CN108127292A - 温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂，按质量百分比计，包括以下组分：有机卤盐活性剂30～45％；有机酸活性剂20～35％；表面活性剂0.1～1％；缓蚀剂0.1～0.5％；成膜剂0.5～2％；改性松香30～45％。本发明所述无铅锡丝药芯助焊剂，使得焊料能够在较宽的温度范围内，快速且均匀地润湿和铺展，少量使用即可具有强助焊活性，使焊接效果好、焊接合格率高、焊接表面腐蚀程度小，大大提高生产效率。

Description

温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂及其制备方法

技术领域

本发明属于钎焊助焊剂领域，特别涉及一种温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂及其制备方法。

背景技术

温度敏感控制器通常采用钎焊密封波纹管或膜盒、毛细管及感温包，要求锡丝钎焊材料浸润铜、镍、铁等不同金属底板母材，并达至一定的气密性和结合强度。由于充入的感温剂气体量很少，即使有最轻微的泄漏也会很快使温控器失效，所以要求焊接牢固，长时间内不能泄漏。

工艺上采用热风或高频感应加热，焊接时把环状锡丝钎焊材料放置在已铆接毛细管的底板上，滴入酸性液体钎剂，放入波纹管，对底板加热使环状锡丝钎焊材料熔化，在钎剂的带动下因张力自动流动扩展到波纹管脚和毛细管铆接部位(凸台)，从而形成密封性的组件。多年来国内一直采用实心环状锡丝滴加酸性液体钎剂这种传统的焊接方式，一滴酸性液体钎剂约为0.05g，其中含有大量无机酸和无机盐，焊后钎剂残留腐蚀严重影响温控器产品的使用寿命，焊接时高温使得酸性液体钎剂挥发严重，吸收大量的热并产生大量的气体，造成焊接面存在大量气孔，产品合格率低，焊接后波纹管的外部酸性液体钎剂残留物需要清洗，内部酸性液体钎剂残留物需要真空加热干燥去除，导致工艺成本较高，生产效率降低，在焊接过程中会产生大量含卤素烟雾、挥发性有机物VOC 等破坏环境。

而助焊剂中一般采用有机酸活性剂，焊后残留腐蚀的问题较小，但现有常用的无铅锡丝药芯助焊剂，仍存在活性较弱、铺展速度缓慢、使用后焊料在波纹管内铺展不均匀，从而导致了波纹管的大量空焊漏焊，波纹管焊接不良率极高的问题。

发明内容

基于此，针对上述问题，本发明的目的在于提供一种活性较强、铺展快速且均匀、助焊效果好的温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂，按质量百分比计，包括以下组分：

在其中一些实施例中，所述表面活性剂选自LPE 1101和LPE 1103中的一种或两种；所述成膜剂包括乙撑双油酸酰胺，以及乙撑双硬脂酸酰胺、聚氨酯改性环氧树脂、丙烯酸树脂中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述表面活性剂、所述成膜剂和所述改性松香的质量比为(0.3～0.9)：1：(21～69)。

在其中一些实施例中，所述有机卤盐活性剂、所述有机酸活性剂和所述改性松香的质量比为(0.8～2.3)：1：(0.9～3)。

在其中一些实施例中，所述有机卤盐活性剂为二甲胺盐酸盐、二乙胺盐酸盐、盐酸二乙氨基乙醇、环己胺盐酸盐、2,4-二溴苯甲酸中的至少一种；及/或

所述有机酸活性剂为丁二酸、己二酸、癸二酸、辛二酸、硬脂酸、琥珀酸或苹果酸中的至少一种；及/或

所述缓蚀剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、三乙醇胺中的至少一种；及/ 或

所述改性松香为氢化松香101、氢化松香301、全氢化松香、歧化松香、聚合松香115、高软化点松香150中的至少一种。

在其中一些实施例中，按质量百分比计，包括以下组分：

本发明的目的还在于提供一种温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂的制备方法，具体技术方案如下：

一种无铅锡丝药芯助焊剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按如权利要求1-6任一项所述组分及质量百分含量准备原料；

