CN101966632A - 一种无铅低温焊膏用免洗型助焊剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无铅低温焊膏用免洗型助焊剂，其包括以下重量百分比含量的成分：改性松香树脂27～37wt％、触变剂10～12wt％、增粘剂8～12wt％、有机活化剂10～12wt％、润滑剂0.5～2.0wt％，余量为有机溶剂。本发明还公开了一种无铅低温焊膏用免洗型助焊剂的制备方法。本发明助焊剂可在环境温度≤30℃，湿度≥80％的工作条件下，能长时间保持良好应用特性，而且尤其适用于由Sn-58Bi、Sn-57Bi-1.0Ag、Sn-35Bi-1.0Ag等高含Bi的合金系焊粉制备低温焊膏。
Description
技术领域
本发明涉及一种助焊剂，尤其是涉及一种无铅低温焊膏用免洗型助焊剂，本发明还涉及该无铅低温焊膏用免洗型助焊剂的制备方法。
背景技术
无铅焊膏被广泛应用于电器电子产品的制作过程中，现在使用SnAgCu、SnAg等无铅合金系焊料制备的焊膏，再流焊温度一般≥240℃。然而大量的家电通信电子产品的使用环境温度低于150℃。因此，低熔点、无铅合金焊料制备的低温焊膏具有广泛的应用前景。
目前，我国扩大内需，发展经济，家电通信产品下乡是战略性重要政策。节能减排，发展低碳经济更是国际大潮流。所以无铅低温焊膏用免洗型助焊剂推广应用符合应用技术发展的大趋势。
纵观国内外，所出现的用于低温焊膏的助焊剂很少，现有的低温焊膏用助焊剂的主要特点是：它所用的溶剂多为沸点较低的有机溶剂。但是由于它们的挥发温度低，挥发速度快，所制备的低温焊膏在线使用印刷性能劣化快，使用寿命短，而且连续印刷的精度、印刷速度很难保证。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种无铅低温焊膏用免洗型助焊剂，该助焊剂能在环境温度≤30℃，湿度≥80％的工作条件下，能长时间保持良好应用特性，而且尤其适用于由Sn-58Bi、Sn-57Bi-1.0Ag、Sn-35Bi-1.0Ag等高含Bi的合金系焊粉制备低温焊膏。
本发明的另一目的是提供一种上述的无铅低温焊膏用免洗型助焊剂的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种无铅低温焊膏用免洗型助焊剂，其组分及重量百分比含量为：
改性松香树脂27～37wt％、触变剂10～12wt％、增粘剂8～12wt％、有机活化剂10～12wt％、润滑剂8～12wt％，余量为有机溶剂。
本发明所述的改性松香树脂包括水白松香、全氢松香、685改性松香、625改性松香、松香季戊四醇酯和氢化松香季戊四醇酯中的两种或两种以上的混合物。松香类树脂具有一定的助焊性，而改性松香类树脂的热稳定性能更好，不易氧化，不结晶，酸值低，因此能够使焊膏经焊接后在焊点和基板上形成一层致密的有机膜，保护焊点不被腐蚀和受潮，且具有良好的电绝缘性。
本发明所述的触变剂包括触变剂6650、触变剂6500和N，N-亚乙基双硬脂酰胺中的一种或两种以上的混合物。所述的触变剂6650和触变剂6500的成分均为脂肪酸酰胺蜡。由于焊膏是一种假塑性型流体，具有“剪切稀化”的特性，触变剂的作用是增强流体的切力变稀行为，改善焊膏的印刷性能，同时也起防沉、不易分层、软化及增滑、利于脱模等作用。
本发明所述的增粘剂包括α-98高粘度乙烯树脂、萜烯树脂和萜烯-苯乙烯树脂中的一种或两种以上的混合物。
本发明所述的有机活化剂包括脂肪族二元酸、丁二酸、己二酸、戊二酸、辛二酸、葵二酸；二甲胺盐酸盐、环己胺氢溴酸盐、盐酸二乙胺基乙醇和2-溴苯甲酸中的一种或两种以上的混合物。有机活化剂的作用是清除焊料和被焊母材表面氧化物和气体层，使其达到纯金属或合金间的相互接触，以达到钎焊温度时能显著减少固、液、气相间的表面张力，即减少其接触表面处自由能或自由焓值，从而充分润滑表面。
本发明所述的润滑剂包括松香改性液体树脂ST-1、液体松香树脂SJ-30(氢化松香酯类)、蓖麻油、棕榈油、硅油、菜子油和高粘度石蜡中的一种或两种以上的混合物。所述的润滑剂是在制备焊膏时添加，在不影响焊膏的粘度的情况下，不但可以减少润滑剂的添加量，而且使用本发明提供的助焊剂制备的焊膏具有良好应用效果。
本发明所述的有机溶剂包括乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、二甘醇丁醚、二甘醇二丁醚、苯甲醇、环己醇、乙酸苄酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丁酯、乙酰乙酸甲酯和邻苯二甲酸二丁酯中的两种或两种以上的混合物。本发明采用的有机溶剂与焊剂中的固体成分均有很好的互溶性，常温下挥发程度适中，焊接时能迅速挥发掉不留残渣且无毒性、无异味。
