CN109514129A - 一种低固含量环保水基助焊剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低固含量环保水基助焊剂及其制备方法，各组分及质量百分比如下：活性剂2~5%；表面活性剂1.5%~4%；成膜剂0~0.4%；抗氧化剂0.1~0.8%；缓蚀剂0.01~0.3%，余下为溶剂；活性剂为二羟甲基丁酸，酒石酸，丙二酸，DL‑苹果酸的至少两种以各自大于0%的质量比混合，混合时温度控制在30~60℃；表面活性剂为非离子表面活性剂；成膜剂为三乙醇胺；抗氧化剂为对苯二酚或三乙胺中的一种；缓蚀剂为羟丙基壳聚糖；溶剂为去离子水。本发明的水基助焊剂固体残余量低，无卤素，无松香，满足波峰焊多种涂敷方式，固含量少，焊后残余微小，减少了对电路板的腐蚀；且焊后表面干净，焊点圆润光亮，无刺激性气味，无炸锡现象，不会损害操作人员身体健康。

Description

一种低固含量环保水基助焊剂及其制备方法

技术领域

本发明属于电路焊接用助焊剂制备的化工领域，涉及到一种低固含量环保水基助焊剂及其制备方法。

背景技术

助焊剂是焊接工艺中不可缺少的一环，它的主要功能就是去除金属表面的氧化物。除此之外，还可以保护焊接区，降低液态钎料的表面张力，改善液态钎料的漫流性，增强填缝能力，改善焊接区热量的传递与平衡等。

目前，市场上部分助焊剂的活性成分中含有卤素，含有卤素的助焊剂可以快速去除焊盘的氧化膜，加强焊料的润湿性，但是卤素的添加会使焊点的可靠性能减弱，表面绝缘电阻降低，对生态环境也有不利影响，越来越多的企业开始选择无卤素助焊剂来面对严格的环境监管，无卤素是焊剂的发展趋势。低固含量助焊剂是近年来受市场欢迎研制开发的新型免清洗助焊剂，一般固体含量≤5%，它避免了臭氧层损耗物质（ODS）类溶剂对生态环境的破坏，具有焊后离子残渣少，不含卤素，绝缘电阻高，不需清洗，不影响焊接后PCB板外观等优点。

目前，许多助焊剂都用乙醇，异丙醇等醇类作为溶剂载体，其成本高，运输不方便且易燃易爆，容易造成安全隐患。而醇类的挥发会形成光化学烟雾，对人类的身体与生存环境产生危害。为此，用去离子水代替醇类成为焊剂的发展趋势。用去离子水作为溶剂，可以降低成本，但是如果助焊剂粘度不够，不足以抑制溶剂挥发速度，会引起炸锡，飞溅现象，可能会烫伤工作人员。此外，许多助焊剂用松香作为成膜剂以及载体，有的虽然可以达到免清洗条件，但是松香的残留也有轻微的腐蚀性，还会引起吸潮，对于电路板的机械与电气性能存在不良影响。中国专利(CN 104551452 B)的一种水基助焊剂，该助焊剂有不含卤素，固含量低，环保等优点。但是其水含量只有1~30%，含有其他有机物溶剂，其水含量并不占主要部分，必然提高了助焊剂的成本，同时会产生挥发性气体。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种低固含量环保水基助焊剂及制备方法；解决现有助焊剂焊后固体残余量高，腐蚀电路板，污染环境等缺点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低固含量环保水基助焊剂，其特征在于：各组分及质量百分比如下：

活性剂2~5%；表面活性剂1.5%~4%；

成膜剂0~0.4%；抗氧化剂0. 1~0.8%；

缓蚀剂0.01~0.3%，余下为溶剂，全部组分总质量百分比为100%；

所述的活性剂为二羟甲基丁酸，酒石酸，丙二酸，DL-苹果酸的至少两种

以各自大于0%的质量比混合，混合时温度控制在30~60℃；

所述的表面活性剂为非离子表面活性剂；

所述的成膜剂为三乙醇胺；

所述的抗氧化剂为对苯二酚或三乙胺中的一种；

还包括添加剂0~0.5%；

所述的添加剂为聚乙二醇2000或聚乙二醇400中的任一种，或任两种以

各自大于0%的比例混合。

所述的缓蚀剂为羟丙基壳聚糖；

所述的溶剂为去离子水。

所述的非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚NP-10，或美国空气Surfynol465中的任一种，或任两种以各自大于0%的比例混合。

进一步的特征是：

一种低固含量环保水基助焊剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：按照工艺要求的配比准备组分；将活性剂加入溶剂当中，在30℃~60℃的温度下加热搅拌以使活性剂溶解；

