CN111843292B - 一种水基助焊剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊料技术领域，公开了一种水基助焊剂及其制备方法，所述水基助焊剂包括以下组分：有机酸类活性剂、表面活性剂、缓冲剂、助溶剂、消泡剂和水；所述的表面活性剂包括EO/PO嵌段共聚物和聚氧乙烯醚。本发明采用EO/PO嵌段共聚物和聚氧乙烯醚复配作为表面活性剂，提高了对无铅焊料的润湿性以及铺展性，能有效防止焊接时表面的再次氧化；同时清洁能力强；采用水做主溶剂，环保安全，无毒，低VOC，同时不易燃烧、无需清洗；所述水基助焊剂绝缘电阻高，无腐蚀性，抑菌性强，长霉等级为零级。其制备方法操作简单，效率高。

Description

一种水基助焊剂及其制备方法
技术领域
本发明属于焊料技术领域，特别涉及一种水基助焊剂及其制备方法。
背景技术
助焊剂是在焊接工艺中能帮助和促进焊接过程，助焊剂的主要作用是清除焊料和被焊母材表面的氧化物，使金属表面达到必要的清洁度，以及防止焊接时表面的再次氧化，降低焊料表面张力，其品质直接影响线路板的整个生产过程和产品质量。
含卤以及含大量有机溶剂的助焊剂严重破坏大气层，形成光化学烟雾，对人类身体造成严重影响；有机溶剂的易燃性也增加了产品的危险性；且传统的含卤素和含松香的助焊剂对设备都有一定得腐蚀作用，还会有吸潮现象，对产品稳定性造成影响，引起短路、开路等失效现象。随着轻量化、微型化、折叠化、高性能、高密度电子产品的不断开发和应用，对助焊剂也提出了更高的要求，目前的阻焊剂在绝缘性和助焊性能上还无法达到要求。
因此，希望提供有一种绝缘电阻高、无需清洗、不易燃烧、无腐蚀性、低VOC，且性能优越的无卤水基助焊剂。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种水基助焊剂，绝缘电阻高、无需清洗、不易燃烧、无腐蚀性、低VOC，且性能优越。
一种水基助焊剂，包括以下组分：有机酸类活性剂、表面活性剂、缓冲剂、助溶剂、消泡剂和水；所述的表面活性剂包括EO(环氧乙烷)/PO(环氧丙烷)嵌段共聚物和聚氧乙烯醚。
所述表面活性剂可以为PE6100和AEO-9表面活性剂。
采用EO/PO嵌段共聚物和聚氧乙烯醚复配作为表面活性剂，因其丰富的碳氧键、氢键等，与其他组分相容性好，润湿性强，在无铅焊料上具有良好的铺展性、上锡效果，覆于表面能有效防止焊接时表面的再次氧化；同时表面残留极少，清洁，焊接后免清洗。
优选的，所述水基助焊剂，按重量份计，包括以下组分：
Figure BDA0002549720940000021
进一步优选的，所述水基助焊剂，按重量份计，包括以下组分：
Figure BDA0002549720940000022
优选的，所述聚氧乙烯醚为异辛基酚聚氧乙烯醚和/或脂肪醇聚氧乙烯醚。异辛基酚聚氧乙烯醚和/或脂肪醇聚氧乙烯醚与EO/PO嵌段共聚物组成表面活性剂，能够增强与其他组分的相容性。
优选的，所述有机酸类活性剂为一元酸、二元酸、二元酸酐、二元酸酰胺、二元酸醇胺盐、二元酸铵盐、多元酸酰胺、多元酸醇胺盐、多元酸胺盐或醇酸中的至少一种。
进一步优选的，所述有机酸类活性剂为水杨酸、丙二酸、丁二酸、顺丁烯二酸酐、乙醇酸、衣康酸或辛二酸二乙醇酰胺中至少一种。
优选的，所述助溶剂为醇醚或/和醇醚酯；进一步优选的，所述助溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚、二甘醇甲乙醚、三甘醇甲醚、二丙二醇二甲醚或甘油醚中的至少一种。
优选的，所述缓冲剂为苯三唑、巯基噻唑及衍生物中的至少一种。
优选的，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
一种水基助焊剂的制备方法，包含以下步骤：将有机酸类活性剂、表面活性剂、缓冲剂、助溶剂、消泡剂加入水中，搅拌，过滤，取滤液即为所述水基助焊剂。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)本发明采用EO/PO嵌段共聚物和聚氧乙烯醚复配作为表面活性剂，提高了对无铅焊料的润湿性以及铺展性，能有效防止焊接时表面的再次氧化；同时表面残留极少，清洁，焊接后免清洗。
