CN1655903A - 焊剂涂布的钎焊板材 - Google Patents

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Abstract

一种钎焊焊剂混合物，由钎焊焊剂、聚乙烯醇缩丁醛树脂粘合剂和有机溶剂组成，所述钎焊焊剂混合物可在全部铝合金钎焊板材上施加，或可仅仅在其中要求冶金粘接或连接点的钎焊板材上施加，也就是说它足够耐用，可耐受加工操作，且一旦钎焊还提供良好的冶金粘接。

Description

焊剂涂布的钎焊板材
发明领域
[0001]本发明涉及通过钎焊(brazing)将两种或多种金属物体连接在一起。更特别地，本发明涉及钎焊焊剂(flux)混合物及其制备方法以及使用所述钎焊焊剂涂料混合物制造钎焊板材(sheet)。
发明背景
[0002]铝合金由于其轻质和优良的传热性能，因此在换热器，如蒸发器、辐射器、加热器和冷凝器等结构中使用。典型地由铝合金部件制造换热器，而所述铝合金部件由辊轧板材或挤出产品形成。各部件典型地在钎焊工艺中组装、固定、清洗和连接。在钎焊工艺中，布置两个或多个部件，每一部件用铝钎焊合金(例如铝-硅合金)包覆，以便在部件上待连接的表面彼此邻近。加热各部件到熔化钎焊合金但没有熔化在下面部件上的芯合金的温度。来自各部件的钎焊合金在一起熔化，将隔开各部件的间隙闭合。一旦冷却，钎焊合金硬化并在部件之间形成冶金粘接。典型地在辊轧粘接操作中，通过在铝原料上包覆，将钎焊合金引入到铝原料的表面上。
[0003]普通的钎焊颗粒包括使用合适的溶剂清洗所形成的部件，从待钎焊的表面上除去油等，接着施加合适的焊剂到待连接的预钎焊部件上。在可控的氛围如干燥氮气内加热熔化的部件，以延迟氧化。使用焊剂减少在将通过钎焊连接的部件的接合表面上的氧化物。
[0004]在最商业化的钎焊操作中，在制造待钎焊的各部件之后，或者在组装和固定各部件(例如辐射器。冷凝器或加热器)之后，或者在组装具有内部钎焊接点的换热器(例如蒸发器)之前以及钎焊之前，施加焊剂。可直接以干燥粉末的形式施加焊剂，或者将焊剂与载体如水或醇混合并以浆料的形式施加在全部工件上。当以浆料形式施加时，随后通过干燥步骤除去载体，从而在待钎焊的部件表面上留下作为粉末的焊剂。
[0005]仅仅在其中要求冶金粘接或连接的区域内需要焊剂。尽管如此，通常的制造实践是，在全部组件上施加焊剂，其中通常包括在钎焊过程中包含在熔炉内的部件所使用的夹具。这导致焊剂的过量使用和浪费，需要清洗夹具和由于焊剂的腐蚀本性导致增加的熔炉维护。此外，施加和除去过量焊剂的方法耗时且昂贵。应当注意，焊剂通常以粉末形式松散地粘着到部件上。因此，必须注意在钎焊之前，在熔化部件的任何处理过程中避免除去焊剂。
[0006]熔化部件的全部组件的替代方案是，在操作板材或将它形成为部件之前，施加焊剂到金属板材上。在将板材形成为所需部件之前施加焊剂到金属板材上是有利的，因为可以仅仅在部件之间将形成连接点的钎焊合金包覆层(cladding)上施加焊剂。没有连接的金属未包覆区域可保持不含焊剂。然而，由于在焊剂涂层上的苛刻要求导致尚未发现焊剂涂布的钎焊板材的广泛商业应用。在预熔化板材上的焊剂必须耐受冲压和成形操作，当暴露于成形润滑剂时不降解且不干扰钎焊操作。
[0007]因此，仍需要钎焊焊剂混合物，所述钎焊焊剂混合物可在全部铝合金钎焊板材上施加，或可仅仅在其中要求冶金粘接或连接点的钎焊板材上施加，也就是说它足够耐用，在钎焊之前可耐受加工操作如冲压、成形和处理，且当钎焊时还提供良好的冶金粘接。
[0008]因此，本发明的目的是提供钎焊焊剂混合物，所述钎焊焊剂混合物可在全部铝合金钎焊板材上施加，或可仅仅在其中要求冶金粘接或连接点的钎焊合金上施加，也就是说它足够耐用，可耐受加工操作，且当钎焊时还提供良好的冶金粘接。
[0009]根据特别优选实施方案的下述详细说明，本发明的额外的目的和优点将变得显而易见。
发明概述
[0010]本发明提供在板材成形为成型产品之前用于涂布未成形的钎焊板材的钎焊焊剂混合物。该混合物由钎焊焊剂、聚乙烯醇缩丁醛树脂粘合剂和有机溶剂组成。
[0011]本发明进一步提供制造钎焊焊剂混合物的方法，该方法包括结合钎焊焊剂与聚乙烯醇缩丁醛粘合剂，形成第一混合物；剪切所述第一混合物，形成在所述粘合剂内具有均匀分散的钎焊焊剂的第二混合物，和结合所述第二混合物与有机溶剂，形成钎焊焊剂混合物。
本发明还提供制造焊剂涂布的铝钎焊板材的方法，该方法包括：
(a)结合钎焊焊剂与聚乙烯醇缩丁醛粘合剂和任选的有机溶剂，形成第一混合物；
(b)剪切所述第一混合物，形成第二混合物，在所述第二混合物内具有均匀分散的钎焊焊剂颗粒；
(c)结合所述第二混合物与有机溶剂，形成钎焊焊剂混合物；
(d)用所述钎焊焊剂混合物涂布铝钎焊板材的至少一部分表面；和
(e)干燥在所述铝钎焊板材表面上的所述钎焊焊剂混合物。
附图的简要说明
[0012]图1是在涂布的合金上的聚乙烯醇缩丁醛粘合剂的重量百分数对加热所作的图表。
优选实施方案的详细说明
[0013]本发明提供钎焊焊剂混合物，所述钎焊焊剂混合物可在全部铝合金钎焊板材上施加，或可仅仅在其中需要金属连接点或粘接的钎焊板材上施加。该钎焊焊剂混合物足够耐用，可耐受制造操作如由铝合金钎焊板材成形和冲压部件的操作，且提供可接受的冶金钎焊粘接。
[0014]该钎焊焊剂混合物由钎焊焊剂、聚乙烯醇缩丁醛树脂粘合剂和有机溶剂组成。