第二步：将表面活性剂加入第一步得到的溶液中，在30℃~60℃的温度下加热搅拌溶解；

第三步：将成膜剂，抗氧化剂，缓蚀剂，添加剂加入第二步得到的溶液中，在30℃~60℃的温度下搅拌溶解，混合均匀后，过滤即得所述助焊剂。

进一步地：在第三步中，采用加热设备加热，使温度保持在30℃~60℃范围。

本发明的低固含量环保水基助焊剂及制备方法，具有如下有益效果：

1、本发明的助焊剂，焊后焊点饱满，圆润，光亮，无刺激性气味；

2、固含量少，焊后残余微小，减少了对电路板的腐蚀；

3、制作简单成本微小，存储运输方便，不会影响操作人员身体健康，环保。

总之，本发明低固含量环保水基助焊剂固体残余量低，无卤素，无松香，满足波峰焊多种涂敷方式，固含量少，焊后残余微小，减少了对电路板的腐蚀。且焊后表面干净，焊点圆润光亮，无刺激性气味，无炸锡现象，不会损害操作人员身体健康，制作成本微小，运输方便安全，存储简单，环保。

具体实施方式

以下将结合具体实施方式，对本发明进行详细说明。

一种低固含量环保水基助焊剂，各组分及质量百分比如下：

活性剂2~5%，表面活性剂1.5~4%，成膜剂0~0.4%，抗氧化剂0.1~0.8%，缓蚀剂0.01~0.3%和溶剂，全部组分总重量百分比为100%。

所述的活性剂为有机酸的混合物，有机酸为二羟甲基丁酸，酒石酸，丙二酸，DL-苹果酸的至少两种，各自按照大于0%的质量比混合；

所述的表面活性剂为非离子表面活性剂，如壬基酚聚氧乙烯醚系列的NP-10与炴二醇乙氧基化合物美国空气465一种或两种复配。

所述的成膜剂为三乙醇胺，其添加量不应太多，这里的含量在0~0.4%，在30℃~60℃的温度下搅拌促进成膜剂溶解。

所述的抗氧化剂为对苯二酚或三乙胺中的一种；

所述的缓蚀剂为羟丙基壳聚糖；

还包括添加剂0~0.5%，所述的添加剂为聚乙二醇2000或聚乙二醇400中的一种或两种复配；

所述的溶剂为去离子水。

所述的非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚NP-10，或Surfynol465（美国空气465）中的任一种，或任两种以各自大于0%的比例混合。

所述的添加剂为聚乙二醇2000或聚乙二醇400中的任一种，或任两种以各自大于0%的比例混合。

一种低固含量环保水基助焊剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：按照工艺要求的配比准备组分；将活性剂加入溶剂当中，在30℃~60℃的温度下加热搅拌以使活性剂溶解；

第二步：将表面活性剂加入第一步得到的溶液中，在30℃~60℃的温度下加热搅拌溶解；

第三步：将成膜剂，抗氧化剂，缓蚀剂，添加剂加入第二步得到的溶液中，在30℃~60℃的温度下搅拌溶解，混合均匀后，过滤即得所述助焊剂。

进一步地：在前述的第三步中，采用加热设备加热，使温度保持在30℃~60℃范围。

本发明的活性剂，其可选择的具体的质量百分比为：2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%等，都能满足本发明的需要；表面活性剂，其可选择的具体的质量百分比为： 1.5%、1.8%、2%、2.3%、2.5%、2.8%、3%、3.2%、3.5%、4%等，都能满足本发明的需要；本发明的成膜剂，其可选择的具体的质量百分比为：0%、0.02%、0.05%、0.1%、0.12%、0.15%、0.18%、0.2%、0.22%、0.25%、0.28%、0. 3%、0.32%、0.35%、0.38%、0.4%等，都能满足本发明的需要；本发明的抗氧化剂，其可选择的具体的质量百分比为： 0.1%、0.15%、0.18%、0.2%、0.22%、0.25%、0. 3%、0.35%、0.4%、0.5%、0.55%、0.6%、0.68%、0.7%、0.72%、0.75%、0. 8%等，都能满足本发明的需要；本发明的添加剂，其可选择的具体的质量百分比为：0%、 0.02%、0.05%、0.1%、0.12%、0.15%、0.18%、0.2%、0.22%、0.25%、0.28%、0. 3%、0.35%、0.38%、0.4%、0.45%、0.5%等，都能满足本发明的需要；本发明的缓蚀剂，其可选择的具体的质量百分比为：0.01%、 0.02%、0.05%、0.1%、0.12%、0.15%、0.18%、0.2%、0.22%、0.25%、0.28%、0. 3%等，都能满足本发明的需要。含量为零时，则表示该单一助焊剂配方中不含有该组分。

实施例 1

本实施按照以下质量比准备原料：活性剂为酒石酸与DL-苹果酸，质量比2%，酒石酸：DL-苹果酸=1：1，表面活性剂NP-10为1.5%，缓蚀剂为羟丙基壳聚糖0.01%，抗氧化剂为三乙胺0.1%，成膜剂为三乙醇胺，为0.05%。余量为溶剂，溶剂为去离子水。

