專利名稱：一種具有抗氧化性能的切割液及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于晶體硅等硬脆性材料多線切割的切割液，具體涉及一種具有 高抗氧化性能的切割液。
背景技術：
近年來隨著太陽能發(fā)電行業(yè)市場的升溫，晶體硅切片行業(yè)得到了長足的發(fā)展，但 隨之而來的也反應出了一些問題，如硅片經切割后，硅片表面污染嚴重，不易于清洗，而且 硅片表面的雜質也會對后續(xù)制絨產生影響，使電池片轉換效率下降；又如目前的回收液的 回收效率均較低，不僅提高了切割成本，也使低分子量的聚醚進入污水中，造成環(huán)境污染；晶體硅切片中的環(huán)境問題及如何降低硅片的污片率，特別是提高電池片加工的成 品率及降低切割成本已經成為太陽能工業(yè)繼續(xù)發(fā)展的障礙，申請人經過長期研究認為，線 切割工藝中避免硅片表面氧化及切割液組分分解，對降低硅片污片率及提高切割液回用率 具有重要作用。但選擇性能優(yōu)良的線切割液更是減小上述問題的重要途徑。提高切割液的 抗氧化性，不僅能避免新生硅片表面氧化，提升硅片的易清洗特性，減少污片率；而且也能 防止切割液中的聚醚組分降解，提高切割液的回用率，降低環(huán)境污染。目前國內外已有線切割液的成型產品，大體分為油基切割液和水基切割液兩種類 型，但市售產品均不具備抗氧化特性，均存在不能有效控制污片率及硅片表面品質的缺陷， 且不具備阻止切割液中聚醚組分分解的功能，導致在切割液回收過程中分解的低組分損失 量大，造成回收液回收率低，同時也增加了環(huán)境污染。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決線切割過程產生的氧化片及在廢砂漿循環(huán)再生工藝中 存在的回收液收率不高的技術問題，而提高一種具有抗氧化性能的切割液，其能明顯提高 硅片表面的清洗效果，而且能提高廢砂漿中的回收液的收率，降低環(huán)境污染，同時有效降低 切割成本。本發(fā)明的上述目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的提供一種具有抗氧化性能的切割液，它由以下重量百分比的組分組成聚醚50 90螯合劑1 10抗氧劑 0.01 20去離子水 0 20。所述聚醚可以是分子量在100 10000的聚乙二醇、聚丙二醇或其混合物。所述的螯合劑可以是乙二胺四乙酸(EDTA)、檸檬酸(CA)、酒石酸(TA)、聚丙烯酸、 聚磷酸中的一種或兩種以上的混合物。所述的抗氧劑由主抗氧劑和輔助抗氧劑組成，其中主抗氧劑的用量占切割液質量 的0.01 10%，輔助抗氧劑的用量占切割液質量的0 10%。
所述的主抗氧劑可以是二苯胺、對苯二胺、二氫喹啉、2，6_ 二叔丁基對甲基苯酚、 甲基氫醌、雙(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)硫醚、四[β-(3，5-三級丁基-4-羥基苯基) 丙酸]季戊四醇酯等化合物及其聚氧乙烯的衍生物中的一種或兩種以上的混合物。最佳選 擇為2，6_ 二叔丁基對甲基苯酚、甲基氫醌的一種或他們的混合物。所述輔助抗氧劑對主抗氧劑的抗氧化性能起到增效作用，可以是雙十二碳醇酯、 雙十四碳醇酯、雙十八碳醇酯、三辛亞磷酸酯、三癸亞磷酸酯、三(十二碳醇)亞磷酸酯和三 (十六碳醇)亞磷酸酯等的其中一種或兩種以上的混合物。最佳選擇為雙十二碳醇酯、三辛 亞磷酸酯的一種或他們的混合物。本發(fā)明還提供所述的切割液的如下制備方法在30 60°C下，將所述的去離子水、聚醚、抗氧劑和螯合劑按照所述比例混合后， 攪拌2 3小時，再用三乙醇胺中和至pH值5 7，然后降溫至常溫，即得到本發(fā)明所述的 切割液。