[0015]钎焊焊剂可以是适合于通过钎焊将两种或多种铝合金物体连接在一起的任何焊剂材料。优选的钎焊焊剂由氟铝酸钾(K1-3AlF4-6)组成。这种优选的焊剂以商品名NOCOLOK焊剂可商购于SolvayFluor und Derivate GmbH。合适的钎焊焊剂也可包括诸如氯化物、铯(Cs0.02K1-2AlF4-5)之类的元素，以提供增加的对基础金属内镁的耐受性，或包括硅锌(KZnF3)，以提供耐腐蚀性，或包括硅(K1-3AlF4-6加上硅粉)，以促进钎焊连接点的形成。
[0016]本发明的聚乙烯醇缩丁醛树脂粘合剂是聚乙烯醇与丁醛的反应产物。优选的聚乙烯醇缩丁醛树脂粘合剂是具有约10-21wt％的乙烯基醇含量，约1-2wt％的乙烯基缩醛含量且在5℃(77°F)下在95％乙醇内在10％TNV下的粘度为15-2500厘泊的粘合剂。优选的粘合剂是可商购的，例如获自Wacker Polymer Systems GmbH &Company KG的PIOLOFORMBN18树脂，或者获自SyntheticSpecialties Company，Middleton，New Jersey的Sekisui S-Lec BM5Z和获自Solutia的Butvar B-75树脂。
[0017]本发明所使用的有机溶剂可以是加速钎焊焊剂和聚乙烯醇缩丁醛树脂粘合剂均匀混合的任何有机溶剂。酯，如醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸正丙酯，和酮，如丙酮和环己酮，可用作溶剂。尽管芳烃单独不是聚乙烯醇缩丁醛树脂的活性溶剂的事实，但醇与芳烃如甲苯的共混物是合适的溶剂。本发明的优选溶剂是醇，如乙醇、异丙醇、正丁醇、正丙醇和双丙酮醇。二元醇醚和二元醇醚醋酸酯如一缩二丙二醇单甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯也优选用作本发明的溶剂。最优选的溶剂是丙二醇甲醚醋酸酯、异丙醇和醋酸乙酯的混合物，或者一缩二丙二醇单甲醚、异丙醇和醋酸乙酯的混合物。
[0018]通过结合钎焊焊剂与聚乙烯醇缩丁醛粘合剂，然后将结合的焊剂和粘合剂与有机溶剂混合，从而制备钎焊焊剂混合物。结合焊剂与粘合剂的优选方法是使焊剂与粘合剂经历剪切。可采用本领域技术人员已知的任何剪切方法，如高速混合机、介质研磨机或双辊研磨机。优选的剪切方法是在双辊研磨机中结合钎焊焊剂与聚乙烯醇缩丁醛粘合剂。双辊研磨机包括相对于彼此以不同速度和相反方向旋转的两个圆柱形辊。当焊剂与粘合剂共混物流过辊之间时发生剪切。
[0019]为了加速剪切操作，可在剪切之前或之中，将本发明如前所述的有机溶剂如醇、醋酸酯、二元醇醚或其混合物加入到焊剂粘合剂的混合物中。剪切最优选的溶剂是异丙醇。
[0020]适合于本发明的粘合剂用量是在处理、成形和冲压操作过程中，足以维持焊剂粘着在待钎焊的物体表面上，但没有干扰钎焊连接点的形成的用量。经历过剪切的焊剂粘合剂混合物含有约5-30wt％的粘合剂，约70-95wt％的焊剂，和任选地最多约10wt％的有机溶剂，总计等于100wt％。经历过剪切的最优选的焊剂粘合剂混合物含有约5-15wt％的粘合剂，和约85-95wt％的焊剂，和任选地最多约10wt％的有机溶剂，总计等于100wt％。
[0021]剪切操作均匀地将焊剂分配到粘合剂内且辅助在混合物内提供均匀的焊剂粒度。本发明者认为本发明的焊剂粒度提供可均匀施加到待钎焊的物体上的均匀涂层且促进干燥焊剂粘着到金属物体上。尽管焊剂粒度将随施加到该混合物上的剪切量、混合物的粘度和混合物的组成的变化而变化，但本发明者认为优选的粒度为约1微米或更小。
[0022]然后焊剂粘合剂的混合物溶解在极性有机溶剂或极性有机溶剂的混合物中，形成适合于涂布待钎焊的铝合金钎焊板材或部件的混合物。
[0023]在本发明混合物中的焊剂用量是足以均匀分配焊剂与粘合剂到金属基质上的用量。优选的溶剂用量为约10-70wt％的溶剂和30-90wt％的焊剂粘合剂的混合物。在混合物内溶剂的最优选用量为约30-60wt％的溶剂和40-70wt％的焊剂粘合剂的混合物。
[0024]本发明最优选的钎焊混合物由约62wt％的氟铝酸钾焊剂，约6.9wt％的聚乙烯醇缩丁醛树脂粘合剂，约27.5wt％的一缩二丙二醇单甲醚的丙二醇甲醚醋酸酯，约2.3wt％的异丙醇，和约1.3wt％的醋酸乙酯组成。
[0025]溶剂基混合物在铝钎焊板材上提供良好的表面润湿，然而这取决于待涂布的铝产品，可能仍然希望在施加本发明钎焊焊剂混合物的涂层之前，清洗钎焊板材。对于在H1X回火中生产且具有存在于表面上的残留辊轧润滑剂的板材来说，清洗可改进本发明混合物的粘着。对于在其中辊轧润滑剂可在最终退火过程中燃烧掉的-O或H2X回火中生产的产品来说，在施加本发明的钎焊焊剂混合物之前清洗钎焊板材将对混合物的粘着具有较小的影响。合适的清洗溶液包括有机溶剂和含水清洗剂。
[0026]可通过常规的辊涂方法，通过浸渍方法，通过喷涂方法，通过手工涂布如通过刷涂等，将本发明的钎焊焊剂混合物施加到铝合金钎焊板材上。取决于钎焊要求，可完全涂布或在图案的一侧或两侧上部分涂布板材。在涂布之后，可加热板材驱走本发明混合物中的溶剂组分和加速干燥。取决于钎焊要求，残留在板材表面上的干燥焊剂量在约2-40g焊剂/m2钎焊板材(g/m2)范围内，优选约3-20g/m2的钎焊板材，和最优选焊剂的负载量为约3g/m2-约10g/m2。
