CN102581522A - 一种ZnSn系无铅钎料用松香基助焊剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种ZnSn系无铅钎料用松香基助焊剂及制备方法，由松香、有机酸活性剂、缓蚀剂、表面活性剂和有机溶剂制成。本发明添加时可以采用注射、喷撒或雾化的方法添加焊剂，且添加量容易精确控制，克服了现有助焊剂涂刷困难的缺点，不含成膏剂、稳定剂和触变剂等高固含量的物质，使焊剂固含量低；对ZnSn系钎料润湿力强，焊后残留物少，可有效的去除金属氧化膜，其扩展率≥75%，具有成膜和保护基材的作用且制备方法简单易行。

Description

一种ZnSn系无铅钎料用松香基助焊剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种焊接领域的助焊剂，具体的说是一种ZnSn系无铅钎料用松香基助焊剂及制备方法。

背景技术

ZnSn系钎料是近年来研制和快速发展的一种新型钎料,在机械、轻工、仪表、电机、塑料等行业得到越来越多的应用。由于Zn元素的活性高，易氧化，使ZnSn系焊料耐蚀性差，钎焊工艺性能不良，研制开发Zn基钎料用钎剂是改善ZnSn系钎料的有效途径。江门市伟思特焊接材料科技有限公司专利号为200910301960.0的发明专利公开了一种用于金属部件钎焊的钎剂，由氢氟酸、氢氧化铝、碳酸钾、氧化镉、碳酸镉、氧化锌组成，该钎剂不仅含有氧化镉/氧化锌等有毒成分，且不适用Zn基钎料；江苏科技大学专利号为200710132592.2发明专利涉及一种无腐蚀性氟化物钎剂包括中性QF钎剂： 99.0～99.7％；ZnSiF₆：0.3～1.0％，但主要针对铝合金钎料。针对Zn基钎料用钎剂很少。美国西北大学S.Vaynman和M.E.Fine开发了以异丙醇、乙酸乙烯树脂的混合物为载体，乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺(英文缩写EA,DEA,TEA)作为活化剂，有机锡化合物作为添加剂的Zn基钎料钎剂，但是由于有机锡难以获得，且其加热后的分解产物有很大毒性，因此很难用于生产实际。南昌大学金泉军在松香型助焊剂中添加SnCl₂来改善ZnSn钎料的润湿性，但效果不好。

发明内容

为了提供一种可焊性好、固含量低、无腐蚀、电气绝缘性能好、无毒性的助焊剂，并解决现有ZnSn系钎料润湿性差的问题，本发明提供了一种ZnSn系无铅钎料用松香基助焊剂及制备方法。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种ZnSn系无铅钎料用松香基助焊剂，由松香、有机酸活性剂、缓蚀剂、表面活性剂和有机溶剂组成，各组分的重量百分比为：松香20-40%、有机酸活性剂1-5%、缓蚀剂0.01-2%、表面活性剂0.1-1%，其余为有机溶剂。

所述的有机溶剂为异丙醇、丙三醇或乙醇中的一种或几种混合；

所述的有机酸活性剂为自丁二酸、已二酸、癸二酸、L-精氨酸、壬二酸、庚二酸、苹果酸、琥珀酸中的一种或多种混合，其对于混合比例无限定要求；

所述的缓蚀剂为三乙胺和苯并三氮唑中的一种或两种混合，两种混合时对混合比例无限定要求；

所述的表面活性剂为OP系列活性剂、氟代脂肪族聚合醚、丁二酸二乙酯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和季铵氟烷基化合物的一种或多种混合，优选为OP系列活性剂和氟代脂肪族聚合醚的一种或多种混合，两种混合时对混合比例无限定要求；

一种ZnSn系无铅钎料用松香基助焊剂的制备方法，包含以下步骤：

1）按照上述的重量百分比选取松香、有机酸活性剂、缓蚀剂、表面活性剂和有机溶剂；

2）常温下，将选取的松香放入烧杯中，然后加入部分有机溶剂，搅拌溶解，备用；

3）将选取的有机酸活性剂、缓蚀剂和表面活性剂放入另一烧杯中，然后在其中加入剩余的有机溶剂，搅拌溶解，备用；

4）将步骤1制得的溶液和步骤2制得的溶液混合，搅拌均匀后，静置即为成品。

在步骤2和步骤3在加入有机溶剂时以溶解为准，但总量应符合组成的百分比。

本发明为液状，与以往的添加成膏剂的ZnSn系无铅钎料用松香基助焊剂相比，具有以下优势：

1）本发明添加时可以采用注射、喷撒或雾化的方法添加焊剂，克服了现有助焊剂涂刷困难的缺点；

2）由于本发明为溶液，添加量容易精确控制，而现有的技术中，助焊剂添加了成膏剂等物质，呈粘膏状，使焊剂涂覆量难以精确控制；

3）固含量为助焊剂的一项重要指标，一般要求固含量越低越好，而现有技术中，往往添加成膏剂、稳定剂和触变剂，使焊剂的固含量会较高，而本发明不含成膏剂、稳定剂和触变剂等高固含量的物质，使焊剂固含量低；

