專利名稱：具有高度清洗性的水溶性切削液的制作方法
具有高度清洗性的水溶性切削液
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有高度清洗性的水溶性切削液與一種切削硬脆材料的方法，且特別涉及一種具有陰離子表面活性劑的水溶性切削液。
背景技術(shù)：
有關(guān)綠色議題的條約，主要目的是穩(wěn)定大氣中溫室氣體濃度于可防止危險(xiǎn)的干擾氣候系統(tǒng)的人為因素的含量，而隨著節(jié)能省碳、綠色環(huán)保議題風(fēng)起云涌，在國際原油價格節(jié)節(jié)上漲下，節(jié)能與開發(fā)替代能源愈來愈受國際間的重視。太陽光電技術(shù)(photovoltaic technology)是21世紀(jì)的重要新興節(jié)能與替代能源產(chǎn)業(yè)。太陽光電技術(shù)是利用太陽光與材料相互作用直接產(chǎn)生電力的一種無污染且可再生的能源，尤其是太陽能電池在使用時并不會釋放出包含諸如二氧化碳之類的不希望存在的氣體，如此方能改善生態(tài)環(huán)境、解決地球溫室效應(yīng)等問題。太陽能電池的生產(chǎn)過程，是從最上游的原料為硅(Si)，由多晶硅長晶成晶棒 (ingot)后，再經(jīng)過修角、切片、刻蝕后制成硅晶圓(wafer)，再經(jīng)清洗、印刷、蒸鍍后，成為太陽能電池(solar cell)的主要原料。由于單一太陽能電池所輸出的電力有限，為提高發(fā)電量，通常會將許多太陽能電池并聯(lián)組裝成模塊(module)，最后搭配負(fù)責(zé)直/交流電轉(zhuǎn)換電力的調(diào)節(jié)器(inverter)，建置成太陽能光電系統(tǒng)(PV System)。隨著太陽光電技術(shù)發(fā)展至今，線鋸切割技術(shù)已成為目前太陽能單晶硅與多晶硅切片用的方法。線鋸切割有兩種方式，一是使用固定磨粒線鋸切割，另一是使用游離磨粒線鋸切割。固定磨粒通常采用金剛石線鋸鋸絲，其是將高硬度、高耐磨性的金剛石磨粒牢固地電鍍在鋼絲基材上面制作成的一種切割工具，具有高硬度、高耐磨性等顯著優(yōu)點(diǎn)。由于金剛石磨粒被附著在鋼絲表面后，鋼絲基材不直接與工件接觸，因而使鋼絲壽命可大大提高，切割效率和精度也更高。另者，游離磨料線鋸切割的作用原理，是碳化硅(SiC)微粒被切削液帶入鋸縫，鋸絲施加在磨粒上的力，帶動磨粒沿切削表面滾動，同時壓擠磨粒嵌入切削表面， 進(jìn)而形成剝落片屑和表面裂縫，形成切割作用。一般，切削液的種類大致上可分為油溶性切削液(或非水溶性切削液)、水溶性切削液、氣態(tài)切削液與半固體切削液。已知技術(shù)中，油溶性切削液主要是以礦物油為基礎(chǔ)及添加含硫或氯等元素的油劑。水溶性切削液主要是由水、表面活性劑、油性改良劑、耐超高壓添加劑及防銹劑所組成的混合物，具體言之，水溶性切削液可包含礦物油、肥皂或硫酸酯及高級醇或脂肪酸酯等組成，其中肥皂或硫酸酯作為乳化劑，高級醇或脂肪酸酯作為結(jié)合齊U。諸如此類已知的油溶性切削液或水溶性切削液，在切削過程中若溫度上升的話，將會有冒煙或甚至起火的危險(xiǎn)性，因此其缺點(diǎn)為僅能于低切削溫度作業(yè)下使用。切削液是否具有優(yōu)良效果，通常需考慮三項(xiàng)因素，包含(1)切削液自身質(zhì)量，包含分散劑、表面活性劑、有機(jī)堿、滲透劑、潤滑劑、消泡劑、防銹劑、防霉劑與乳化劑等；(2) 切削液對環(huán)境的影響，包含無毒、無害、易溶于水、揮發(fā)性小、生物降解性高、對人體不會傷害與不會氣味污染等；及(3)切削液使用后所表現(xiàn)的各種性能，包含降低磨擦系數(shù)、減小切削阻力、良好潤滑作用、良好滲透作用、良好冷卻作用與良好清洗作用等。