CN109530969A

CN109530969A - 一种环保无卤素水基助焊剂及其制备方法

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Publication number: CN109530969A
Application number: CN201811592260.7A
Authority: CN
Inventors: 甘贵生; 田谧哲; 刘歆; 夏大权; 曹华东; 蒋刘杰; 甘树德; 徐安莲
Original assignee: Chongqing University of Technology
Current assignee: Chongqing University of Technology
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2019-03-29

Abstract

本发明提供了一种环保无卤素水基助焊剂及其制备方法，各组分及质量百分比为：活性剂2.5~4.5%；表面活性剂0.1%~3%；成膜剂0~0.5%；抗氧化剂0.01~0.4%；缓蚀剂0.01~0.5%，余下为溶剂；所述的活性剂为DL‑苹果酸，柠檬酸，戊二酸，二羟甲基丁酸的至少两种混合，混合时温度控制在25℃~65℃；所述的表面活性剂为非离子表面活性剂。本发明环保无卤素水基助焊剂，无卤素，无松香，固含量少，焊后残余微小，减少了对电路板的腐蚀。且焊后表面干净光亮，挥发性气体少，无刺激性气味，无炸锡现象，适用面广泛，满足多种工艺要求，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。

Description

一种环保无卤素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，涉及到一种环保无卤素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。提高了助焊剂的成本，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环保无卤素水基助焊剂及制备方法；解决现有助焊剂焊后腐蚀严重，对无铅焊料助焊效果差和污染环境等缺点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保无卤素水基助焊剂，一种环保无卤素水基助焊剂，其特征在于：各组分及质量百分比如下：

活性剂2.5~4.5%；表面活性剂0.1%~3%；

成膜剂0~0.5%；抗氧化剂0. 01~0.4%；

缓蚀剂0.01~0.5%，余下为溶剂，全部组分总质量百分比为100%；

所述的活性剂为DL-苹果酸，柠檬酸，戊二酸，二羟甲基丁酸的至少两种混合，混合时温度控制在25℃~65℃；

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；

所述的缓蚀剂为羟丙基壳聚糖，苯骈三氮唑中的任一种，或任两种以各自大于0%的质量比混合；

所述的溶剂为去离子水。

进一步的特征：还包括添加剂，质量百分比0~0.4%；所述的添加剂为聚乙二醇400和蓖麻油的任一种，或任两种以各自大于0%的质量比混合。

所述的表面活性剂为AEO-9（脂肪醇聚氧乙烯醚），吐温20的任一种，或任两种以各自大于0%的质量比混合。

一种环保无卤素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25℃~65℃的温度下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25℃~65℃的温度下搅拌溶解；

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25℃~65℃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：在第二、第三步中，采用加热设备加热，使温度保持在25℃~65℃范围。

本发明的环保无卤素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，化学性质稳定，无刺激性气味；

2、无卤素，无松香，固含量少，焊后残余微小。

总之，本发明环保无卤素水基助焊剂，无卤素，无松香，固含量少，焊后残余微小，减少了对电路板的腐蚀。且焊后表面干净光亮，挥发性气体少，无刺激性气味，无炸锡现象，适用面广泛，满足多种工艺要求，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。

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。

一种环保无卤素水基助焊剂，各组分及质量百分比如下：

活性剂2.5%~4.5%;表面活性剂0.1%~3%；

成膜剂0~0.5%;抗氧化剂0.01~0.4%；

缓蚀剂0.01~0.5%和溶剂，余下为溶剂，全部组分总质量百分比为100%；

所述的活性剂为有机酸的混合物，有机酸为DL-苹果酸，柠檬酸，戊二酸，二羟甲基丁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25~65℃；

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；

所述的溶剂为去离子水。

所述的表面活性剂为AEO-9(脂肪醇聚氧乙烯醚)，吐温20（聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯）的任一种，或任两种以各自大于0%的质量比混合。

第一步：将活性剂加入溶剂当中，在25℃~65℃的温度下搅拌以便于促进活性剂溶解；

第三步：将成膜剂，抗氧化剂，缓蚀剂，特殊添加剂加入第二步得到的溶液中，在25℃~65℃的温度下搅拌溶解，混合均匀，过滤即得所述助焊剂。

本发明的活性剂，其可选择的具体的质量百分比为： 2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%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：0.1%、0.2%、 0.5%、0.6%、0.8%、1%、1.2%、1.5%、1.8%、2%、2.2%、 2.4%、 2.5%、2.8%、3%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%、0.42%、0.45%、0.48%、0. 5%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. 01%、0.02%、0.05%、0.08%、0.1%、0.12%、0.15%、0.18%、0.2%、0.24%、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%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%、0.32%、0.35%、0.4%0.42%、0.45%、0.48%、0.5%等，都能满足本发明的需要。组分含量为零，表示该单一助焊剂中不含有该组分。

