CN108410336A - 一种水基铝合金高温处理的阻焊剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水基铝合金高温处理的阻焊剂，其配料按重量百分比由下列组分组成：改性凹土/纳米氧化锆复合粉料25～30wt％，胶合剂20～25wt％，粘结剂5％～10wt％，分散剂2％～5wt％，去离子水为40％～60wt％，硅氧烷油消泡剂0.5～1wt％。

Description

一种水基铝合金高温处理的阻焊剂
技术领域
本发明涉及一种水基铝合金高温处理的阻焊剂，具体涉及一种由改性凹土/纳米氧化锆复合粉末制备的水基铝合金高温处理的阻焊剂及其制备方法。
背景技术
在铝合金焊接中，为了提高焊接质量，需要耐高温的阻焊涂料，将不需要焊接的部分保护起来，使焊料只在需要的焊点上进行焊接，这种阻焊涂料称为阻焊剂。产品的使用方法是在铝合金表面涂覆一层薄薄的涂层，从而起到覆盖铝合金表面，达到保护、阻止焊料及改变焊料流向的作用，涂附于铝合金表面的阻焊剂在加热状态下不会与钎焊产品发生任何反应变化，对产品不会造成任何影响及任何副作用，焊接完毕，附着残留物以水清洗即可轻易去除。目前，使用的阻焊剂多是国外产品，价格高昂，国内同类产品价格低廉，但阻焊效果达不到国外产品，且每次高温处理后，涂层既不再具有阻焊效果。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种分散性较好、耐高温的水基铝合金高温处理的阻焊剂。本发明利用改性凹土与纳米氧化锆制备成耐高温复合粉末，结合无机耐高温胶制备成铝合金耐高温的阻焊剂。本发明制备的铝合金高温处理的阻焊剂，能够达到在600摄氏度下在铝合金表面覆盖一层涂层，有效保护铝合金表面及结构，并且不会与高温焊接时的夹具发生粘连，具有极大的推广价值。
本发明的另一目的是提供上述水基铝合金高温处理的阻焊剂的制备方法，该制备方法工艺简单，适于工业化生产。
为了达到上述目的，本发明的具体技术方案如下：
一种水基铝合金高温处理的阻焊剂，其配料按重量百分比由下列组分组成：改性凹土/纳米氧化锆复合粉料25～30wt％，胶合剂20～25wt％，粘结剂2％～5wt％，阳离子水性聚氨酯乳液2％～5wt％，硅烷偶联剂5％～10wt％，成膜助剂2％～5wt％，分散剂2％～5wt％，去离子水为40％～60wt％，硅氧烷油消泡剂0.5～1wt％。
作为本发明的一种优选方案，其中：粉料为改性凹土/纳米氧化锆的复合粉料；
作为本发明的一种优选方案，其中：胶合剂选用世林胶业的产品SL8311耐高温胶水，是一种需要在高温固化的单组分胶粘剂，具有阻燃、耐温性好、固化后耐水、有一定的胶接强度和密封作用，使用方便，主要用于金属表面高温涂膜保护，添加量为20～25wt％；
作为本发明的一种优选方案，其中：分散剂为采购自南京霄科纳米陶瓷技术开发 有限公司生产产品SD-00，主要成分是聚丙烯酸铵，添加量为2％～5wt％。
作为本发明的一种优选方案，其中：成膜助剂采购自郑州祥之达化工样品店，主要成分是十二碳醇酯，添加量为2％～5wt％。
作为本发明的一种优选方案，其中：粘结剂为粘结剂为建筑901胶，提高常温下金属表面涂层的粘结性，添加量为2％～5wt％。
作为本发明的一种优选方案，其中：消泡剂为二甲基聚硅氧烷油，具有较好的消泡能力。
作为本发明的一种优选方案，其中：改性凹土/纳米氧化锆复合粉料的制备方法是通过将筛选后的凹凸棒粘土放入蒸馏水中搅拌制成悬浮液，加入分散剂和六偏磷酸钠，磨球、离心分离回收固体颗粒；
