CN101983828A - 一种助焊剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种助焊剂，由如下重量百分比的各组分混合而成：有机酸活化剂0.1％-3％、表面活性剂0.01％-2％、润湿剂1％-4％、缓蚀剂0.01％-0.1％、成膜剂90.9％-98.88％。其制备方法为(1)按照各组分重量百分比，对有机酸活化剂、表面活性剂、润湿剂、缓蚀剂和成膜剂准确的称量；(2)将成膜剂加入到具有加热功能的反应釜中，加热至110℃，使其混合均匀；(3)慢慢升温至140℃，按比例在140℃下一次加入有机酸活化剂、润湿剂、表面活性剂和缓蚀剂，并搅拌0.5h；(4)冷却，即得助焊剂成品。本发明主要用于空调与制冷行业，该助焊剂能使焊环完全能够达到现今铜铝复合管的焊接要求。

Description

一种助焊剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及助焊剂技术领域，尤其涉及一种焊接空调与制冷行业用高效节能铜铝复合管的环保焊环所用到的助焊剂及其制备方法。

背景技术

铜铝复合管的问世，其焊接工艺也发生了巨大变化，变化最大的也就是用锡焊环替换了熔点较高的铜磷焊环，锡焊环自带助焊剂，焊接工艺简单。简简单单的焊环也不能够满足铜铝复合管的焊接要求，由于铜的表面与空气长时间接触时会逐渐被氧化，因此，单单是将焊环和铜铝复合管及其部件进行加热而难以焊接。而使用带具有将焊环与铜铝复合管表面氧化物除去、增加锡液流动性、具有较宽工艺窗口、焊后拉伸强度和抗老化能力优异、焊后焊接处表面光滑、气孔较少、使熔化的焊环容易在铜铝复合管表面起润湿作用助焊剂的焊环是焊接此复合管的最优选择。

现有技术中焊接铜铝复合管的焊环一般都是用电子组装用焊锡线生产而成，此焊环的助焊剂只满足焊接电子元件或电子组装返修时的要求，并不能够满足焊接铜铝复合管的焊接工艺要求。铜铝复合管在焊接所用的是含有保护气体的燃气进行加热焊接，焊接温度较高，此类焊环在没有达到焊接温度时，活性成分已经基本上分解挥发完全，等达到焊接温度时，已经丧失助焊能力，导致焊接后出现气孔、焊接不良而使产品不具有绝对的气密性。用到铜铝复合管的空调和制冷行业，其产品所处的环境也是非常复杂的，潮湿、干燥、高温、低温都是影响它的环境因素。用此类焊环焊接，焊接后的残留物在相对干燥和较短的时间内有着较好的耐腐蚀和非吸湿性，但是当面对上述环境中时，焊后焊剂中残留的少量活性离子会与空气中的水以及二氧化碳反应生成铜锈CuCO₃.Cu(OH)₂的物质，铜锈是有毒的，几乎不溶于水以及乙醇。除了会有铜锈生成以外还会产生绿色的化合物。电子用焊锡线中助焊剂中一般通过添加胺的卤化氢酸盐来增加其活性，当使助焊剂润湿性优良而大量加入胺的卤化氢酸盐时，其用于电子组装时绝缘阻抗会降低，取而代之的是加入羧酸等物资来增加润湿性，故加入大量的羧酸时，在焊接后，少量残留的羧酸会与铜反应便生成绿色铜的金属皂化物。上述的两种化合物都会影响影响铜铝复合管的寿命以及焊接处的拉力强度降低，也影响到了产品整体的美观。现在助焊剂中一般都引入苯并三氮唑来防止铜的金属皂的产生而难以有绿色现象发生，但苯并三氮唑的添加会使润湿性降低，因此在焊料助焊剂中添加此类物质时必须又会添加活性强的活性剂，这样一来有损其可靠性。

助焊剂的分类大致可分为树脂类助焊剂、水溶性助焊剂以及无机助焊剂三种。其中，树脂助焊剂是在松香及合成树脂等水中不溶的树脂中添加了活性剂的助焊剂；水溶性助焊剂是在聚乙二醇、吐温乳化剂等水中溶解的树脂中添加活性剂的助焊剂；无机助焊剂是用盐酸等无机酸和氯化锌等无机盐组成的助焊剂。其中水溶性助焊剂和无机助焊剂在焊接后都必须清洗其残留物，因为二者的残留物在常温下也具有较大的腐蚀性。因此，焊接铜铝复合管的焊环助焊剂主要使用树脂类助焊剂，但其活性成分和组成也区别于电子组装用焊锡线用树脂芯助焊剂。因此研究一种焊接铜铝复合管的环保焊环所用到的新型助焊剂，已成为急需解决的重大课题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焊接高效节能铜铝复合管的环保焊环所用到的助焊剂及其制备方法，主要用于空调与制冷行业，该助焊剂能使焊环完全能够达到现今铜铝复合管的焊接要求。