線鋸切割技術(shù)中，潤滑特性非常重要，潤滑作用原理是利用分子的極性基團(tuán)吸附在金屬表面上，以形成物理與化學(xué)的潤滑膜，一般常用脂肪酸作為油性劑，但若磨擦區(qū)域的溫度高過100°c時，則潤滑膜將會失去效果，此時需添加極壓劑(extreme pressure)來改善，諸如含硫、磷或氯元素之類的極壓劑。潤滑過程通常包含液動潤滑、邊際潤滑與極壓潤滑三種過程。液動潤滑是潤滑油介于刀具面和工作面之間作物理分離，并無化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，黏度較高或較稠的油具有較大的分子，因此有優(yōu)選的分離效果。邊際潤滑是將極性物質(zhì)加入礦物油中，會在工件面和刀具面形成有化學(xué)鍵結(jié)的有機(jī)薄膜，這種薄膜會黏附在金屬表面，因此耐磨性比單純以油分子隔離工件及刀具的效果更好，已知技術(shù)中，脂類物質(zhì)早已用為礦物油添加劑，用來制成可產(chǎn)生合適有機(jī)薄膜的潤滑油，由于脂類對改進(jìn)切削有極顯著的效果，因此有助于刀具壽命的延長，此外，脂類添加劑會產(chǎn)生有機(jī)膜，它可以避免金屬的直接接觸，直到溫度升高至薄膜的熔點(diǎn)之前都有保護(hù)效果，溫度約在100°C至200°C。而在更高壓、高溫度的加工時，則需加入極壓添加劑。極壓潤滑在大多數(shù)的切削加工中，刀具前端溫度高于邊際潤滑溫度的范圍， 因此需要使用能產(chǎn)生較高熔點(diǎn)薄膜的添加劑。在潤滑過程中的極壓潤滑通常使用極壓添加劑，該極壓添加劑分為油溶性和水溶性。油溶性極壓添加劑，主要以含氯及硫或磷等極壓活性元素的化合物為主。當(dāng)使用含有氯、硫或磷之類的極壓添加劑時，添加劑會與金屬表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成一層低摩擦力的金屬衍生物薄膜。它具有類似干式潤滑的效果，可以防止金屬表面的磨損及熔合，例如氯膜可耐600°C，而硫膜可耐1000°C。由于含硫、磷的極壓劑加入水溶性切削液中容易對金屬產(chǎn)生腐蝕，尤其含磷化合物，其在廢液排放時，因?yàn)槿菀仔纬晌⑸镓S富營養(yǎng)源，而受到嚴(yán)格控制。含氯極壓劑，例如氯化石蠟等，由于價格低廉，效果也不錯，雖然其腐蝕性可加入合適的緩蝕劑而得到抑制，但已經(jīng)無法符合國際無鹵規(guī)范之要求。另一種極壓劑為水溶性極壓添加劑，主要以鉬系極壓添加劑與硼酸鹽極壓添加劑為主。但鉬系極壓添加劑價格昂貴，而硼酸鹽極壓添加劑溶解度太小。因此，為解決上述先前技術(shù)的問題且為能符合環(huán)保規(guī)定，需要開發(fā)新的削切液以符合上述的需求。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出一種水溶性切削液組成物，其利用陰離子表面活性劑的加入，使切削液具有優(yōu)良的清洗效果、延緩較長的干燥時間與提供良好的清屑能力，同時，由于陰離子表面活性劑穩(wěn)定性高且它的陰離子官能基還能增進(jìn)潤滑效果，因此具有類似極壓添加劑的作用。本發(fā)明的目的在于提供一種具有高度清洗性的水溶性切削液，包含⑴有機(jī)溶劑；(ii)陰離子表面活性劑，其具有如式⑴所示結(jié)構(gòu)R-A1-Om-Yn-Z-M(I)其中R 為 C5_2Q 烷基，