上述水基铝合金高温处理的阻焊剂的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤1、所述改性凹土/纳米氧化锆复合粉料的生产工艺是：
(1)、称量100g细度为200～400目的凹凸棒粘土放入800～1000ml蒸馏水中用搅拌器搅拌2～4小时，将10g分散剂和10～15g六偏磷酸钠加入凹凸棒石粘土悬浮液中，在行星磨球机中进行高速球磨3～4h，将研磨后的凹凸棒粘土悬浮液在离心机中离心处理2～5次，每次5分钟，过滤回收固体物。
(2)、配备2.0mol/L的ZrOCl2.8H2O溶液200ml，滴加HCl调节ZrOCl2.8H2O溶液的pH值为0.5～1左右，然后加入15～20ml的聚乙二醇作为表面活性剂，进行搅拌处理，用十字搅刀搅拌器以1500转/分搅拌2～4h，在滴加150～200ml的乙二酸，得到透明溶胶，将透明溶胶陈化30min，进行搅拌，继续滴加45～50ml的乙二酸，使透明溶胶逐渐地转变为透明凝胶，慢慢聚沉为乳白色不透明的氧化锆前驱体的悬浊液；
(3)、将步骤(1)中回收的20克改性凹土与450～500ml的水配成凹土浆料，滴加150～200ml氧化锆前驱体的悬浊液，经过30～60min搅拌后，陈化2～4h，然后将凹凸棒粘土悬浮液在离心机中离心处理2-5次，每次5分钟，过滤回收固体物，在550～600℃高温炉中煅烧2～3h，即可得到改性凹土/纳米氧化锆复合粉末。
步骤2、取40％～60wt％的去离子水倒入搅拌器中，向其中加入20～25wt％胶合剂，采用十字搅刀搅拌器充分搅拌，搅拌速度为1500～3000转/分，搅拌时间为30～60分钟；
步骤3、将25～30wt％改性凹土/纳米氧化锆复合粉料放入到步骤(1)的混合料浆中，充分搅拌，搅拌时间为1～2小时；
步骤4、混合料浆中加入2％～5wt％分散剂进行搅拌30～60分钟，再加入5％～10wt％粘结剂和0.5～1wt％消泡剂，放入球磨机中以188～250r/min的转速球磨1～3h，将球磨后的料浆经真空去泡后即得所述水基铝合金高温处理的阻焊剂。
本发明的突出优点是：
1、本发明对凹土进行改性处理，通过吸附有机高分子化合物提高其活性，通过共沉淀法在凹土表面包裹纳米氧化锆颗粒，在48小时沉降小于5％，具有较好的悬浮性能，在800摄氏度马弗炉中高温处理，粉末外貌、重量都没有明显变化，具有良好的耐温性。
2、本发明中添加的粘合剂，采用的是世林胶业的产品SL8311耐高温胶水，是一种需要在高温固化的单组分胶粘剂，能够保障铝合金表面涂覆的该阻焊剂产品在600摄氏度高温下保持稳定，阻止铝合金与夹具粘连。
3、本发明中添加的成膜助剂采购自郑州祥之达化工样品店，主要成分是十二碳醇酯，能够保障铝合金表面涂覆的该阻焊剂产品在常温下表面成膜，具有不掉粉等特性，保障铝合金表面施工的要求。
4、本发明采用耐高温、易分散的混合粉末，添加耐高温胶水和常温成膜助剂，在分散剂作用下制备出性能优异的阻焊剂，该产品在常温下易在铝合金表面成膜，保障铝合金表面施工的要求，在600摄氏度下在铝合金表面覆盖一层涂层，有效保护铝合金表面及结构，并且不会与高温焊接时的夹具发生粘连，具有极大的推广价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明水基铝合金高温处理的阻焊剂进行详细说明。
实施例1
上述水基铝合金高温处理的阻焊剂的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤1、所述改性凹土/纳米氧化锆复合粉料的生产工艺是：