本发明的技术方案是：一种助焊剂，其特征在于：由如下重量百分比的各组分混合而成：

有机酸活化剂    0.1％-3％；

表面活性剂      0.01％-2％；

润湿剂          1％-4％；

缓蚀剂    0.01％-0.1％；

成膜剂    90.9％-98.88％。

在本发明一个较佳实施例中，所述的有机酸活化剂为丁二酸、己二酸、癸二酸、丙二酸、戊二酸、氨基酸、丁二酸酐、DL-苹果酸中的一种或几种复配。

在本发明一个较佳实施例中，所述的表面活性剂为FC-135、FSN-100、壬基苯氧基聚乙氧基乙醇(NP-15)、二溴乙基苯、FSO(杜邦)、甘油三油酸酯、甘油二油酸酯、乳化剂OP-6、乳化剂S-20、烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种复配。

在本发明一个较佳实施例中，所述润湿剂为苯胺、环己胺盐酸盐、二乙烯肼、环己烷二乙胺、二甲胺盐酸盐、溴化肼、二溴乙胺氢溴酸盐、丁二酸胺、二乙醇胺中的一种或几种复配。

在本发明一个较佳实施例中，所述缓蚀剂为乙二醇苯唑、苯并三氮唑、四唑中的一种或几种复配。

在本发明一个较佳实施例中，所述成膜剂为二聚合松香、水白氢化松香、聚丙烯酸树脂、歧化松香中的一种或几种复配。

本发明还公开了一种助焊剂的制备方法，它包括以下步骤：

(1)按照各组分重量百分比的要求，对有机酸活化剂、表面活性剂、润湿剂、缓蚀剂和成膜剂准确的称量；

(2)将成膜剂加入到具有加热功能的反应釜中，加热至110℃，使其混合均匀；

(3)慢慢升温至140℃，按比例在140℃下一次加入有机酸活化剂、润湿剂、表面活性剂和缓蚀剂，并搅拌0.5h；

(4)冷却，即得助焊剂成品。

本发明的优越性在于：本发明焊环助焊剂应用于焊接空调与制冷行业用高效节能铜铝复合管，针对焊料的特性和焊接工艺特点研制而成，其设计科学，配方合理，工艺性强，具有以下优点：1、助焊剂中成膜剂为歧化松香、聚合松香和氢化松香中的一种或者多种复配，松香在焊接温度下显示出一定的活性和一定的去氧化膜能力，增加了焊液的流动性能，焊接后当冷却到室温时又显示成为固态，呈惰性并把活性剂残留物包裹其中，气密性好，具有良好的保护性能，很好地解决了焊剂焊后的腐蚀问题；2、采用两种甚至多种有机羟基酸活性剂进行复配，有机酸分子中羟基是吸电子基，具有电子诱导效应，使羧基的离解度增加，酸性比相应的羧酸强，因为这些有机酸的沸点和活性剂的分解温度呈一个较大的区间分布，保持整个焊接进程中助焊剂都具有较高的活性，获得良好的焊接效果；3、润湿剂的加入能够快速去除焊件表面的油污和氧化物，减少焊液的表面张力，改变表面的物化平衡条件，使焊料与铜铝复合管相互润湿，达到最佳焊接效果；4、表面活性剂能够更好降低熔融的焊料的表面张力和被焊铜铝复合管的金属表面能，提高焊接效果，焊后无残留；5、本发明选择了四唑及其衍生物作为了此焊环的缓蚀剂，此类物质只阻碍羧基和铜离子的单方面反应，从而可以抑制呈现绿色的铜的金属皂产生，也具有防止有机酸或活性剂引起腐蚀的能力，增加了产品的可靠性。

具体实施方式

现在结合优选实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

助焊剂成份组成按重量百分比，分别为：

水白氢化松香    96.39％

聚丙烯酸树脂    0.15％

丙二酸          0.4％

己二酸          1.0％

环己胺盐酸盐    1.6％

二溴乙基苯      0.3％

FC-135          0.1％

四唑            0.06％

制备方法：

按照助焊剂配方配比的要求，准确地称取上述助焊剂所需试剂和松香，将复配的松香按比例加入具有加热功能的反应釜中，加热至110℃，使其混合均匀；慢慢升温至140℃，按比例在此温度下一次加入有机酸活化剂、润湿剂、表面活性剂和缓蚀剂，并搅拌0.5h；将配置好的助焊剂倒入具有保温功能的锡线挤压机松香桶中，得成品。