[0027]为了辅助材料的鉴定，可将合适的色彩颜料加入到涂料配方中，生产着色的涂层。合适的颜料包括Pigment Blue 15 PhthaloBlue、Thalocyanine Blue 15:4、Pigment Red 52 B in Red、Bon Red 52、Pigment Green 7 Phthalo Green和Thalocyanine Green 7。
[0028]任何铝合金钎焊板材可与本发明的焊剂涂料一起使用。铝钎焊板材优选包括在至少一侧上的3XXX、5XXX或6XXX铝芯合金包覆层和4XXX系列钎焊合金。本发明者还认为本发明的焊剂涂料可在未包覆的铝合金板材和挤出体上使用。
[0029]现参考许多具体的实施例，进一步描述本发明，但所述具体的实施例仅认为是例举，而不是限制本发明的范围。
实施例1
[0030]使用双辊研磨机，通过结合10wt％聚乙烯醇缩丁醛与90wt％NOCOLOK氟铝酸钾焊剂，并使该混合物经历高剪切分散工艺，从而制备涂料C31。接下来，结合并混合68.9wt％的聚乙烯醇缩丁醛与NOCOLOK焊剂的高度度分散的混合物和31.1wt％的一缩二丙二醇单甲醚。
[0031]通过采用#6、#7、#8或#9迈耶绕线棒涂布器(Meyerrod)进行刮涂，将涂料均匀施加到铝钎焊板材的两侧上。铝钎焊板材是在机动车换热器(例如蒸发器)的生产中商业使用的一种类型和具有含约1％锰、0.3％铜和0.15％钛的3XXX铝芯合金。在芯的每一侧上的4XXX铝钎焊合金包覆层占整块板厚度的约10％且含有约10％的硅。铝板约0.017英寸厚且充分退火到-O回火。通过将该板材放置在500°F的熔炉内15秒的时间段，蒸发溶剂，从而干燥涂层。取决于使用哪种迈耶绕线棒涂布器进行刮涂，在铝钎焊样片的每一侧上的干燥涂布重量从约5变化到11g/m2，和干燥涂层厚度从约0.0002变化到0.0006英寸。
[0032]为了评价抗划伤性，在涂布的板材上进行铅笔硬度测量。铅笔硬度以3B、2B、B、HB、F的顺序增加。
[0033]为了评估涂层的粘着和在钎焊试验的制备中，使用商购的润滑剂，获自Circle-Prosco Inc.，Bloomington，Indiana的Draw Lube485，在5段顺序冲模上由涂布的板材冲压在实际生产蒸发器板之后构图的小型蒸发器板。用手指擦拭冲压的板，肉眼检测涂层的损失和并如下所述评价。
可接受：涂层能耐受成形操作，在成形板的高度成形区域内仅仅小量的涂层损失。
不可接受：涂层不能耐受成形操作，涂层大量从成形板上损失。
[0034]或者通过在原地固定部件的合适夹具内，层叠由涂布板材冲压的板和未涂布的3003合金膜，制备用于钎焊试验的小型蒸发器。然后将固定的部件放置在熔炉内，且在合适的氮气氛围中，通过加热到约600℃钎焊。钎焊度的评价标准如下所述：
可接受：钎焊连接点是均匀形成的条焊和在表面上很少或没有黑色碳残渣。
不可接受：钎焊连接点小且不完全或在表面上具有显著大量的黑色残渣。
[0035]下表1概述了涂层的抗划伤性、涂层的粘着和钎焊度的试验结果。
                              表1
涂布-迈耶绕线棒涂布器 涂层重量(g/m2) 抗划伤性 涂层的粘着   钎焊度
    C31-#6     7.3     2B     可接受   可接受
    C31-#7     8.4     3B     可接受   可接受
    C31-#8     9.0     2B     可接受   可接受
    C31-#9     10.7     2B     可接受   可接受
实施例2
[0036]进行重量损失试验，评估涂层与两种商业的成形润滑剂的相容性。在室温下，将通过使用#9迈耶绕线棒涂布器涂布的已称重的2.5英寸×5英寸样片浸渍在含有两种商业成形润滑剂，Circle-Prosco Inc.的Draw Lube 485和Calvary Industries Inc.的CALLube 180-M+的烧杯中。5天之后，从润滑剂中取出样品，通过加热到约450°F下热脱脂，并再称重。以下所示的起始和最终重量之间非常小的差别表明涂层与两种成形润滑剂相容。
                           表2
涂布-迈耶绕线棒涂布器              平均重量损失(g)
  Draw Lube 485  CAL Lube 180-M+
    C31-#9     0.0030     0.0011
实施例3
[0037]在涂布的干燥样品上进行热重。在空气和氮气这二者下，在以10℃/min从室温加热到约600℃的同时，持续称重涂布样品。图1所示的试验结果表明在涂布样品达到500℃的时刻聚乙烯醇缩丁醛粘合剂的挥发基本完全。
实施例4