(1)、称量100g细度为400目的凹凸棒粘土放入1000ml蒸馏水中用搅拌器搅拌4小时，将10g分散剂和15g六偏磷酸钠加入凹凸棒石粘土悬浮液中，在行星磨进行高速球磨4h，将研磨后的凹凸棒粘土悬浮液在离心机中离心处理2～5次，每次5分钟，过滤回收固体物。
(2)、配备2.0mol/L的ZrOCl2.8H2O溶液200ml，滴加HCl调节ZrOCl2.8H2O溶液的pH值为0.5～1左右，然后加入20ml的聚乙二醇作为表面活性剂，进行搅拌处理，用十字搅刀搅拌器以1500转/分搅拌4h，在滴加200ml的乙二酸，得到透明溶胶，将透明溶胶陈化30min，进行搅拌，继续滴加50ml的乙二酸，使透明溶胶逐渐地转变为透明凝胶，慢慢聚沉为乳白色不透明的氧化锆前驱体的悬浊液；
(3)、将回收的20克改性凹土与450ml的水配成凹土浆料，滴加200ml氧化锆前驱体的悬浊液，经过60min搅拌后，陈化4h，然后将凹凸棒粘土悬浮液在离心机中离心处理5次，每次5分钟，过滤回收固体物，在600℃高温炉中煅烧3h，即可得到改性凹土/纳米氧化锆复合粉末。
步骤2、取40g的去离子水倒入搅拌器中，向其中加入20g胶合剂，采用十字搅刀搅拌器充分搅拌，搅拌速度为3000转/分，搅拌时间为60分钟；
步骤3、将30g改性凹土/纳米氧化锆复合粉料放入到步骤2的混合料浆中，充分搅拌，搅拌时间为2小时；
步骤4、混合料浆中加入5g分散剂进行搅拌60分钟，再加入10g粘结剂和0.5g消泡剂，放入球磨机中以250r/min的转速球磨3h，将球磨后的料浆经真空去泡后即得所述水基铝合金高温处理的阻焊剂。
实施例2
上述水基铝合金高温处理的阻焊剂的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤1、所述改性凹土/纳米氧化锆复合粉料的生产工艺是：
(1)、称量100g细度为300目的凹凸棒粘土放入800ml蒸馏水中用搅拌器搅拌4小时，将10g分散剂和10g六偏磷酸钠加入凹凸棒石粘土悬浮液中，在行星磨进行高速球磨3～4h，将研磨后的凹凸棒粘土悬浮液在离心机中离心处理2～5次，每次5分钟，过滤回收固体物。
(2)、配备2.0mol/L的ZrOCl2.8H2O溶液200ml，滴加HCl调节ZrOCl2.8H2O溶液的pH值为1左右，然后加入15ml的聚乙二醇作为表面活性剂，进行搅拌处理，用十字搅刀搅拌器以1500转/分搅拌2h，在滴加150ml的乙二酸，得到透明溶胶，将透明溶胶陈化30min，进行搅拌，继续滴加45ml的乙二酸，使透明溶胶逐渐地转变为透明凝胶，慢慢聚沉为乳白色不透明的氧化锆前驱体的悬浊液；
(3)、将回收的20克改性凹土与450ml的水配成凹土浆料，滴加150ml氧化锆前驱体的悬浊液，经过30min搅拌后，陈化2h，然后将凹凸棒粘土悬浮液在离心机中离心处理3次，每次5分钟，过滤回收固体物，在550℃高温炉中煅烧2～3h，即可得到改性凹土/纳米氧化锆复合粉末。
步骤2、取50g的去离子水倒入搅拌器中，向其中加入25g胶合剂，采用十字搅刀搅拌器充分搅拌，搅拌速度为2000转/分，搅拌时间为40分钟；
步骤3、将30g改性凹土/纳米氧化锆复合粉料放入到步骤2的混合料浆中，充分搅拌，搅拌时间为2小时；
步骤4、混合料浆中加入3g分散剂进行搅拌50分钟，再加入5g粘结剂和1g消泡剂，放入球磨机中以188r/min的转速球磨2h，将球磨后的料浆经真空去泡后即得所述水基铝合金高温处理的阻焊剂。

Claims (8)