(2)将改性松香加热至165～175℃至完全熔化，保持恒温并搅拌；

(3)依次加入有机卤盐活性剂和有机酸活性剂，保持恒温并搅拌，使其全部溶解呈澄清透明状；

(4)降温至135～145℃后，依次加入表面活性剂、缓蚀剂、成膜剂，持续搅拌，使其全部溶解，且恒温静置不分层，即得。

在其中一些实施例中，步骤(2)所述的搅拌时间为8～12min；及/或步骤(3) 所述搅拌时间为18～22min；及/或步骤(4)所述搅拌时间为25～35min。

在其中一些实施例中，包括以下步骤：

(1)按如权利要求1-6任一项所述组分及质量百分含量准备原料；

(2)将改性松香加热至170℃至完全熔化，保持恒温并搅拌10min；

(3)依次加入有机卤盐活性剂和有机酸活性剂，保持恒温并搅拌20min，使其全部溶解呈澄清透明状；

(4)降温至140℃后，依次加入表面活性剂、缓蚀剂、成膜剂，持续搅拌30min，使其全部溶解，且恒温静置10min不分层，即得。

本发明的目的还在于提供一种上述温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂的应用，具体方案如下：

上述温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂在焊接温度敏感控制器波纹管中的应用。

基于上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

本发明所述的温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂采用有机卤盐活性剂与有机酸活性剂的配合，使助焊剂在56～430℃的较宽活性温度范围均能持续提供活性，并配合表面活性剂、成膜剂等组分，可有效促进焊料在焊盘上的润湿与铺展。同时，有机卤盐活性剂在焊接过程中容易释放出氢卤酸，电离出大量的H⁺能有效去除焊接表面的氧化膜，从而促使了锡向四周及凸台方向润湿，并且其有机胺基团容易与Cu²⁺形成络合物，该络合物与无铅焊料中的锡作用产生金属铜，促进焊料铺展。而且，通过合适的表面活性剂、成膜剂及改性松香的相互配合，进一步显著降低焊接部位的表面张力，组分间相容性好，使焊料铺展迅速、均匀，从而使得该助焊剂活性较强、铺展快速且均匀、助焊效果好。

同时，通过缓蚀剂抑制活性组分残留对焊接部位的腐蚀，并配合有机卤盐活性剂及有机酸活性剂在常用焊接温度下可以大部分挥发掉的特点，保证了焊后残留腐蚀性小。

进一步地，本发明采用优选的表面活性剂与成膜剂组分，并合理设置表面活性剂、成膜剂和改性松香的质量比范围为(0.3～0.9)：1：(21～69)，使助焊剂降低焊接部位的表面张力、促进润湿和铺展的效果更为显著，且成膜剂的组分配合以改性松香能在焊后在被焊物表面形成有效地保护膜，具有防腐蚀、防潮的效果。

同时，本发明合理设置有机卤盐活性剂、有机酸活性剂和改性松香的质量比为(0.8～2.3)：1：(0.9～3)，有机卤盐活性剂和有机酸活性剂在焊接过程中，覆盖于熔融焊料表面可以有效防止焊料氧化，与相对于松香具有更高酸值的改性松香配合使用，能够进一步提高助焊剂的活性，从而提高焊接效果及产品合格率。

因此，在焊接过程中，本发明所述无铅锡丝药芯助焊剂，使得焊料能够在较宽的温度范围内，快速且均匀地润湿和铺展，少量使用即可具有强助焊活性，使焊接效果好、焊接合格率高、焊接表面腐蚀程度小，大大提高生产效率。

本发明所述无铅锡丝药芯助焊剂的制备方法简单易操作，利于工业生产，便于普及应用。

附图说明

图1 实施例1焊接的波纹管的轻微程度残留腐蚀示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂及其制备方法，为了便于理解本发明，下面将参照实施例对本发明进行更全面的描述，以下给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及 /或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对以下实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

实施例1

本实施例所述的一种温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂，按质量百分数计，包括以下组分，如表1所示：

表1

其制备方法如下：

(1)按上述质量百分数准备原料；

(2)将改性松香(氢化松香101和歧化松香)加热至170℃，至其完全熔化，保持恒温，搅拌10min；

(3)依次加入有机卤盐活性剂(二甲胺盐酸盐、二乙胺盐酸盐)和有机酸活性剂(己二酸、癸二酸)，并控制温度保持在170℃，搅拌20min，使其全部溶解呈澄清透明状；

(4)将上述液体冷却并维持在140℃，依次加入表面活性剂(LPE1101、 LPE1103)、缓蚀剂(苯并三氮唑)、成膜剂(乙撑双油酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺)，持续搅拌30min，使其全部溶解，恒温静置10min不分层，即可用于无铅三芯锡丝灌芯使用。

实施例2

本实施例所述的一种温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂，按质量百分数计，包括以下组分，如表2所示：

表2

其制备方法与实施例1相同。

实施例3

本实施例所述的一种温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂，按质量百分数计，包括以下组分，如表3所示：