[0038]研究聚乙烯醇缩丁醛以外的粘合剂。测试含有粘度等级为10-15厘泊和60-80秒的RS和SS这两种类型的硝基纤维素样品。在尝试改进涂层的粘着和抗划伤性中，将改性剂(丙烯酸丁酯和乙烯基异丁基醚的共聚物、丁基苄基邻苯二甲酸酯和己二酸二辛酯)以1-100wt％的范围加入到硝基纤维素中。以各种比例结合实验粘合剂与NOCOLOK氟铝酸钾焊剂，产生31种表3所述的涂料。为了加速混合和降低焊剂粒度，在数种不同类型的分散设备上，其中包括Cowles高速混合机、钢砂介质研磨机和双辊剪切研磨机，使焊剂粘合剂混合物经历处理。随后将焊剂粘合剂混合物与各种溶剂结合，所述溶剂包括醋酸异丙酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲氧基丙醇醋酸酯、一缩二丙二醇单甲醚、异丙醇和乙醇。将聚乙烯基吡咯烷酮作为悬浮剂加入到一些涂料配方中，以降低焊剂的析出。将聚乙烯加入到一些涂料配方中，以改进涂料的润滑性。通过采用从#3一直变化到#22的不同迈耶绕线棒涂布器进行刮涂，将涂料均匀施加到铝钎焊样片上。该铝钎焊板材是在机动车换热器(例如蒸发器)的生产中商业使用的一种类型和具有含约1％锰、0.3％铜和0.15％钛的3XXX铝芯合金。在芯的每一侧上的4XXX铝钎焊合金包覆层占整个板材厚度的约10％且含有约10％的硅。铝片约0.017英寸厚且充分退火到-O回火。通过将该板材放置在500°F的熔炉内15秒的时间段，蒸发溶剂，从而干燥涂层。取决于使用哪种迈耶绕线棒涂布器进行刮涂，在铝钎焊样片的每一侧上的干燥涂布重量从约5变化到35g/m2，和干燥涂层厚度从约0.0002变化到0.0012英寸。
[0039]通过用手指刮擦涂布的板材，客观地评价涂层的抗划伤性。板材评定为可接受或不可接受。
[0040]为了评估涂层的粘着，使用商购的润滑剂，获自Circle-Prosco Inc.的Draw Lube 485，由涂布的板材冲压在实际生产蒸发器板之后构图的小的杯体样片或小型蒸发器。用手指擦拭冲压的板，肉眼检测涂层的损失和并如下所述评价。
可接受：涂层能耐受成形操作，在成形板的高度成形区域内仅仅小量的涂层损失。
不可接受：涂层不能耐受成形操作，涂层大量从成形板上损失。
[0041]通过钎焊标准“T连接点”样品或通过钎焊小型蒸发器，评价板材的钎焊度，其中或者通过层叠来自涂布板材的板和未涂布的3003合金膜，制备所述小型蒸发器。将试样放置在熔炉内，且在合适的氮气氛围中，通过加热到约600℃钎焊。钎焊度的评价标准如下所述：
可接受：钎焊连接点是均匀形成的条焊和在表面上很少或没有黑色碳残渣。
不可接受：钎焊连接点小且不完全或在表面上具有显著大量的黑色残渣。
[0042]表3概述了涂层的抗划伤性、涂层的粘着和钎焊度的实验结果。
                                      表3
  焊剂负载量   粘合剂   溶剂 蜡   研磨   抗手指划伤性   冲压的杯体粘着   钎焊T试验或小型蒸发器
  C1   50％焊剂   硝基纤维素-5.2％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1％   醋酸异丙酯-40.6％醋酸乙酯(来自树脂)-1.0％异丙醇(来自N/C)-2.2％ 无   无   不可接受   不可接受     可接受
  C2   45％焊剂   硝基纤维素-9.4％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1.9％   醋酸异丙酯-37.8％醋酸乙酯(来自树脂)-1.9％异丙醇(来自N/C)-4.0％ 无   无   不可接受   不可接受     不可接受
  C3   30％焊剂   硝基纤维素-15％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-5％   醋酸异丙酯-47.4％醋酸乙酯(来自树脂)-0.9％异丙醇(来自N/C)-1.7％ 无   双辊   不可接受   不可接受     不可接受
  C4   49％焊剂   硝基纤维素-5.1％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1％   醋酸异丙酯-39.8％醋酸乙酯(来自树脂)-0.9％异丙醇(来自N/C)-2.2％ 聚乙烯-2.0％(微米化)   Cowles高速   不可接受   不可接受     可接受
  C5   49％焊剂   硝基纤维素-5.1％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1％   醋酸异丙酯-39.8％醋酸乙酯(来自树脂)-0.9％异丙醇(来自N/C)-2.2％ 较高熔点的聚乙烯-2.0％   Cowles高速   不可接受   不可接受     可接受
  焊剂负载量   粘合剂 溶剂   蜡 研磨   抗手指划伤性   冲压杯体粘着   钎焊T试验或小型蒸发器
  C6   49％焊剂   硝基纤维素-5.1％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1％ 醋酸异丙酯-39.8％醋酸乙酯(来自树脂)-0.9％异丙醇(来自N/C)-2.2％   聚乙烯-2.0％(微米化) 钢砂介质高速   不可接受   不可接受     可接受
  C7   49％焊剂   硝基纤维素-5.1％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1％ 醋酸异丙酯-40.5％醋酸乙酯(来自树脂)-1.0％异丙醇(来自N/C)-2.2％   聚乙烯-1.0％(微米化) 钢砂介质高速   不可接受   不可接受     可接受