本发明的另一目的是通过以下技术方法来是实现的：一种无铅低温焊膏用免洗型助焊剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)定量称取改性松香树脂、触变剂、增粘剂、有机活化剂和有机溶剂置于搅拌釜中；
(2)加热升温至改性松香树脂、触变剂和增粘剂开始熔化时进行搅拌合成，合成温度控制在最低沸点组分的沸点以下即150±5℃；
(3)待搅拌釜中的所有物料完全溶解成透明无固体物的熔融体时，由于在合成时有机溶剂有挥发损失，用有机溶剂补足至物料原有总重量后，停止加热，继续搅拌均匀得到混合物料，降至常温后陈化4～6小时封装备用；
(4)定量称取润滑剂单独封装，润滑剂与步骤(3)中所得到的混合物料配合即得无铅低温焊膏用免洗型助焊剂。
本发明的助焊剂采用常规制备方法也是可以的，即由润滑剂和改性松香树脂、触变剂、增粘剂、有机活化剂以及有机溶剂一起混合后合成制备而得。但是在本发明的上述方法中润滑剂是在制备焊膏时添加，在不影响焊膏的粘度的情况下，不但可以减少润滑剂的添加量，而且使用本发明提供的助焊剂制备的焊膏具有良好应用效果。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明提供的无铅低温焊膏用免洗型助焊剂尤其适用于由Sn-58Bi、Sn-57Bi-1.0Ag、Sn-35Bi-1.0Ag等高含Bi的合金系焊粉制备低温焊膏。本发明的各项指标均达到国标和电子行业标准，完全能满足家电通信电子产品的制程工艺要求。由于添加了增粘剂和润滑剂，保证了产品的优良性能，长时间常温下在线使用的可靠性，因此利用本发明的无铅低温焊膏具有优良的流动性、触变性和可靠性，应用于家电、通信电子产品的SMT工艺和结构焊工艺中，能在环境温度≤30℃，湿度≥80％的工作条件下，能长时间保持良好应用特性，获得良好的印刷质量，满足SMT工艺要求。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进行阐述，然而本发明的保护范围并非仅仅局限于以下实施例。所属技术领域的普通技术人员依据本发明公开的内容，均可实现本发明的目的。
以下实施例中的无铅低温焊膏用免洗型助焊剂的制备方法为以下步骤：
(1)定量称取改性松香树脂、触变剂、增粘剂、有机活化剂和有机溶剂置于搅拌釜中；
(2)加热升温至改性松香树脂、触变剂和增粘剂开始熔化时进行搅拌合成，合成温度控制在最低沸点组分的沸点以下即150±5℃；
(3)待搅拌釜中的所有物料完全溶解成透明无固体物的熔融体时，由于在合成时有机溶剂有挥发损失，用有机溶剂补足至物料原有总重量后，停止加热，继续搅拌均匀得到混合物料，降至常温后陈化4～6小时封装备用；
(4)定量称取润滑剂单独封装，润滑剂与步骤(3)中所得到的混合物料配合即得无铅低温焊膏用免洗型助焊剂。
实施例1
每100克无铅低温焊膏用免洗型助焊剂中各组分及其含量是：
| 序号 | 组分名称 | 单位 | 数量 | 备注 |
| 1 | 松香季戊四醇酯 | 克 | 21.0 | |
| 2 | 685改性松香 | 克 | 16.0 | |
| 3 | α-98高粘度乙烯树脂 | 克 | 8.0 | |
| 4 | 触变剂6500 | 克 | 4.0 | |
| 5 | N，N-亚乙基双硬脂酸酰胺 | 克 | 8.0 | |
| 6 | 戊二酸 | 克 | 8.0 | |
| 7 | 盐酸二乙胺基乙醇 | 克 | 2.0 | |
| 8 | 邻苯二甲酸二丁酯 | 毫升 | 8.0 | |
| 9 | 苯甲醇 | 毫升 | 15.5 | |
| 10 | 乙二醇丁醚 | 毫升 | 8.0 | |
| 11 | 液体松香树脂SJ-30 | 克 | 1.5 | 合成焊膏前加入到助焊剂中 |
实施例2
每100克无铅低温焊膏用免洗型助焊剂中各组分及其含量是：
| 序号 | 物料名称 | 单位 | 数量 | 备注 |
| 1 | 松香季戊四醇酯 | 克 | 20.0 | |
| 2 | 685改性松香 | 克 | 16.0 | |
| 3 | α-98高粘度乙烯树脂 | 克 | 8.0 | |
| 4 | 触变剂6650 | 克 | 4.0 | |
| 5 | N，N-亚乙基双硬脂酸酰胺 | 克 | 8.0 | |
| 6 | 戊二酸 | 克 | 8.0 | |
| 7 | 盐酸二乙胺基乙醇 | 克 | 2.0 | |