(2)本发明采用水做主溶剂，环保安全，无毒，低VOC，同时不易燃烧、无需清洗，解决了高密度元器件组装带来的清洗困难的问题。
(3)所述水基助焊剂绝缘电阻高，绝缘阻抗值大于1×109Ω。
(4)所述水基助焊剂无腐蚀性，浓度为5％时，所述水基助焊剂的pH为6.9-7.5，基本呈中性，对材料的无腐蚀性，能够通过铜镜腐蚀试验。
(5)所述水基助焊剂中加入EO/PO嵌段共聚物和聚氧乙烯醚，其抑菌性强，长霉等级为零级。
(6)所述水基助焊剂的制备简单，效率高。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中PE6100和AEO-9表面活性剂购买于德国巴斯夫公司；BYK019消泡剂购买于德国毕克公司；EO/PO嵌段共聚物Synative17R4购买于德国巴斯夫公司；脂肪醇聚氧乙烯醚(分子量300-330)购买于江苏省海安石油化工厂；其它原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
实施例1
在玻璃分散瓶中，加入300g去离子水，在搅拌的条件下加入助溶剂27.0g二丙二醇二甲醚，依次加入10.0g顺丁烯二酸酐和8.0g乙醇酸，保持玻璃分散瓶温度：30℃，搅拌20min，再依次加入1.2g苯三唑、1.5gPE6100(德国巴斯夫)和1.0gAEO-9表面活性剂、0.3gBYK019消泡剂，搅拌转速：1500转/min，搅拌：30min，待各组分全部溶解后，停止搅拌，过滤包装。
以上做出的环保无卤水基助焊剂：扩展率：74％，绝缘阻抗值(Ω)：2.6X109，pH(5％Sol)(当溶液的浓度为5％的pH值)：7.1，表面清洁，兼容性佳，长霉等级为零级(0级：材料无霉菌生长；1级：分散、稀少或非常局限的霉菌生长；2级：材料表面霉菌断续蔓延或菌落松散分布，或整个表面有菌丝连续延伸，但霉菌下面的材料表面依然可见；3级：霉菌较大量生长，材料可出现可视的结构改变；4级：厚重的霉菌生长)。
实施例2
在玻璃分散瓶中，加入200g去离子水，在搅拌的条件下加入助溶剂25.0g二丙二醇二甲醚，依次加入5.0g辛二酸二乙醇酰胺和4.0g乙醇酸，保持玻璃分散瓶温度：30℃，搅拌20min，再依次加入1.0g苯三唑、1.0gPE6100(德国巴斯夫)和1.0gAEO-9表面活性剂、0.2gBYK019消泡剂，搅拌转速：1500转/min，搅拌：30min，待各组分全部溶解后，停止搅拌，过滤包装。
以上做出的环保无卤水基助焊剂：扩展率：76％，绝缘阻抗值(Ω)：3.5X109，pH(5％Sol)：7.0，表面清洁，兼容性佳，长霉等级为零级。
实施例3
在玻璃分散瓶中，加入200g去离子水，在搅拌的条件下加入助溶剂25.0g二丙二醇二甲醚，依次加入3.0g辛二酸二乙醇酰胺、2g衣康酸和4.0g乙醇酸，保持玻璃分散瓶温度：35℃，搅拌18min，再依次加入1.0g苯三唑、1.0gPE6100(德国巴斯夫)和1.0gAEO-9表面活性剂、0.2gBYK019消泡剂，搅拌转速：1200转/min，搅拌：25min，待各组分全部溶解后，停止搅拌，过滤包装。
以上做出的环保无卤水基助焊剂：扩展率：75％，绝缘阻抗值(Ω)：3.5X109，pH(5％Sol)：6.9，表面清洁，兼容性佳，长霉等级为零级。
实施例4
在玻璃分散瓶中，加入200g去离子水，在搅拌的条件下加入助溶剂20.0g二丙二醇二甲醚，依次加入4.0g辛二酸二乙醇酰胺和3.0g乙醇酸，保持玻璃分散瓶温度：30℃，搅拌20min，再依次加入1.0g苯三唑、1.0gPE6100(德国巴斯夫)和1.0gAEO-9表面活性剂、0.2gBYK019消泡剂，搅拌转速：1500转/min，搅拌：30min，待各组分全部溶解后，停止搅拌，过滤包装。
以上做出的环保无卤水基助焊剂：扩展率：79％，绝缘阻抗值(Ω)：3.5X109，pH(5％Sol)：7.0，表面清洁，兼容性佳，长霉等级为零级。
实施例5
在玻璃分散瓶中，加入200g去离子水，在搅拌的条件下加入助溶剂20.0g二丙二醇二甲醚，依次加入4.0g辛二酸二乙醇酰胺和3.0g乙醇酸，保持玻璃分散瓶温度：30℃，搅拌20min，再依次加入1.0g苯三唑、1.0g EO/PO嵌段共聚物Synative17R4、1.0g脂肪醇聚氧乙烯醚(分子量300-330)和0.2gBYK019消泡剂，搅拌转速：1500转/min，搅拌：30min，待各组分全部溶解后，停止搅拌，过滤包装。