A 為 C6_12 芳基，0 為氧， Yn為聚氧乙烯基(-CH2CH2O-) n或聚氧丙烯基(-CH2CH2CH2O-) n，Z為硫酸根或磺酸根，M為氫、銨、堿金屬或堿土金屬或醇胺，1 為 0 或 1，m 為 0 或 1，η 為 0 至 50 ；及(iii)水。本發(fā)明中，所述水溶性切削液選擇地另包含成分(iv)輔助表面活性劑及/或成份 (ν)苯并三唑。本發(fā)明的另一目的在于提供一種切削硬脆材料的方法，其使用所述水溶性切削液應(yīng)用于硬脆材料加工中，其中該水溶性切削液含有水溶性極壓添加劑，其特征在于所述的水溶性極壓添加劑為式(I)的陰離子表面活性劑。

圖IA為本發(fā)明實(shí)施例1的水溶性切削液于切割后線鋸SEM圖示。圖IB為比較例1的水溶性切削液于切割后線鋸SEM圖示。
具體實(shí)施方式本發(fā)明的說明書、實(shí)施例及權(quán)利要求書中表示的成分量、性質(zhì)等的所有數(shù)字是指包含「約」或近似值范圍。本發(fā)明述及的術(shù)語「烷基」，意指直鏈或支鏈烷基。本發(fā)明述及的術(shù)語「芳基」，意指未經(jīng)取代的芳基或經(jīng)取代的芳基。本發(fā)明的水溶性切削液中，成分(i)有機(jī)溶劑為具有至少一個羥基(OH)的化合物、聚合物或其相關(guān)衍生物。本發(fā)明中，有機(jī)溶劑可選自包括酚類、醇類、其聚合物及相關(guān)衍生物的組群，優(yōu)選選自包括多元醇類、酚類、硫醇類、胺醇類與醇醚類的組群，更優(yōu)選為多元醇類。所述多元醇類可為C1,烷基多元醇或其聚合物，優(yōu)選為具有2至6個羥基(OH)的多元醇或其聚合物，諸如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、癸二醇、丙三醇、二丙三醇、己三醇、癸三醇、季戊四醇等。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選具體例，多元醇可選自包括乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、丙三醇、二丙三醇、聚乙二醇與聚丙二醇的組群。本發(fā)明中，可以單獨(dú)使用有機(jī)溶劑，或以二種以上的有機(jī)溶劑組合形式使用。以水溶性切削液總重量計(jì)，有機(jī)溶劑含量為50至99重量％，優(yōu)選為70至95重量％，更優(yōu)選為
80至95重量％。根據(jù)本發(fā)明的具體例，有機(jī)溶劑可使用單一多元醇類，或以二種以上多元醇類的組合形式使用。以水溶性切削液總重量計(jì)，多元醇類含量為50至99重量％，優(yōu)選為70至 95重量％，更優(yōu)選為80至95重量％。用于本發(fā)明水溶性切削液的陰離子表面活性劑具有如式(I)所示結(jié)構(gòu)
R-A1-Om-Yn-Z-M(I)式(I)中，R為C5J烷基，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實(shí)例，R可選自包括戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基與十八烷基的組群，其中這些烷基選擇地可經(jīng)烷基取代，R優(yōu)選為具有8至18個碳數(shù)的烷基，更優(yōu)選為具有10至17個碳數(shù)的烷基，最優(yōu)選為具有10至15個碳數(shù)的烷基。A為(6_12芳基，其可選擇地經(jīng)烷基取代，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實(shí)例，A優(yōu)選可選自包括苯基、丙基苯基、二甲基苯基、十二烷基苯基、十六烷基苯基與十八烷基苯基的組群， A更優(yōu)選為苯基。0代表氧基。Yn為CV6伸烷基氧基或其衍生聚合物，優(yōu)選為乙氧基(-CH2CH2O-)、丙氧基 (-CH2CH2CH2O-)、聚氧乙烯基(-CH2CH20-)n或聚氧丙烯基(-CH2CH2CH2O-)n，更優(yōu)選為聚氧乙