  C8   49％焊剂   硝基纤维素-4.9％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1％ 醋酸异丙酯-38.0％醋酸乙酯(来自树脂)-1.0％异丙醇(来自N/C)-2.1％   聚乙烯-4.0％(微米化) 钢砂介质高速   不可接受   不可接受     可接受
  C10   52.40％焊剂   硝基纤维素-5.4％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1.1％聚乙烯基吡咯烷酮-1％(悬浮剂) 醋酸异丙酯-34.8％异丙醇(来自N/C)-3.3％   聚乙烯-2.0％(微米化) 钢砂介质高速   不可接受   不可接受     不可接受
  焊剂负载量   粘合剂 溶剂 蜡   研磨 抗手指划伤性   冲压杯体粘着   钎焊T试验或小型蒸发器
  C11   52.40％焊剂   硝基纤维素-5.4％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1.1％聚乙烯基吡咯烷酮-2.0％(悬浮剂) 醋酸异丙酯-3.3％异丙醇(来自N/C)-4.1％ 聚乙烯-2.0％(微米化)   钢砂介质高速 不可接受   没有测试     不可接受
  C3A   56％焊剂   硝基纤维素-5.1％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1.1％ 醋酸异丙酯-32.5％醋酸乙酯(来自树脂)-1.2％异丙醇(来自N/C)-2.1％ 聚乙烯-2.0％(微米化)   双辊 不可接受   没有测试     不可接受
  C3B   56％焊剂   硝基纤维素-5.1％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1.1％ 醋酸丁酯-325％醋酸乙酯(来自树脂)-1.2％异丙醇(来自N/C)-2.1％ 聚乙烯-2.0％(微米化)   双辊 不可接受   没有测试     不可接受
  C12   56％焊剂   硝基纤维素-5.1％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1.1％ 酯酸异丙酯-34.5％醋酸乙酯(来自树脂)-1.2％异丙醇(来自N/C)-2.1％ 无   双辊 不可接受   不可接受     可接受
  C12A   56％焊剂   硝基纤维素-5.1％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1.1％ 醋酸丁酯-345％醋酸乙酯(来自树脂)-1.2％异丙醇(来自N/C)-2.1％ 无   双辊 不可接受   不可接受     不可接受
  焊剂负载量     粘合剂   溶剂   蜡   研磨   抗手指划伤性   冲压杯体粘着   钎焊T试验或小型蒸发器
  C13   56％焊剂     硝基纤维素-5.1％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1.1％丁基苄基邻苯二甲酸酯-4.1％   醋酸异丙酯-30.4％醋酸乙酯(来自树脂)-1.2％异丙醇(来自N/C)-2.1％   无   双辊   不可接受   不可接受   可接受
  C14   56％焊剂     硝基纤维素-5.7％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-2.3％   醋酸异丙酯-27.7％乙醇-4.9％异丙醇-2.2％醋酸乙酯-1.2％   无   双辊   不可接受   不可接受   可接受
  C15   56％焊剂     聚乙烯醇缩丁醛-2.3％   醋酸异丙酯-27.7％乙醇-4.9％异丙醇-2.2％醋酸乙酯-1.2％   无   双辊   不可接受   不可接受   可接受
  C16   56％焊剂     丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-5.2％硝基纤维素-5.2％   醋酸异丙酯-26.3％醋酸乙酯-5.3％异丙醇-2.1％   无   双辊   不可接受   不可接受   可接受
  C17   56％焊剂     硝基纤维素-2.5％丁基苄基邻苯二甲酸酯-4.5％   醋酸异丙酯-20.4％PM醋酸酯-3.6％异丙醇-2.1％醋酸乙酯-1.7％   无   双辊   不可接受   不可接受   不可接受
  C18   62％焊剂     聚乙烯醇缩丁醛-6.9％   醋酸异丙酯-23.4％PM醋酸酯-4.1％异丙醇-2.3％醋酸乙醋-1.3％   无   双辊   不可接受   不可接受   不可接受
  焊剂负载量     粘合剂   溶剂 蜡 研磨   抗手指划伤性   冲压杯体粘着   钎焊T试验或小型蒸发器
  C19   64％焊剂     聚乙烯醇缩丁醛-2.7％丁基苄基邻苯二甲酸酯-4.4％   醋酸异丙酯-21.4％PM醋酸酯-3.8％异丙醇-2.3％醋酸乙酯-1.4％ 无 双辊   不可接受   不可接受   不可接受
  C20   64％焊剂     硝基纤维素-2.5％己二酸二辛酯-4.5％   醋酸异丙酯-20.4％PM醋酸酯-3.6％异丙醇-2.1％醋酸乙酯-1.7％ 无 双辊   不可接受   不可接受   可接受