以上做出的环保无卤水基助焊剂：扩展率：78％，绝缘阻抗值(Ω)：3.5X109，pH(5％Sol)：6.9，表面清洁，兼容性佳，长霉等级为零级。
对比例1
在玻璃分散瓶中，加入200g去离子水，在搅拌的条件下加入助溶剂20.0g二丙二醇二甲醚，依次加入4.0g辛二酸二乙醇酰胺和3.0g乙醇酸，保持玻璃分散瓶温度：30℃，搅拌20min，再依次加入1.0g苯三唑、2.0g AEO-9表面活性剂和0.2gBYK019消泡剂，搅拌转速：1500转/min，搅拌：30min，待各组分全部溶解后，停止搅拌，过滤包装。
以上做出的环保无卤水基助焊剂：扩展率：65％，绝缘阻抗值(Ω)：2.8X108，pH(5％Sol)：7.1，表面清洁，上锡后饱满度、光亮度差，兼容性一般，长霉等级为1级。
对比例2
在玻璃分散瓶中，加入200g去离子水，在搅拌的条件下加入助溶剂20.0g二丙二醇二甲醚，依次加入4.0g辛二酸二乙醇酰胺和3.0g乙醇酸，保持玻璃分散瓶温度：30℃，搅拌20min，再依次加入1.0g苯三唑、2.0g PE6100(德国巴斯夫)表面活性剂、0.2gBYK019消泡剂，搅拌转速：1500转/min，搅拌：30min，待各组分全部溶解后，停止搅拌，过滤包装。
以上做出的环保无卤水基助焊剂：扩展率：67％，绝缘阻抗值(Ω)：3.9X108，pH(5％Sol)：7.0，表面清洁，上锡后饱满度、光亮度差，兼容性一般，长霉等级为1级。
对比例3
在玻璃分散瓶中，加入200g去离子水，在搅拌的条件下加入助溶剂20.0g二丙二醇二甲醚，依次加入4.0g辛二酸二乙醇酰胺和3.0g乙醇酸，保持玻璃分散瓶温度：30℃，搅拌20min，再依次加入1.0g苯三唑、2.0g EO/PO嵌段共聚物Synative17R4、0.2gBYK019消泡剂，搅拌转速：1500转/min，搅拌：30min，待各组分全部溶解后，停止搅拌，过滤包装。
以上做出的环保无卤水基助焊剂：扩展率：64％，绝缘阻抗值(Ω)：3.7X108，pH(5％Sol)：7.0，表面清洁，上锡后饱满度、光亮度差，兼容性一般，长霉等级为2级。
由上述实施例和对比例可知，实施例制得的水性助焊剂的性能明显优于对比例。

Claims (6)

1.一种水基助焊剂，其特征在于，主要包括以下组分：有机酸类活性剂、表面活性剂、缓冲剂、助溶剂、消泡剂和水；所述的表面活性剂包括EO/PO嵌段共聚物和聚氧乙烯醚；所述聚氧乙烯醚为异辛基酚聚氧乙烯醚和/或脂肪醇聚氧乙烯醚；
所述有机酸类活性剂为顺丁烯二酸酐、乙醇酸或辛二酸二乙醇酰胺中至少两种；
所述缓冲剂为苯三唑、巯基噻唑及衍生物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的水基助焊剂，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
Figure FDA0003522762710000011
3.根据权利要求2所述的水基助焊剂，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
Figure FDA0003522762710000012
4.根据权利要求1-3中任一项所述的水基助焊剂，其特征在于，所述助溶剂为醇醚或/和醇醚酯。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的水基助焊剂，其特征在于，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
6.权利要求1-5中任一项所述的水基助焊剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：将有机酸类活性剂、表面活性剂、缓冲剂、助溶剂、消泡剂加入水中，搅拌，过滤，取滤液即为所述水基助焊剂。
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