火布^￡ οZ為硫酸根或磺酸根，優(yōu)選為硫酸根。M為氫、銨、堿金屬或堿土金屬或醇胺，優(yōu)選為堿金屬或醇胺，更優(yōu)選為鈉或醇胺。式(I)中，1為0或l，m為0或1，及η為0至50。根據(jù)本發(fā)明，上述陰離子表面活性劑可以單獨(dú)使用，或以二種以上陰離子表面活性劑組合形式使用。本發(fā)明中，以水溶性切削液總重量計(jì)，陰離子表面活性劑含量為0. 01至10重量％，優(yōu)選為0. 01至5重量％，更優(yōu)選為0. 01至3重量％。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實(shí)例，陰離子表面活性劑可選自包括烷基(芳基)硫酸鹽類、烷基(芳基)醚硫酸酯鹽類、烷基(芳基)聚氧乙烯醚硫酸鹽類與烷基(芳基)磺酸鹽類的組群，優(yōu)選可選自包括烷基硫酸酯鹽類(alkyl sulfate)、烷基芳基硫酸鹽類(alkyl aryl sulfate)、烷基硫酸鹽(alkyl sulfate)、烷基醚硫酸酯鹽類(alkyl polyether sulfate)、烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽類(alkyl polyoxyethylene ether sulfate)、烷基磺酸鹽類(alkyl sulfonates)與烷基芳基磺酸鹽(alkyl aryl sulfonate)的組群。根據(jù)本發(fā)明的具體例，烷基(芳基)硫酸鹽類，具有如式(II)所示的結(jié)構(gòu)R，-(SO4)-M(II)式(II)中，R’為直鏈或支鏈C5_2(l烷基、C6_12芳基或選擇地經(jīng)烷基取代的C6_12芳基，M為氫、銨、堿金屬或堿土金屬或醇胺，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選具體例，R’為Cich15烷基， M為堿金屬或醇胺，M更優(yōu)選為鈉。烷基(芳基)醚硫酸酯鹽類及烷基(芳基)聚氧乙烯醚硫酸鹽類，具有如式(III) 所示結(jié)構(gòu)R，-O-(CH2CH2O)n-(SO3)-M (III)式(III)中，R’為直鏈或支鏈C5_2(l烷基、C6_12芳基或選擇地經(jīng)烷基取代的C6_12芳基，M為氫、銨、堿金屬或堿土金屬或醇胺，及η為0至50，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選具體例，R’ 為Cich15烷基，M為堿金屬或醇胺。烷基(芳基)磺酸鹽類，具如式(IV)所示的結(jié)構(gòu)R，-(SO3)-M(IV),式(IV)中，R’為直鏈或支鏈C5_2(l烷基、C6_12芳基或選擇地經(jīng)烷基取代的C6_12芳基，M為氫、銨、堿金屬或堿土金屬或醇胺，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選具體例，R’為C13_17烷基， M為堿金屬或醇胺，M最優(yōu)選為鈉。