  C21   64％焊剂     硝基纤维素-2.7％己二酸二辛酯-4.4％   醋酸异丙酯-21.4％PM醋酸酯-3.8％异丙醇-2.3％醋酸乙酯-1.4％ 无 双辊   不可接受   不可接受   可接受
  C22   55.5％焊剂     聚乙烯醇缩丁醛-3.1％硝基纤维素-2.6％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-0.5％   PM醋酸酯-35.1％异丙醇-2.1％醋酸乙酯-1.1％ 无 双辊   不可接受   不可接受   没有测试
  C23   59％焊剂     聚乙烯醇缩丁醛-4.1％硝基纤维素-2.0％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-0.4％   PM醋酸酯-31％异丙醇-2.3％醋酸乙酯-1.2％ 无 双辊   不可接受   不可接受   没有测试
  C24   55.5％焊剂     聚乙烯醇缩丁醛-3.1％硝基纤维素-3.1％   PM醋酸酯-35.1％异丙醇-2.1％醋酸乙酯-1.1％ 无 双辊   不可接受   不可接受   没有测试
  焊剂负载量     粘合剂   溶剂   蜡   研磨   抗手指划伤性 冲压杯体粘着 钎焊T试验或小型蒸发器
  C25   55.5％焊剂     聚乙烯醇缩丁醛-2.1％硝基纤维素-2.1％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-2.1％   PM醋酸酯-35.1％异丙醇-2.0％醋酸乙酯-1.1％   无   双辊   不可接受 不可接受 没有测试
  C26   62％焊剂     硝基纤维素-5.81％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1.2％   PM醋酸酯-27.5％异丙醇-2.3％醋酸乙酯-1.2％   无   双辊   不可接受 不可接受 可接受
  C27   62％焊剂     聚乙烯醇缩丁醛-6.9％   PM醋酸酯-7.5％异丙醇-2.3％醋酸乙酯-1.3％   无   双辊   可接受 可接受 可接受
  C28   58.3％焊剂     聚乙烯醇缩丁醛-10.3％   PM醋酸酯-27.7％异丙醇-2.2％醋酸乙酯-1.2％   无   双辊   可接受 可接受 不可接受
  C29   60％焊剂     聚乙烯醇缩丁醛-3.35％硝基纤维素-3.35％Shellac-1.34％   PM醋酸酯-27.32％异丙醇-2.3％醋酸乙酯-1.2％   无   双辊   不可接受 不可接受 不可接受
  C30   60％焊剂     硝基纤维素-5.5％Shellac-2.2％丙烯酸丁酯与丙烯酸乙烯酯共聚物-1.1％   PM醋酸酯-25.7％异丙醇-2.3％乙醇-1.9％醋酸乙酯-1.3％   无   双辊   不可接受 不可接受 不可接受
  C31   62％焊剂     聚乙烯醇缩丁醛-6.9％   一缩二丙二醇单甲醚-27.5％异丙醇-2.3％醋酸乙酯-1.3％   无   双辊   可接受 可接受 可接受
[0043]表3清楚地表明，仅仅包括钎焊焊剂、聚乙烯醇缩丁醛粘合剂和有机溶剂的钎焊焊剂涂料混合物在金属物体上提供焊剂粘合剂涂层，该涂层既对冲压和成形过程中维持在金属物体上的粘着具有足够的耐久性，还提供合适的钎焊连接点。
实施例3
[0044]配制涂料，评价聚乙烯醇缩丁醛的粘度和焊剂/粘合剂之比对涂层性能的影响。通过以各种比例结合不同粘度的可商购聚乙烯醇缩丁醛与NOCOLOK氟铝酸钾焊剂，并使用双辊研磨机，使该混合物经历高剪切分散过程，从而制备表4所述的10种涂料。随后，结合并混合聚乙烯醇缩丁醛和NOCOLOK焊剂的高度分散混合物与不同用量的一缩二丙二醇单甲醚。
[0045]通过采用#6、#7、#9或#12迈耶绕线棒涂布器进行刮涂，将涂料均匀施加到铝钎焊样品的两侧上。该铝钎焊板材是在机动车换热器(例如蒸发器)的生产中商业使用的一种类型和具有含约1％锰、0.3％铜和0.15％钛的3XXX铝芯合金。在芯的每一侧上的4XXX铝钎焊合金包覆层占整个板材厚度的约10％且含有约10％的硅。铝片约0.017英寸厚且充分退火到-O回火。通过将该板材放置在500°F的熔炉内15秒的时间段，蒸发溶剂，从而干燥涂层。取决于使用哪种迈耶绕线棒涂布器进行刮涂，在铝钎焊样片的每一侧上的焊剂涂布重量从约3.7变化到10.7g/m2。
[0046]为了评估涂层的抗划伤性，在干燥的涂布样片上和在用水润湿的样品上进行铅笔硬度的测量。铅笔硬度以3B、2B、B、HB、F的顺序增加。
[0047]为了评估涂层的粘着，和在钎焊试验的制备中，使用商购的润滑剂，获自Circle-Prosco Inc.的Draw Lube 485，在5段顺序冲模上由涂布的板材冲压在实际生产蒸发器板之后构图的小型蒸发器板。用手指擦拭冲压的板，内眼检测涂层的损失和并如下所述评价。
可接受：涂层能耐受成形操作，在成形板的高度成形区域内仅仅小量的涂层损失。
不可接受：涂层不能耐受成形操作，涂层大量从成形板上损失。