配置时，将活性剂加入溶剂中，在30℃~60℃的温度下搅拌促进其充分溶解，再将表面活性剂加入改溶液中，在30℃~60℃的温度下搅拌至完全溶解；将成膜剂，缓蚀剂，抗氧化剂，添加剂（如果有）加入前述的溶液中，在30℃~60℃的温度下搅拌溶解，混合均匀冷却后过滤即得所述助焊剂。

实施例 2

本实施按照以下质量比准备原料：活性剂为酒石酸、DL-苹果酸与二羟甲基丁酸混合，质量比3%，酒石酸：DL-苹果酸：二羟甲基丁酸=1：4：1，表面活性剂美国空气465（Surfynol465）为2%，成膜剂三乙醇胺为0.1%，缓蚀剂为羟丙基壳聚糖0.1%，抗氧化剂对苯二酚0.3%，添加剂聚乙二醇400为0.2%，余量为溶剂，溶剂为去离子水。

实施例 3

实施按照以下质量比准备原料：活性剂为酒石酸、丙二酸与DL-苹果酸混合，质量比3.5%，酒石酸：丙二酸：DL-苹果酸=1：1：1，表面活性剂为NP-10与美国空气465混合，为2.5%，NP-10：美国空气465=1：1，成膜剂三乙醇胺为0.2%，缓蚀剂为羟丙基壳聚糖0.2%，抗氧化剂为对苯二酚0.5%，添加剂为聚乙二醇2000与聚乙二醇400混合，聚乙二醇2000：聚乙二醇400=1：1，为0.3%，余量为溶剂，溶剂为去离子水。

实施例 4

本实施按照以下质量比准备原料：活性剂为丙二酸：DL-苹果酸：二羟甲基丁酸混合，质量比4%，丙二酸：DL-苹果酸：二羟甲基丁酸=1：1：1，表面活性剂为NP-10与美国空气465混合，为3%，NP-10：美国空气465=2：1，成膜剂三乙醇胺为0.3%，缓蚀剂为羟丙基壳聚糖0.25%，抗氧化剂为三乙胺0.7%，添加剂聚乙二醇2000与为聚乙二醇4000混合，为0.4%，聚乙二醇2000：聚乙二醇400=2：1，余量为溶剂，溶剂为去离子水。

实施例 5

本实施按照以下质量比准备原料：活性剂为酒石酸、丙二酸、DL-苹果酸与二羟甲基丁酸混合，质量比5%，酒石酸：丙二酸：DL-苹果酸：二羟甲基丁酸=1：1：3：1，表面活性剂为NP-10与美国空气465混合，为4%，NP-10：美国空气465=1：1，成膜剂三乙醇胺为0.4%，缓蚀剂为羟丙基壳聚糖0.3%，抗氧化剂为对苯二酚0.8%，添加剂为聚乙二醇2000与聚乙二醇400混合，聚乙二醇2000：聚乙二醇400=1：2，为0.5%，余量为溶剂，溶剂为去离子水。

使用上述实施例配制成助焊剂时，焊后固体残余微小，焊点圆润，光亮无刺激性气味，无炸锡现象，减少了对电路板的腐蚀。制作简单成本微小，存储运输方便，环保。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种低固含量环保水基助焊剂，其特征在于：各组分及质量百分比如下：

活性剂2~5%；表面活性剂1.5%~4%；

成膜剂0~0.4%；抗氧化剂0. 1~0.8%；

缓蚀剂0.01~0.3%，余下为溶剂，全部组分总质量百分比为100%；

所述的活性剂为二羟甲基丁酸，酒石酸，丙二酸，DL-苹果酸的至少两种

以各自大于0%的质量比混合，混合时温度控制在30~60℃；

所述的表面活性剂为非离子表面活性剂；

所述的成膜剂为三乙醇胺；

所述的抗氧化剂为对苯二酚或三乙胺中的一种；

所述的缓蚀剂为羟丙基壳聚糖；

所述的溶剂为去离子水。

2.根据权利要求1所述的低固含量环保水基助焊剂，其特征在于：所述的非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚NP-10，或Surfynol465中的任一种，或任两种以各自大于0%的比例混合。

3.根据权利要求2所述的低固含量环保水基助焊剂，其特征在于：还包括添加剂，质量百分比为0~0.5%。

4.根据权利要求3所述的低固含量环保水基助焊剂，其特征在于：所述的添加剂为聚乙二醇2000或聚乙二醇400中的任一种，或任两种以各自大于0%的比例混合。

5.一种低固含量环保水基助焊剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：按照工艺要求的配比准备组分；将活性剂加入溶剂当中，在30℃~60℃的温度下加热搅拌以使活性剂溶解；

第二步：将表面活性剂加入第一步得到的溶液中，在30℃~60℃的温度下加热搅拌溶解；

第三步：将成膜剂，抗氧化剂，缓蚀剂，添加剂加入第二步得到的溶液中，在30℃~60℃的温度下搅拌溶解，混合均匀后，过滤即得所述助焊剂。

6.根据权利要求5所述的低固含量环保水基助焊剂的制备方法，其特征在于：在第三步中，采用加热设备加热，使温度保持在30℃~60℃范围。