根據(jù)本發(fā)明的具體例，陰離子表面活性劑可選自包括Cich15烷基硫酸酯鹽類、Cich15 烷基C6_12芳基硫酸鹽類、Cich15烷基醚硫酸酯鹽類、Cich15烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽類、C13_17烷基磺酸鹽類與C13_17烷基C6_12芳基磺酸鹽的組群，優(yōu)選為Cich15烷基硫酸鹽類或C13_17烷基磺酸鹽類，優(yōu)選為彼等的堿金屬鹽類或醇胺鹽類。本發(fā)明水溶性切削液的成份(iii)水的種類不特別受限制，可使用選自包括超純水、蒸餾水、離子交換水、自來水、市售水與工業(yè)用水的組群中的任何一種。本發(fā)明中，成分余量為加水稀釋至100重量份。以水溶性切削液總重量為計(jì)，水的含量為5至40重量％，優(yōu)選為10至30重量％，更優(yōu)選為10至20重量％。本發(fā)明的水溶性切削液選擇地可另外包含至少一種添加劑，諸如分散劑、表面活性劑、防銹劑、消泡劑、脂肪酸、潤滑劑、有機(jī)堿、滲透劑、防霉劑與乳化劑等添加劑。根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實(shí)例，水溶性切削液選擇地可另添加成分(iv)至少一種輔助表面活性劑，該輔助表面活性劑可選自包括烷基(芳基)磷酸酯類、烷基(芳基)聚氧乙烯醚磷酸酯類、烷基(芳基)硫酸鹽類、烷基(芳基)醚硫酸酯鹽類、烷基(芳基)聚氧乙烯醚硫酸鹽類與烷基(芳基)磺酸鹽類的組群，優(yōu)選地選自包括烷基磷酸酯類(alkyl phosphate ester)、烷基芳基磷酸酯類(alkyl aryl phosphate ester)、烷基芳基聚氧乙烯醚磷酸酯類(alkyl aryl polyoxyethylene glycol phosphate ester)、烷基硫酸鹽類、烷基芳基硫酸鹽類、烷基醚硫酸酯鹽類、烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽類、烷基磺酸鹽類與烷基芳基磺酸鹽類的組群。根據(jù)本發(fā)明的具體例，烷基(芳基)磷酸酯類，具有如式(V)所示結(jié)構(gòu)R，-(PO4)-M (V)式(V)中，R’為直鏈或支鏈C5_2(l烷基、C6_12芳基或選擇地經(jīng)烷基取代的C6_12芳基， M為氫、銨、堿金屬或堿土金屬或醇胺，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選具體例，R’為C8_12烷基，M為堿金屬或醇胺。根據(jù)本發(fā)明的具體例，烷基(芳基)聚氧乙烯基磷酸酯具有如式(VI)所示結(jié)構(gòu)R，-O-(CH2CH2O)n-(PO4)-M (VI)式(VI)中，R’為直鏈或支鏈C5_2(l烷基、C6_12芳基或選擇地經(jīng)烷基取代的C6_12芳基，M為氫、銨、堿金屬或堿土金屬或醇胺，及η為0至50，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選具體例，R’ 為C8_12烷基，M為堿金屬或醇胺。根據(jù)本發(fā)明的具體例，輔助表面活性劑也可選自包括式(II)的烷基(芳基)硫酸鹽類、式(III)的烷基(芳基)醚硫酸酯鹽類/烷基(芳基)聚氧乙烯醚硫酸鹽類與式 (VI)的烷基(芳基)磺酸鹽類的組群。