4）本发明采用上述组分和比例，与以往的专利各组分含量不同，导致现有专利为松香基焊膏，而本专利为有机液态焊剂。

有益效果：本发明的ZnSn系无铅钎料用松香基助焊剂具有以下优点：

1、不含卤素，固体含量低，无粘性，无腐蚀性，绝缘电阻高；

2、对ZnSn系钎料润湿力强，焊后残留物少，可有效的去除金属氧化膜，其扩展率≥75%，具有成膜和保护基材的作用且制备方法简单易行；

3、按GB/T9491-2002锡焊用液态助焊剂（松香基）规定的测试方法检验，包括外观、物理稳定性、酸度、粘性、卤化物含量、不挥发物含量、铜板腐蚀性、铺展率等各项指标均达到优良，具有良好的焊接效果。

附图说明

    图1为本发明实施例与市售松香基免清洗钎剂的效果对比表。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例1

常温下，将20g松香加入到45g异丙醇中搅拌溶解，在另一个烧杯中依次加入5g有机酸活性剂、1g缓蚀剂、0.1g表面活性剂和28.9g异丙醇，搅拌溶解后将两种溶液混合，充分搅拌后低温保存，即制得100gZnSn系钎料用松香基助焊剂；

其中，有机酸活性剂的组成为：2gL-精氨酸、1.5g壬二酸和1.5g庚二酸；

缓蚀剂的组成为：0.5g三乙胺和0.5g苯并三氮唑；

表面活性剂的组成为：0.05gOP系列表面活性剂和0.05g氟代脂肪族聚合醚。

与市售的松香基免清洗钎剂相比，密度和固含量分别下降了2.1%和34.7%，铺展面积和铺展率分别提高了67.1%和24.1%，因此实施例1的ZnSn系钎料用松香基助焊剂固含量明显降低，润湿性能明显改善。

实施例2

常温下，将40g松香加入到50 g丙三醇中搅拌溶解，在另一个烧杯中依次加入1 g有机酸活性剂、0.01g缓蚀剂、1g表面活性剂和7.99g丙三醇，搅拌溶解后将两种溶液混合，充分搅拌后低温保存，即制得100gZnSn系钎料用松香基助焊剂；

其中，有机酸活性剂的组成为：0.3g琥珀酸、0.4g己二酸和0.3g癸二酸；

缓蚀剂的组成为：0.01g三乙胺；

表面活性剂的组成为：0.5g丁二酸二乙酯磺酸钠和0.5g十六烷基三甲基溴化铵。

与市售的松香基免清洗钎剂相比，密度和固含量分别下降了1.3%和21.7%，铺展面积和铺展率分别提高了35.7%和15.7%，因此实施例2的ZnSn系钎料用松香基助焊剂固含量明显降低，润湿性能有所改善。

实施例3

常温下，将30 g松香加入到50 g乙醇中搅拌溶解，在另一个烧杯中依次加入3g有机酸活性剂、2g缓蚀剂、0.5g表面活性剂和14.5g丙三醇，搅拌溶解后将两种溶液混合，充分搅拌后低温保存，即制得100gZnSn系钎料用松香基助焊剂；

其中，有机酸活性剂的组成为：1.5g苹果酸和1.5g丁二酸；

缓蚀剂的组成为：2g的苯并三氮唑；

表面活性剂的组成为：0.5g季铵氟烷基化合物。

与市售的松香基免清洗钎剂相比，密度和固含量变化不大，铺展面积和铺展率分别提高了13.7%和6.6%。

Claims (5)

1.一种ZnSn系无铅钎料用松香基助焊剂，其特征为：由松香、有机酸活性剂、缓蚀剂、表面活性剂和有机溶剂组成，各组分的重量百分比为：松香20-40%、有机酸活性剂1-5%、缓蚀剂0.01-2%、表面活性剂0.1-1%，其余为有机溶剂，所述的有机溶剂为异丙醇、丙三醇或乙醇中的一种或几种混合。

2.根据权利要求1所述的一种ZnSn系无铅钎料用松香基助焊剂，其特征为：所述的有机酸活性剂为自丁二酸、已二酸、癸二酸、L-精氨酸、壬二酸、庚二酸、苹果酸和琥珀酸中的一种或三种混合。

3.根据权利要求1所述的一种ZnSn系无铅钎料用松香基助焊剂，其特征为：所述的缓蚀剂为三乙胺和苯并三氮唑中的一种或多种混合。

4.根据权利要求1所述的一种ZnSn系无铅钎料用松香基助焊剂，其特征为：所述的表面活性剂为OP系列活性剂、氟代脂肪族聚合醚、丁二酸二乙酯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和季铵氟烷基化合物的一种或多种混合。

5.一种ZnSn系无铅钎料用松香基助焊剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

1）按照权利要求1所述的重量百分比选取松香、有机酸活性剂、缓蚀剂、表面活性剂和有机溶剂；

2）常温下，将选取的松香放入烧杯中，然后加入部分有机溶剂，搅拌溶解，备用；

3）将选取的有机酸活性剂、缓蚀剂和表面活性剂放入另一烧杯中，然后在其中加入剩余的有机溶剂，搅拌溶解，备用；

4）将步骤1制得的溶液和步骤2制得的溶液混合，搅拌均匀后，静置即为成品。

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