[0048]或者通过在原地固定部件的合适夹具内，层叠由涂布板材冲压的板和未涂布的3003合金膜，制备用于钎焊试验的小型蒸发器。然后将固定的部件放置在熔炉内，且在合适的氮气氛围中，通过加热到约600℃钎焊。钎焊度的评价标准如下所述：
可接受：钎焊连接点是均匀形成的条焊和在表面上很少或没有黑色碳残渣。
不可接受：钎焊连接点小且不完全或在表面上具有显著大量的黑色残渣。
[0049]下表4概述了涂层的抗划伤性、涂层的粘着和钎焊度的试验结果。
                              表4
 配方     组成 迈耶绕线棒涂布器   焊剂涂层(g/m2)       铅笔硬度      小型蒸发器板
干燥板材   湿板材 粘着 钎焊性能
 C3290/10-焊剂/粘合剂60％TNV12.38lb/gal     焊剂-54％Sekisui S-Lec BM5Z(高粘度PVB)-6％一缩二丙二醇单甲醚(DPM)-40％     5     5.2     HB     ＜3B 可接受 可接受连接点大
    7     7.7     HB     ＜3B 可接受 可接受连接点大
 C3390/10-焊剂/粘合剂52.3％TNV11.57lb/gal     焊剂-47.07％Wacker PioloformBS-18(高粘度PVB)-5.23％一缩二丙二醇单甲醚(DPM)-47.70％     5     3.7     HB     ＜3B 可接受 不可接受连接点跳跃
    7     5.6     HB     ＜3B 可接受 可接受
 C3490/10-焊剂/粘合剂52.3％TNV11.57lb/gal     焊剂-47.07％Sekisui S-Lec BH-3(超高粘度PVB)-5.23％一缩二丙二醇单甲醚(DPM)-47.70％     5     3.7     HB     ＜3B 可接受 可接受
    7     5.7     HB     ＜3B 可接受 可接受连接点大
 C3590/10-焊剂/粘合剂60.8％TNV12.43lb/gal     焊剂-54％Sekisui S-Lec BM5Z(高粘度PVB)-6％30-35 CPS硝基纤维素-0.8％一缩二丙二醇单甲醚(DPM)-39.2％     5     4.4     HB     ＜3B 可接受 不可接受连接点跳跃
    7     6.5     HB     ＜3B 可接受 不可接受连接点跳跃
    配方     组成   迈耶绕线棒涂布器   焊剂涂层(g/m2)     铅笔硬度     小型蒸发器板
  干燥板材 湿板材   粘着   钎焊性能
    C3690/10-焊剂/粘合剂61.25％TNV12.36lb/gal     焊剂-54％Sekisui S-Lec BM5Z(高粘度PVB)-6％石蜡139°F熔点-1.25％一缩二丙二醇单甲醚(DPM)-38.75％     5     4.2   HB   ＜3B   可接受   不可接受连接点小连接点跳跃
    7     5.9   HB   ＜3B   可接受   可接受
    C3795/5-焊剂/粘合剂68.9％TNV14.57lb/gal     焊剂-65.45％Wacker PioloformBN-18(低粘度PVB)-3.45％一缩二丙二醇单甲醚(DPM)-31.10％     5     7.0   2B   ＜3B   不可接受   可接受连接点大
    7     10.9   2B   ＜3B   不可接受   可接受连接点大
    C3860/40-焊剂/粘合剂51.7％TNV10.27lb/gal     焊剂-31.0％Wacker PioloformBN-18(低粘度PVB)-20.7％一缩二丙二醇单甲醚(DPM)-48.3％     7     3.6   HB   ＜3B   可接受   不可接受非常差黑色残渣
    9     4.4   HB   3B   可接受   不可接受非常差黑色残渣
    12     5.2   HB   ＜3B   可接受   不可接受非常差黑色残渣
    C3980/20-焊剂/粘合剂60.3％TNV12.42lb/gal     焊剂-48.22％Wacker PioloformBN-18(低粘度PVB)-12.08％一缩二丙二醇单甲醚(DPM)-39.7％     5     5.5   HB   2B   可接受   可接受
    7     10.7   HB   ＜3B   可接受   可接受
    配方     组成   迈耶绕线棒涂布器   焊剂涂层(g/m2)     铅笔硬度     小型蒸发器板
干燥板材 湿板材   粘着   钎焊性能
    C4075/25-焊剂/粘合剂57.7％TNV11.77lb/gal     焊剂-43.06％Wacker PioloformBN-18(低粘度PVB)-14.66％一缩二丙二醇单甲醚(DPM)42.28％     5     3.8     HB     B   可接受   可接受
    7     6.0     HB     2B   可接受   可接受