本發(fā)明中，輔助表面活性劑優(yōu)選可選自包括C5_2(l烷基磷酸酯類、C5_20烷基C6_12芳基磷酸酯類、C5_20烷基聚氧乙烯醚磷酸酯類、c5_20烷基c6_12芳基聚氧乙烯醚磷酸酯類、c5_20 烷基硫酸酯鹽類、C5_20烷基c6_12芳基硫酸鹽類、c5_20烷基醚硫酸酯鹽類、c5_20烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽類、c5_2(l烷基磺酸鹽類與c5_2(l烷基c6_12芳基磺酸鹽的組群，更優(yōu)選可選自包括c8_12 烷基磷酸酯類、c8_12烷基聚氧乙烯醚磷酸酯類、Cich15烷基硫酸酯鹽類、Cich15烷基醚硫酸酯鹽類、Cich15烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽類與C13_17烷基磺酸鹽類的組群。根據(jù)本發(fā)明的具體例，輔助表面活性劑為它們的堿金屬鹽類或醇胺鹽類。本發(fā)明中，以水溶性切削液總重量計(jì)，輔助表面活性劑含量為0. 001至15重量％， 優(yōu)選為0. 001至10重量％，更優(yōu)選為0. 001至5重量％。根據(jù)本發(fā)明的再一個具體實(shí)例，水溶性切削液選擇地可另添加成分(ν)苯并三唑，該苯并三唑(benzotriazole)可作為防銹劑，除了能防止工具磨損，能使工具壽命延長，更能針對鋼琴線鋸的表層黃銅結(jié)構(gòu)，達(dá)到保護(hù)作用，減緩使內(nèi)層鐵使用的磨耗，且應(yīng)用在水溶性切削液中，可減少金屬離子產(chǎn)生而影響硅芯片切削后質(zhì)量。本發(fā)明中，以水溶液切削液的總重量計(jì)，成分(ν)苯并三唑的含量為0.01至10重量％，優(yōu)選為0. 01至5重量％，更優(yōu)選為0. 01至3重量％。本發(fā)明又再提供一種切削硬脆材料的方法，其步驟包含將上述本發(fā)明的水溶性切削液應(yīng)用于硬脆材料的加工中，其中該水溶性切削液含有式(I)的陰離子表面活性劑，此陰離子表面活性劑具有極壓添加劑的特性。根據(jù)本發(fā)明的方法，其中硬脆材料包含石英玻璃、單晶硅或多晶硅等類的片材。本發(fā)明的水溶性切削液可具有良好的滲透性、黏度穩(wěn)定性、低起泡性、高濕潤能力與優(yōu)異的乳化能力。另一方面，本發(fā)明的水溶性切削液利用陰離子表面活性劑的加入，不但能使切削液具有優(yōu)良的清洗效果、延緩較長的干燥時間與提供良好的清屑能力，所述陰離子表面活性劑穩(wěn)定性高，且其陰離子官能基還能增進(jìn)潤滑效果及產(chǎn)生類似極壓添加劑之作用。本發(fā)明將借助下述具體實(shí)施例更詳盡地說明，只是這些實(shí)施例不意欲以任何方式限制本發(fā)明的范圍，雖然設(shè)于大范圍的數(shù)字范圍和參數(shù)范圍是近似值，但盡可能將數(shù)值精確地紀(jì)錄在特定的實(shí)施例中。[性能測試方法]A.分散性(清屑能力)測試準(zhǔn)備一水溶性切削液組成物，于該水溶性切削液組成物(96重量％ )中加入粒徑為1至2微米(μ m)的硅粉G重量％ )，經(jīng)攪拌均勻形成一混合物；之后，從該混合物中取出0. 1克滴于已稱重的載玻片上，利用涂布棒抹勻，于室溫下放置5分鐘，之后再于150°C下烘烤；接著取出該載玻片，使其冷卻5分鐘；接著將此載玻片傾斜擺放在裝有50毫升(mL) 的96%丙二醇水溶液的燒杯中，浸泡5分鐘，取出該載玻片稱重，并觀察燒杯內(nèi)硅粉分布情形。分散性(清屑能力)實(shí)驗(yàn)效果評估方式為〇70至100%的混合物殘留在丙二醇水溶液內(nèi)。Δ 40至70%的混合物殘留在丙二醇水溶液內(nèi)。X 低于40%的混合物殘留在丙二醇水溶液內(nèi)。B.干燥及清洗實(shí)驗(yàn)測試準(zhǔn)備一水溶性切削液組成物，于該水溶性切削液組成物(96重量％ )中加入粒徑為1至2微米(μ m)的硅粉G重量％ )，攪拌混合形成一混合物；接著，取0. 2克的混合物滴于載玻片上，將該載玻片放置于溫度為85°C的烘箱內(nèi)烤干，時間為60分鐘；接著，將該烤干的載玻片取出冷卻，觀察其干燥程度；接著，將該載玻片傾斜擺放，然后以清水沖洗該載玻片，清洗時間為30秒，觀察其清洗結(jié)果。