1.一种水基铝合金高温处理的阻焊剂，其特征在于：其配料按重量百分比由下列组分组成：改性凹土/纳米氧化锆复合粉料25～30wt％，胶合剂20～25wt％，粘结剂2％～5wt％，阳离子水性聚氨酯乳液2％～5wt％，硅烷偶联剂5％～10wt％，成膜助剂2％～5wt％，分散剂2％～5wt％，去离子水为40％～60wt％，硅氧烷油消泡剂0.5～1wt％。
2.根据权利要求1所述的阻焊剂，其特征在于：胶合剂选用SL8311耐高温胶水，添加量为20％～25wt％。
3.根据权利要求1所述的阻焊剂，其特征在于：分散剂为SD-00，主要成分是聚丙烯酸铵，添加量为2％～5wt％。
4.根据权利要求1所述的阻焊剂，其特征在于：粘结剂为建筑901胶，添加量为2％～5wt％。
5.根据权利要求1所述的阻焊剂，其特征在于：成膜助剂主要成分是十二碳醇酯，添加量为2％～5wt％。
6.根据权利要求1所述的阻焊剂，其特征在于：消泡剂为二甲基聚硅氧烷油。
7.根据权利要求1所述的阻焊剂，其特征在于：改性凹土/纳米氧化锆复合粉料的生产工艺是：
(1)将筛选后的凹凸棒粘土放入蒸馏水中搅拌2～4小时，将分散剂和六偏磷酸钠加入凹凸棒石粘土悬浮液中，在行星磨球机中进行高速球磨3～4h，将研磨后的凹凸棒粘土悬浮液在离心机中离心处理，过滤回收固体物；
(2)配备ZrOCl2.8H2O溶液，滴加HCl调节ZrOCl2.8H2O溶液的pH值为0.5～1左右，然后加入聚乙二醇作为表面活性剂，进行搅拌处理，再滴加乙二酸，得到透明溶胶，陈化，搅拌，继续滴加乙二酸，使透明溶胶逐渐地转变为透明凝胶，慢慢聚沉为乳白色不透明的氧化锆前驱体的悬浊液；
(3)将步骤(1)中回收的固体颗粒与水配成凹土浆料，滴加氧化锆前驱体的悬浊液，搅拌，陈化，离心，过滤回收固体物，在550～600℃高温炉中煅烧2～3h，即可得到改性凹土/纳米氧化锆复合粉料。
8.权利要求1～7任一所述的阻焊剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤1、所述改性凹土/纳米氧化锆复合粉料的生产工艺是：
(1)将筛选后的凹凸棒粘土放入蒸馏水中搅拌2～4小时，将分散剂和六偏磷酸钠加入凹凸棒石粘土悬浮液中，在行星磨球机中进行高速球磨3～4h，将研磨后的凹凸棒粘土悬浮液在离心机中离心处理，过滤回收固体物；
(2)配备ZrOCl2.8H2O溶液，滴加HCl调节ZrOCl2.8H2O溶液的pH值为0.5～1左右，然后加入聚乙二醇作为表面活性剂，进行搅拌处理，再滴加乙二酸，得到透明溶胶，陈化，搅拌，继续滴加乙二酸，使透明溶胶逐渐地转变为透明凝胶，慢慢聚沉为乳白色不透明的氧化锆前驱体的悬浊液；
(3)将步骤(1)中回收的固体颗粒与水配成凹土浆料，滴加氧化锆前驱体的悬浊液，搅拌，陈化，离心，过滤回收固体物，在550～600℃高温炉中煅烧2～3h，即可得到改性凹土/纳米氧化锆复合粉料；
步骤2、取40％～60wt％的去离子水倒入搅拌器中，向其中加入20～25wt％胶合剂，充分搅拌，搅拌时间为30～60分钟；
步骤3、将步骤1制得的25～30wt％改性凹土/纳米氧化锆复合粉料放入到步骤2的混合料浆中，充分搅拌，搅拌时间为1～2小时；
步骤4、混合料浆中加入2％～5wt％分散剂进行搅拌30～60分钟，再加入5％～10wt％粘结剂和0.5～1wt％消泡剂，放入球磨机中球磨1～3h，将球磨后的料浆经真空去泡后即得所述水基铝合金高温处理的阻焊剂。
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