表3

其制备方法与实施例1相同。

对比例1

对比例1为由广州有色金属研究院提供的HA系列酸性钎剂，作为传统的酸性液体钎剂，与本发明所述温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂作对比。

对比例2-3

本实施例所述的一种温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂，按质量百分数计，包括以下组分，如表4所示：

表4

对比例1与对比例2的制备方法与实施例1相同。

采用实施例1-3和对比例2-3所述的助焊剂、对比例1所述的酸性液体钎剂，用以辅助波纹管焊接，测试焊接波纹管的不合格率、温度波动和残留腐蚀，以评价助焊剂的效果。结果如表5所示。

表5波纹管焊接测试结果

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2	对比例3
							焊接数量/只	50000	50000	50000	50000	50000	50000
漏气/只	8	10	13	16	1750	2753
							不合格率/％	0.016	0.02	0.026	0.032	0.35	0.55
温度波动/℃	0.2	0.1	0.2	0.4	0.2	0.2
							残留腐蚀	轻微	轻微	轻微	中等	轻微	轻微

由上表结果可知，本发明所述温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂用于波纹管焊接，焊接的波纹管不合格率低，温度波动小，残留腐蚀轻微，其中，采用实施例1焊接的波纹管的轻微程度残留腐蚀如图1中A所示。

而对比例1采用传统的酸性液体钎剂，其不合格率偏高、温度波动大、且残留腐蚀较使用助焊剂时，腐蚀程度较大，其焊接的波纹管残留腐蚀效果如图1 中B所示。对比例2因未采用本发明提供的合适的表面活性剂，对比例3仅采用了一种成膜剂，表面活性剂、成膜剂与改性松香之间的配合关系被打破，虽然能够达到与实施例类似的较低温度波动值和类似的轻微残留腐蚀程度，但其润湿程度不足，使焊料在焊接表面的铺展不够均匀，其焊接的波纹管容易漏气，不合格率很高，低于传统的酸性液体钎剂的合格率水平。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂，其特征在于，按质量百分比计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂，其特征在于，所述表面活性剂选自LPE 1101和LPE 1103中的一种或两种；

所述成膜剂包括乙撑双油酸酰胺，以及乙撑双硬脂酸酰胺、聚氨酯改性环氧树脂、丙烯酸树脂中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂，其特征在于，所述表面活性剂、所述成膜剂和所述改性松香的质量比为

(0.3～0.9)：1：(21～69)。

4.根据权利要求2所述的温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂，其特征在于，所述有机卤盐活性剂、所述有机酸活性剂和所述改性松香的质量比为(0.8～2.3)：1：(0.9～3)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂，其特征在于，所述有机卤盐活性剂为二甲胺盐酸盐、二乙胺盐酸盐、盐酸二乙氨基乙醇、环己胺盐酸盐、2,4-二溴苯甲酸中的至少一种；及/或

所述有机酸活性剂为丁二酸、己二酸、癸二酸、辛二酸、硬脂酸、琥珀酸或苹果酸中的至少一种；及/或

所述缓蚀剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、三乙醇胺中的至少一种；及/或

所述改性松香为氢化松香101、氢化松香301、全氢化松香、歧化松香、聚合松香115、高软化点松香150中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂，其特征在于，按质量百分比计，包括以下组分：

7.一种温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按如权利要求1-6任一项所述组分及质量百分含量准备原料；

(2)将改性松香加热至165～175℃至完全熔化，保持恒温并搅拌；

(3)依次加入有机卤盐活性剂和有机酸活性剂，保持恒温并搅拌，使其全部溶解呈澄清透明状；

(4)降温至135～145℃后，依次加入表面活性剂、缓蚀剂、成膜剂，持续搅拌，使其全部溶解，且恒温静置不分层，即得。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，

步骤(2)所述的搅拌时间为8～12min；及/或

步骤(3)所述搅拌时间为18～22min；及/或

步骤(4)所述搅拌时间为25～35min。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按如权利要求1-6任一项所述组分及质量百分含量准备原料；

(2)将改性松香加热至170℃至完全熔化，保持恒温并搅拌10min；

(3)依次加入有机卤盐活性剂和有机酸活性剂，保持恒温并搅拌20min，使其全部溶解呈澄清透明状；

(4)降温至140℃后，依次加入表面活性剂、缓蚀剂、成膜剂，持续搅拌30min，使其全部溶解，且恒温静置10min不分层，即得。

10.如权利要求1-6任一项所述的温度敏感控制器波纹管用无铅锡丝药芯助焊剂在焊接温度敏感控制器波纹管中的应用。