi)種制(zhi)備(bei)如權利(li)要求1～7任(ren)一(yi)所述金(jin)剛石線(xian)鋸(ju)用(yong)(yong)(yong)切割液(ye)的方法，其(qi)特(te)征在(zai)于(yu)，包括如下步驟：在(zai)室溫條件下，將多元飽(bao)和醇、潤滑劑、有機硅(gui)、沉(chen)降劑以任(ren)意的順序加入去離子水中，攪拌均(jun)勻后加入有機酸(suan)、有機堿攪拌得(de)到(dao)混合(he)溶液(ye)，將混合(he)液(ye)體的ph調(diao)至堿性，使用(yong)(yong)(yong)檢測(ce)(ce)裝置對金(jin)剛石線(xian)鋸(ju)用(yong)(yong)(yong)切割液(ye)進行檢測(ce)(ce)，滿足0～70s平(ping)均(jun)摩擦系數小于(yu)1.4，則(ze)得(de)到(dao)金(jin)剛石線(xian)鋸(ju)用(yong)(yong)(yong)切割液(ye)，優選地，將混合(he)液(ye)體的ph調(diao)至7.35-7.45；

9.根據權利要求1-7任一項所述的(de)金剛石(shi)線鋸(ju)用(yong)切(qie)割(ge)液的(de)應用(yong)于金剛石(shi)線鋸(ju)切(qie)割(ge)時的(de)加(jia)工溶液。

10.根據權(quan)利要求9的(de)應用，其特征在于：將金(jin)剛石線(xian)鋸用切(qie)割液利用去離子水稀釋(shi)5～1000倍進(jin)行使用。

技術總結
本發明提供了一種金剛石線鋸用切割液及制備方法和應用，按照質量分數計包括以下組分：多元飽和醇2～20％；有機酸0.01～5％；有機堿0.01～5％；聚醚1～80％；消泡劑0.01～1％；沉降劑0.01～1％；其余為去離子水。采用上述配方后，本發明的金剛石線鋸用切割液能夠降低電導率，減小表面張力，提升硅粉沉降性，減少泡沫富集，增強潤滑性，降低片均線痕和TTV，提高切割效率；另外，本發明的成分成本低，便于推廣應用。

技術研發人員：戴媛靜,鄒洋,張紫銅,張晨輝,雒建斌
受保護的技術使用者：清華大學天津高端裝備研究院
技術研發日：
技術公布日：2024/9/19