干燥實(shí)驗(yàn)效果評估方式為〇表示該混合物完全未干。Δ 表示該混合物部份干燥。X 表示該混合物部份完全干燥。清洗實(shí)驗(yàn)效果評估方式為〇表示該混合物完全被水清洗干凈。Δ 表示該混合物大部份被水清洗干凈。X 表示該混合物部份被水清洗干凈。C.潤滑耐磨作用測試準(zhǔn)備一水溶性切削液組成物，進(jìn)行切割測試儀器(MEYERBURGER DS 271)的硅晶棒切割測試；接著，利用SEM分析切削使用后之鋼琴線鋸的損耗情況。使用水溶性切削液進(jìn)行切割前，鋼琴線鋸直徑為120微米。[具體實(shí)施例]實(shí)施例1如表1所示成分比例，將二乙二醇O克)、丙二醇(76. 59克)、PEG600 (5克)、苯并三唑(0. 01克)、三乙醇胺(0. 2克)、苯二甲酸鹽(0. 02克)、辛酸(0. 18克)、TS_214(1 克，C10-15烷基硫酸鈉)與水(15克)充分混合，得到一含有陰離子表面活性劑的水溶性切削液組成物。實(shí)施例2如表1所示成分比例，將二乙二醇(2克)、丙二醇(76.09克)、PEG600(5克)、苯并三唑(0.01克)、三乙醇胺(0.2克)、苯二甲酸鹽(0.02克)、辛酸(0. 18克)、SW-923 (0. 5 克，C8_12烷基磷酸酯)、SAS-60(1克，C13_17烷基磺酸鈉)與水(15克)充分混合，得到一含有陰離子表面活性劑的水溶性切削液組成物。實(shí)施例3如表1所示成分比例，將二乙二醇(2克)、丙二醇(77.09克)、PEG600(5克)、苯并三唑(0.01克)、三乙醇胺(0.2克)、苯二甲酸鹽(0.02克)、辛酸(0. 18克)、SAS-60 (0. 5 克)與水(15克)充分混合，得到一含有陰離子表面活性劑的水溶性切削液組成物。比較例1如表1所示成分比例，將二乙二醇0克)、丙二醇(77.6克)、PEG600(5克)、三乙醇胺(0.2克)、苯二甲酸鹽(0.02克)、辛酸(0. 18克)與水(15克)充分混合，得到一不含有陰離子表面活性劑的水溶性切削液組成物。表 權(quán)利要求
1.一種具有高度清洗性的水溶性切削液，包含 (i) 50至99重量％的有機(jī)溶劑；( )0. 01至10重量％的陰離子表面活性劑，其具有如式⑴所示結(jié)構(gòu) R-A1-Om-Yn-Z-M (I) 其中R為 C5-20焼基， A為C6-12 芳基， 0為氧，Yn為聚氧乙烯基(-CH2CH2O-) n或聚氧丙烯基(-CH2CH2CH2O-) n，Z為硫酸根或磺酸根，M為氫、銨、堿金屬或堿土金屬或醇胺，1為0或1，m為 或1，η為0至50 ；及(iii)l至40重量％的水。
2.如權(quán)利要求1的水溶性切削液，其中所述有機(jī)溶劑含量為70至95重量％。
3.如權(quán)利要求2的水溶性切削液，其中所述有機(jī)溶劑含量為80至95重量％。
4.如權(quán)利要求1的水溶性切削液，其中所述成分(i)有機(jī)溶劑選自包含多元醇類、酚類、硫醇類、胺醇類與醇醚類的組群。
5.如權(quán)利要求4的水溶性切削液，其中所述多元醇類為具有2至6個羥基(OH)的多元醇或其聚合物。