| 8 | 苯甲酸丁酯 | 毫升 | 7.5 | |
| 9 | 乙酸苄酯 | 毫升 | 18.0 | |
| 10 | 乙酰乙酸甲酯 | 毫升 | 8.0 | |
| 11 | 松香改性液体树脂SF-1 | 克 | 0.5 | 合成焊膏前加入到助焊剂中 |
实施例3
每100克无铅低温焊膏用免洗型助焊剂中各组分及其含量是：
实施例4
每100克无铅低温焊膏用免洗型助焊剂中各组分及其含量是：
实施例5
每100克无铅低温焊膏用免洗型助焊剂中各组分及其含量是：
| 序号 | 物料名称 | 单位 | 数量 | 备注 |
| 1 | 松香季戊四醇酯 | 克 | 18.0 | |
| 2 | 氢化松香季戊四醇酯 | 克 | 10.0 | |
| 3 | α-98高粘度乙烯树脂 | 克 | 11.0 | |
| 4 | 触变剂6650 | 克 | 3.5 | |
| 5 | N，N-亚乙基双硬脂酸酰胺 | 克 | 8.0 | |
| 6 | 二甲胺盐酸盐 | 克 | 4.0 | |
| 7 | 辛二酸 | 克 | 6.5 | |
| 8 | 苯甲酸丁酯 | 毫升 | 9.0 | |
| 9 | 二甘醇甲醚 | 毫升 | 19.0 | |
| 10 | 环己醇 | 毫升 | 10.3 | |
| 11 | 液体松香树脂SJ-30 | 克 | 0.7 | 合成焊膏前加入到助焊剂中 |
Claims (8)
1.一种无铅低温焊膏用免洗型助焊剂，其特征在于，其包括以下重量百分比含量的成分：
改性松香树脂27～37wt％、触变剂10～12wt％、增粘剂8～12wt％、有机活化剂10～12wt％、润滑剂0.5～2.0wt％，余量为有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的无铅低温焊膏用免洗型助焊剂，其特征在于，所述的改性松香树脂包括水白松香、全氢松香、685改性松香、625改性松香、松香季戊四醇酯和氢化松香季戊四醇酯中的两种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的无铅低温焊膏用免洗型助焊剂，其特征在于，所述的触变剂包括触变剂6650、触变剂6500和N，N-亚乙基双硬脂酰胺中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的无铅低温焊膏用免洗型助焊剂，其特征在于，所述的增粘剂包括α-98高粘度乙烯树脂、萜烯树脂和萜烯-苯乙烯树脂中的一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的无铅低温焊膏用免洗型助焊剂，其特征在于，所述的有机活化剂包括脂肪族二元酸、丁二酸、己二酸、戊二酸、辛二酸、葵二酸、二甲胺盐酸盐、环己胺氢溴酸盐、盐酸二乙胺基乙醇和2-溴苯甲酸中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的无铅低温焊膏用免洗型助焊剂，其特征在于，所述的润滑剂包括松香改性液体树脂ST-1、液体松香树脂SJ-30、蓖麻油、棕榈油、硅油、菜子油和高粘度石蜡中的一种或两种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的无铅低温焊膏用免洗型助焊剂，其特征在于，所述的有机溶剂包括乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、二甘醇丁醚、二甘醇二丁醚、苯甲醇、环己醇、乙酸苄酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丁酯、乙酰乙酸甲酯和邻苯二甲酸二丁酯中的两种或两种以上的混合物。
8.一种权利要求1所述的无铅低温焊膏用免洗型助焊剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)定量称取改性松香树脂、触变剂、增粘剂、有机活化剂和有机溶剂置于搅拌釜中；
(2)加热升温至改性松香树脂、触变剂和增粘剂开始熔化时进行搅拌合成，合成温度控制在最低沸点组分的沸点以下即150±5℃；
(3)待搅拌釜中的所有物料完全溶解成透明无固体物的熔融体时，由于在合成时有机溶剂有挥发损失，用有机溶剂补足至物料原有总重量后，停止加热，继续搅拌均匀得到混合物料，降至常温后陈化4～6小时封装备用；
(4)定量称取润滑剂单独封装，润滑剂与步骤(3)中所得到的混合物料配合即得无铅低温焊膏用免洗型助焊剂。
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