本發(fā)明中各組分的作用分別為抗氧劑是指一種能夠抑制或者延緩高聚物和其他有機化合物在空氣中熱氧化的 有機化合物。也是能防止聚合物材料因氧化引起變質的物質。切割液的主體成分為高分子 聚醚類，由于醚鍵中的氧原子的誘導效應，使α位的H原子活性增加，故它們能被空氣中的 氧(或氧化劑)氧化，生成過氧化物，即其C-H鍵自動地被氧化成C-O-O-H基團，而形成過 氧化物。過氧化物有利于硅片表面氧化層的生成，氧化層中包裹某些金屬雜質及氧化硅粉 類，使硅粉及金屬雜質易于吸附于硅片表面，由于其吸附力產生于化學鍵合吸附，從而導致 清洗過程不易除去，造成污片的產生。在切割液組分中加入抗氧劑后，可有效防止C-O-O-H 基團在切割液中存在，而且有效保護了新生硅片表面免于被氧化，此時附著于硅片表面的 金屬雜質及硅粉屬物理吸附，易于清洗除掉。另外，由于切割液中的聚醚組分具有自氧化功能，即自身形成過氧化物，進一步分 解而導致聚醚斷鏈，這一過程為聚醚的降解過程。聚醚的降解過程不斷的產生小分子的聚 醚組分，在從廢砂漿中回收回收液的過程中，需將聚醚降解產生的小分子聚醚組分除掉，以 保持回收切割液的粘度特性，從而保證切割質量。這不僅會對環(huán)境造成污染，而且會隨著回 收次數(shù)的增加回收切割液的收率不斷下降，從而提高切割成本?？寡鮿勖丫哂辛己玫?抗降解特性，可有效防止切割液中的高分子聚醚斷鏈，有助于提高回收切割液的收率，有效 減少環(huán)境污染。高分子量的聚醚不僅可以作為固體顆粒的分散劑，而且保證了足夠的潤滑能力， 其分散能力表現(xiàn)在吸附于固體顆粒表面，產生足夠高的位壘，阻礙固體顆粒互相接近、聚 集，保證了砂漿的懸浮性能。螯合劑具有優(yōu)良的去除金屬離子的性能，尤其是可以明顯去除線鋸產生的鐵離 子，防止其與新切硅片表面形成鍵合，污染硅片。去離子水主要用作溶劑，溶解呈固態(tài)的高分子量聚醚組分，同時，因其具有高的比 熱容，具有良好的帶熱效果，可有效防止硅片熱應力的產生。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述的具有抗氧化性能的切割液存在以下有益效果1)有效解決了硅片在切割過程表面氧化的問題，使硅片表面易于清洗，有效減少 了污片的產生，提高了成品率。
2)有效防止了切割液中的聚醚組分的降解，提升了廢砂漿回收中回收切割液的收 率，降低了切割成本。


圖1是市售切割液X的色譜譜圖。
圖2是市售切割液X回收后的色譜譜圖。
圖3是切割液A的色譜譜圖。
圖4是切割液A回收后的色譜譜圖。
圖5是切割液B的色譜譜圖。
圖6是切割液B回收后的色譜譜圖。
圖7是切割液C的色譜譜圖。
圖8是切割液C回收后的色譜譜圖。
具體實施例方式下面以實施例進一步說明本發(fā)明，以下實施例中用到的所有的原料化合物均為市
售產品。實施例1將0. 65噸去離子水投入5m3的攪拌釜中，開啟攪拌，升溫至50°C，依次加入4. 25 噸PEG-300、0. 05噸檸檬酸、0. 05噸BHT。攪拌2小時，用三乙醇胺中和至pH值5 7。降 溫至常溫，出料，用噸桶包裝，得到5噸切割液A。實施例2將3. 84噸PEG-200和0. 56噸PPG-400投入5m3的攪拌釜中，開啟攪拌，升溫至 500C，依次加入0. 025噸甲基氫醌、0. 025噸雙十八碳醇酯、0. 05噸EDTA, 0. 5噸去離子水。 攪拌2小時，用三乙醇胺中和至pH值5 7。降溫至常溫，出料，用噸桶包裝，得到5噸切割 液B。實施例3將3. 905噸PPG-250和1噸水投入5m3的攪拌釜中，開啟攪拌，升溫至50°C，依次 加入0. 02噸對苯二胺、0. 005噸雙十二碳醇酯、0. 07噸TA。攪拌2小時，用三乙醇胺中和至 PH值5 7。降溫至常溫，出料，用噸桶包裝，得到5噸切割液C。將實施例1 3的切割液用于晶體硅切割試驗，切割條件與某市售切割液X (配方 為PEG250)的應用條件保持一致，并對切割后產生的廢漿料進行回收，對比市售切割液與 切割液A、B、C間的差別，晶體硅切割結果對比數(shù)據(jù)如下表1.污片率及成品率比較