6.如權(quán)利要求5的水溶性切削液，其中所述多元醇類選自包括乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、丙三醇、二丙三醇、聚乙二醇與聚丙二醇的組群中至少一種。
7.如權(quán)利要求1的水溶性切削液，其中所述陰離子表面活性劑含量為0.01至5重量％。
8.如權(quán)利要求7的水溶性切削液，其中所述陰離子表面活性劑含量為0.01至3重量％。
9.如權(quán)利要求1的水溶性切削液，其中所述陰離子表面活性劑選自包括下列組群的至少一種鹽類烷基(芳基)硫酸鹽類，如式(II) R，-(SO4)-M (II)，烷基(芳基)醚硫酸鹽類或烷基(芳基)聚氧乙烯醚硫酸鹽類，如式(III) R，-0-(CH2CH2O)n-(SO3) -M (III)，與烷基(芳基)磺酸鹽類，如式(IV) R，-(SO3)-M(IV),上述式中，R’為C5_2(l烷基或C6_12芳基，M為氫、銨、堿金屬或堿土金屬或醇胺，1為0或 l，m為0或1，及η為0至50。
10.如權(quán)利要求9的水溶性切削液，其中式(II)的烷基(芳基)硫酸鹽類中，R’為Cich15 烷基，M為堿金屬或醇胺。
11.如權(quán)利要求9的水溶性切削液，其中式(III)的烷基(芳基)醚硫酸鹽類或烷基 (芳基)聚氧乙烯醚硫酸鹽類中，R’為C8_12烷基，M為堿金屬或醇胺。
12.如權(quán)利要求9的水溶性切削液，其中式(IV)的烷基(芳基)磺酸鹽類中，R’為C13_17 烷基，M為堿金屬或醇胺。
13.如權(quán)利要求1的水溶性切削液，其還包含(iv)0.01至15重量％的輔助表面活性劑，其中該表面活性劑選自包括烷基磷酸酯類、烷基芳基磷酸酯類、烷基芳基聚氧乙烯醚磷酸酯類、烷基硫酸鹽類、烷基芳基硫酸鹽類、烷基醚硫酸酯鹽類、烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽類、 烷基磺酸鹽類與烷基芳基磺酸鹽類的組群中至少一種表面活性劑。
14.如權(quán)利要求1至13項(xiàng)中任一項(xiàng)的水溶性切削液，其還包含(v)0.01至10重量％的苯并三唑。
15.一種切削硬脆材料的方法，其包含使用權(quán)利要求1至14項(xiàng)中任一項(xiàng)的水溶性切削液應(yīng)用于硬脆材料的加工中，其中所述水溶性切削液含有水溶性極壓添加劑，其特征在于所述水溶性極壓添加劑為式(I)的陰離子表面活性劑R-A1-Om-Yn-Z-M (I) 其中R為 C5-20焼基， A為C6-12 芳基， 0為氧，Yn為聚氧乙烯基(-CH2CH2O-) n或聚氧丙烯基(-CH2CH2CH2O-) n， Z為硫酸根或磺酸根， M為氫、銨、堿金屬或堿土金屬或醇胺， 1為0或1， m為 或1，及 η為0至50。
16.如權(quán)利要求15的切削硬脆材料的方法，其中所述硬脆材料為石英玻璃、單晶硅或多晶硅的片材。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有高度清洗性的水溶性切削液與一種切削硬脆材料的方法。所述水溶性切削液包含有機(jī)溶劑、陰離子表面活性劑與水。所述切削硬脆材料的方法，其使用所述水溶性切削液應(yīng)用于硬脆材料的加工中，其中該水溶性切削液含有陰離子表面活性劑可作為水溶性極壓添加劑。
文檔編號C10N30/06GK102311859SQ20101022082
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者佘怡璇, 盧厚德, 方彥文, 王興嘉 申請人:達(dá)興材料股份有限公司