实施例2

助焊剂成份组成按重量百分比，分别为：

水白氢化松香        70％

二聚合松香          25.1％

丙二酸              0.6％

戊二酸              1.0％

二溴乙胺氢溴酸盐    1.8％

FSN-100             0.5％

乙二醇苯唑    0.1％

制备方法：

按照助焊剂配方配比的要求，准确地称取上述助焊剂所需试剂和松香，将复配的松香按比例加入具有加热功能的反应釜中，加热至110℃，使其混合均匀；慢慢升温至140℃，按比例在此温度下一次加入有机酸活化剂、润湿剂、表面活性剂和缓蚀剂，并搅拌0.5h；将配置好的助焊剂倒入具有保温功能的锡线挤压机松香桶中，得成品。

实施例3

助焊剂成份组成按重量百分比，分别为：

水白氢化松香    50％

二聚合松香      30％

歧化松香        17.04％

丙二酸          0.3％

丁二酸          0.6％

戊二酸          1.0％

苯胺            0.6％

二乙醇胺        0.2％

OP-6            0.2％

四唑            0.06％

制备方法：

按照助焊剂配方配比的要求，准确地称取上述助焊剂所需试剂和松香，将复配的松香按比例加入具有加热功能的反应釜中，加热至110℃，使其混合均匀；慢慢升温至140℃，按比例在此温度下一次加入有机酸活化剂、润湿剂、表面活性剂和缓蚀剂，并搅拌0.5h；将配置好的助焊剂倒入具有保温功能的锡线挤压机松香桶中，得成品。

实施例4

助焊剂成份组成按重量百分比，分别为：

水白氢化松香    50％

二聚合松香      46.78％

丙二酸          0.3％

丁二酸          0.6％

己二酸          0.8％

二甲胺盐酸盐    1.2％

溴化肼          0.1％

FSN-100         0.1％

四唑            0.12％

制备方法：

按照助焊剂配方配比的要求，准确地称取上述助焊剂所需试剂和松香，将复配的松香按比例加入具有加热功能的反应釜中，加热至110℃，使其混合均匀；慢慢升温至140℃，按比例在此温度下一次加入有机酸活化剂、润湿剂、表面活性剂和缓蚀剂，并搅拌0.5h；将配置好的助焊剂倒入具有保温功能的锡线挤压机松香桶中，得成品。

实施例5

助焊剂成份组成按重量百分比，分别为：

水白氢化松香    60％

二聚合松香      25％

歧化松香        11.78％

丙二酸          0.2％

戊二酸          0.6％

丁二酸          0.8％

环己烷二乙胺    1.2％

二乙烯肼        0.2％

NP-15           0.1％

乙二醇苯唑      0.12％

制备方法：

按照助焊剂配方配比的要求，准确地称取上述助焊剂所需试剂和松香，将复配的松香按比例加入具有加热功能的反应釜中，加热至110℃，使其混合均匀；慢慢升温至140℃，按比例在此温度下一次加入有机酸活化剂、润湿剂、表面活性剂和缓蚀剂，并搅拌0.5h；将配置好的助焊剂倒入具有保温功能的锡线挤压机松香桶中，得成品。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种助焊剂，其特征在于：由如下重量百分比的各组分混合而成：

有机酸活化剂    0.1％-3％；

表面活性剂      0.01％-2％；

润湿剂          1％-4％；

缓蚀剂          0.01％-0.1％；

成膜剂          90.9％-98.88％。

2.根据权利要求1所述的一种助焊剂，其特征在于：所述的有机酸活化剂为丁二酸、己二酸、癸二酸、丙二酸、戊二酸、氨基酸、丁二酸酐、DL-苹果酸中的一种或几种复配。

3.根据权利要求1所述的一种助焊剂，其特征在于：所述的表面活性剂为FC-135、FSN-100、壬基苯氧基聚乙氧基乙醇(NP-15)、二溴乙基苯、FSO(杜邦)、甘油三油酸酯、甘油二油酸酯、乳化剂OP-6、乳化剂S-20、烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种复配。

4.根据权利要求1所述的一种助焊剂，其特征在于：所述润湿剂为苯胺、环己胺盐酸盐、二乙烯肼、环己烷二乙胺、二甲胺盐酸盐、溴化肼、二溴乙胺氢溴酸盐、丁二酸胺、二乙醇胺中的一种或几种复配。

5.根据权利要求1所述的一种助焊剂，其特征在于：所述缓蚀剂为乙二醇苯唑、苯并三氮唑、四唑中的一种或几种复配。

6.根据权利要求1所述的一种助焊剂，其特征在于：所述成膜剂为二聚合松香、水白氢化松香、聚丙烯酸树脂、歧化松香中的一种或几种复配。

7.一种助焊剂的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)按照各组分重量百分比的要求，对有机酸活化剂、表面活性剂、润湿剂、缓蚀剂和成膜剂准确的称量；

(2)将成膜剂加入到具有加热功能的反应釜中，加热至110℃，使其混合均匀；

(3)慢慢升温至140℃，按比例在140℃下一次加入有机酸活化剂、润湿剂、表面活性剂和缓蚀剂，并搅拌0.5h；

(4)冷却，即得助焊剂成品。