切割液名稱污片率，%成品率，%市售切割液X0. 1791. 3切割液A0. 0294. 權利要求
一種具有抗氧化性能的切割液，其特征在于，它由以下重量百分比的組分組成聚醚 50～90螯合劑 1～10抗氧劑 0.01～20去離子水 0～20。
2.權利要求1所述的切割液，其特征在于所述聚醚是分子量在100 10000的聚乙 二醇、聚丙二醇或其混合物。
3.權利要求1所述的切割液，其特征在于所述的螯合劑是乙二胺四乙酸、檸檬酸、酒 石酸、聚丙烯酸、聚磷酸中的一種或兩種以上的混合物。
4.權利要求1所述的切割液，其特征在于所述的抗氧劑由主抗氧劑和輔助抗氧劑組 成，其中主抗氧劑的用量占切割液質量的0.01 10%，輔助抗氧劑的用量占切割液質量的 0 10%。
5.權利要求4所述的切割液，其特征在于所述的主抗氧劑是二苯胺、對苯二胺、二 氫喹啉、2，6_ 二叔丁基對甲基苯酚、甲基氫醌、雙(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)硫醚、四 [β-(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯化合物及其聚氧乙烯的衍生物中的 一種或兩種以上的混合物。
6.權利要求5所述的切割液，其特征在于所述的主抗氧劑為2，6-二叔丁基對甲基苯 酚、甲基氫醌的一種或他們的混合物。
7.權利要求4所述的切割液，其特征在于所述輔助抗氧劑是雙十二碳醇酯、雙十四碳 醇酯、雙十八碳醇酯、三辛亞磷酸酯、三癸亞磷酸酯、三(十二碳醇)亞磷酸酯和三(十六碳 醇)亞磷酸酯中的一種或兩種以上的混合物。
8.權利要求7所述的切割液，其特征在于所述的輔助抗氧劑為雙十二碳醇酯、三辛亞 磷酸酯的一種或他們的混合物。
9.權利要求1所述的切割液的制備方法，是在30 60°C下，將所述的去離子水、聚醚、 抗氧劑和螯合劑按照所述比例混合后，攪拌2 3小時，再中和至pH值5 7，然后降溫至 常溫，即得到所述的切割液。
10.權利要求9所述的制備方法，其特征在于所述的中和是用三乙醇胺進行中和。
11.權利要求1所述的具有抗氧化性能的切割液在硬脆性材料切割中的應用。
12.權利要求11所述的應用，其特征在于所述的硬脆性材料是晶體硅。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有抗氧化性能的切割液，它由以下重量百分比的組分組成50～90％的聚醚、1～10％的螯合劑、0.01～20％的抗氧劑和0～20％的去離子水。本發(fā)明切割液提高了聚醚的熱穩(wěn)定性，防止了聚醚過氧化物的產生，有效防止了硅片表面氧化，使硅片表面易于清洗；同時聚醚中抗氧劑的加入，有效防止了聚醚熱分解造成的斷鏈發(fā)生，提高了切割液的回用次數(shù)，降低了切割成本。
文檔編號C10M169/04GK101935576SQ201010500968
公開日2011年1月5日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權日2010年10月9日
發(fā)明者仲崇綱, 劉兆濱, 富揚, 朱建民, 董振鵬, 邊玉強 申請人:遼寧奧克化學股份有限公司;廣東奧克化學有限公司;吉林奧克新材料有限公司;奧克化學揚州有限公司