实施例 1

本实施按照以下质量比准备原料：活性剂为DL-苹果酸与柠檬酸混合， DL-苹果酸：柠檬酸=1：1，质量比2.5%，表面活性剂吐温20，为0.1%，缓蚀剂为羟丙基壳聚糖0.01%，抗氧化剂为对苯二酚0.01%，成膜剂为三乙醇胺，为0.1%。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25℃~65℃的温度下搅拌促进其充分溶解，再将表面活性剂加入该溶液中，在25℃~65℃的温度下搅拌至完全溶解；再将成膜剂，缓蚀剂，抗氧化剂，添加剂（如果有）加入前述的溶液中，在25℃~65℃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DL-苹果酸与二羟甲基丁酸混合，质量比3%， DL-苹果酸：二羟甲基丁酸=3：2，表面活性剂 AEO-9，为1%，成膜剂为三乙醇胺为0.15%，缓蚀剂为苯骈三氮唑0.1%，抗氧化剂对苯二酚0.1%，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：活性剂为柠檬酸、戊二酸与DL-苹果酸混合，质量比3.5%， DL-苹果酸：柠檬酸：戊二酸=1：1：1，表面活性剂为AEO-9与吐温20混合，为2%，AEO-9：吐温20=1：1，成膜剂为三乙醇胺为0.3%，缓蚀剂为羟丙基壳聚糖与苯骈三氮唑混合，0.3%，羟丙基壳聚糖：苯骈三氮唑=1：1，抗氧化剂为对苯二酚0.2%，添加剂为聚乙二醇400与蓖麻油混合，为0.2%，蓖麻油：聚乙二醇400=1：1，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DL-苹果酸、戊二酸与二羟甲基丁酸混合，质量比4%， DL-苹果酸：戊二酸：二羟甲基丁酸=4：1：1，表面活性剂为AEO-9与吐温20混合，为3%，AEO-9：吐温20=2：1，成膜剂为三乙醇胺为0.4%，缓蚀剂为羟丙基壳聚糖与苯骈三氮唑混合，0.4%，羟丙基壳聚糖：苯骈三氮唑=2：1，抗氧化剂为对苯二酚0.3%，添加剂为蓖麻油与聚乙二醇400混合，为0.3%，蓖麻油：聚乙二醇400=1：2，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DL-苹果酸、柠檬酸、二羟甲基丁酸与戊二酸混合，质量比4.5%，DL-苹果酸: 柠檬酸：二羟甲基丁酸：戊二酸=4：1：1：1，表面活性剂为AEO-9与吐温20混合，为3%，AEO-9：吐温20=3：2，成膜剂为三乙醇胺为0.5%，缓蚀剂为羟丙基壳聚糖与苯骈三氮唑混合，0.5%，羟丙基壳聚糖：苯骈三氮唑=3：1，抗氧化剂为对苯二酚0.4%，添加剂为蓖麻油与聚乙二醇400混合，为0.4%，蓖麻油：聚乙二醇400=2：1，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，焊点饱满，圆润，光亮，，无刺激性气味，固含量少，焊后残余微小，减少了对电路板的腐蚀。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。

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

1.一种环保无卤素水基助焊剂，其特征在于：各组分及质量百分比如下：

活性剂2.5~4.5%；表面活性剂0.1%~3%；

成膜剂0~0.5%；抗氧化剂0. 01~0.4%；

缓蚀剂0.01~0.5%，余下为溶剂，全部组分总质量百分比为100%；

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；

所述的溶剂为去离子水。

2.根据权利要求1所述的环保无卤素水基助焊剂，其特征在于：还包括添加剂，质量百分比0~0.4%；所述的添加剂为聚乙二醇400和蓖麻油的任一种，或任两种以各自大于0%的质量比混合。

3.根据权利要求1或2所述的环保无卤素水基助焊剂，其特征在于：所述的非离子表面活性剂为AEO-9，吐温20的任一种，或任两种以各自大于0%的质量比混合。

4.一种环保无卤素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25℃~65℃的温度下加热搅拌以使活性剂溶解；

5.根据权利要求4所述的环保无卤素水基助焊剂的制备方法，其特征在于：在第二、第三步中，采用加热设备加热，使温度保持在25℃~65℃范围。