    C4185/15-焊剂/粘合剂62.9％TNV13.07lb/gal     焊剂-53.39％Wacker PioloformBN-18(低粘度PVB)-9.49％一缩二丙二醇单甲醚(DPM)37.12％     5     5.3     HB     ＜3B   可接受   可接受
    7     7.9     HB     2B   可接受   可接受
[0050]尽管参考特定的实施方案描述了本发明，但显然本发明的许多其它形式与改性对本领域技术人员来说是显而易见的。所附的权利要求和本发明应当解释为覆盖所有这种显而易见的形式和在本发明的真实精神与范围内的改性。在已描述了本发明优选实施方案的情况下，要理解本发明可在所附的权利要求的范围内体现。
[0051]在已描述了本发明的情况下，本发明所要保护的如在所附的权利要求中所示。

Claims (25)

1.一种制造焊剂涂布的铝钎焊板材的方法，该方法包括：
(a)结合钎焊焊剂与聚乙烯醇缩丁醛粘合剂和任选的有机溶剂，形成第一混合物；
(b)剪切所述第一混合物，形成第二混合物，在所述第二混合物内具有均匀分散的钎焊焊剂颗粒；
(c)结合所述第二混合物与有机溶剂，形成钎焊焊剂混合物；
(d)用所述钎焊焊剂混合物涂布铝钎焊板材的至少一部分表面；和
(e)干燥在所述铝钎焊板材表面上的所述钎焊焊剂混合物。
2.权利要求1的方法，其中所述溶剂选自醇、二元醇醚、酮、酯及其混合物。
3.权利要求1的方法，其中所述有机溶剂选自醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸正丙酯、丙酮、环己酮、乙醇、异丙醇、正丁醇、正丙醇、双丙酮醇、一缩二丙二醇单甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯及其混合物。
4.权利要求1的方法，其中所述有机溶剂选自与选自乙醇、异丙醇、正丁醇、正丙醇和双丙酮醇中的至少一种醇混合的甲苯。
5.权利要求1的方法，其中所述溶剂是丙二醇甲醚醋酸酯、异丙醇和醋酸乙酯的混合物，或者一缩二丙二醇单甲醚、异丙醇和醋酸乙酯的混合物。
6.权利要求1的方法，其中所述钎焊焊剂是氟铝酸钾、氟铝酸钾铯、氟铝酸钾锌或硅与氟铝酸钾的混合物。
7.权利要求1的方法，其中所述铝钎焊板材包括在至少一侧上的3XXX、5XXX或6XXX铝芯合金包覆层和4XXX系列钎焊合金。
8.权利要求1的方法，其中所述铝钎焊板材包括含约1wt％锰、约0.3wt％铜和约0.15wt％钛和平衡量的铝的3XXX铝芯合金，所述芯合金包覆含约10wt％硅和平衡量铝的4XXX铝钎焊合金，和其中所述4XXX合金包覆所述3XXX系列合金的至少一侧，和所述4XXX系列合金占所述钎焊板材总厚度的至少5％，和所述3XXX系列合金占不大于所述钎焊板材总厚度的95％。
9.一种制造钎焊焊剂混合物的方法，该方法包括：
(a)结合钎焊焊剂与聚乙烯醇缩丁醛粘合剂，形成第一混合物；
(b)剪切所述第一混合物，形成在所述粘合剂内具有均匀分散的钎焊焊剂的第二混合物；
(c)结合所述第二混合物与有机溶剂，形成钎焊焊剂混合物。
10.权利要求9的方法，其中所述钎焊焊剂是氟铝酸钾、氟铝酸钾铯、氟铝酸钾锌或硅与氟铝酸钾的混合物。
11.权利要求9的方法，其中所述溶剂选自醇、二元醇醚、酮、酯及其混合物。
12.权利要求9的方法，其中所述有机溶剂选自醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸正丙酯、丙酮、环己酮、乙醇、异丙醇、正丁醇、正丙醇、双丙酮醇、一缩二丙二醇单甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯及其混合物。
13.权利要求9的方法，其中所述有机溶剂选自与选自乙醇、异丙醇、正丁醇、正丙醇和双丙酮醇中的至少一种醇混合的甲苯。
14.权利要求9的方法，其中所述溶剂是丙二醇甲醚醋酸酯、异丙醇和醋酸乙酯的混合物，或者一缩二丙二醇单甲醚、异丙醇和醋酸乙酯的混合物。
15.一种未成形的铝合金钎焊板材产品，它具有用包括钎焊焊剂和聚乙烯醇缩丁醛的钎焊焊剂配料涂布的至少一部分所述板材表面。
16.权利要求15的铝合金钎焊板材产品，其中用约2-约40g钎焊焊剂配料/m2所述钎焊板材产品的所述涂布表面来涂布所述用钎焊焊剂配料涂布的部分所述板材表面。
17.权利要求15的铝合金钎焊板材产品，其中用约3-约20g钎焊焊剂配料/m2所述钎焊板材产品的所述涂布表面来涂布所述用钎焊焊剂配料涂布的部分所述板材表面。
18.权利要求15的铝合金钎焊板材产品，其中用约3-约10g钎焊焊剂配料/m2所述钎焊板材产品的所述涂布表面来涂布所述用钎焊焊剂配料涂布的部分所述板材表面。
19.一种制造成型金属合金产品的方法，该方法包括：
(a)结合钎焊焊剂与聚乙烯醇缩丁醛粘合剂和任选的有机溶剂，形成第一混合物；
(b)剪切所述第一混合物，形成第二混合物，在所述第二混合物内具有均匀分散的钎焊焊剂颗粒；
(c)结合所述第二混合物与有机溶剂，形成钎焊焊剂混合物；
(d)用所述钎焊焊剂混合物涂布至少两种铝合金钎焊板材的至少一部分表面；
(e)干燥在所述铝合金钎焊板材表面上的所述钎焊焊剂混合物；
(f)将所述焊剂涂布的铝合金钎焊板材成形为具有预定形状的焊剂涂布部件；和
(g)将所述部件钎焊在一起，形成成型的金属合金产品。
20.一种在板材成形为成型产品之前涂布钎焊板材用的钎焊焊剂混合物，所述混合物包括：
(a)钎焊焊剂；
(b)聚乙烯醇缩丁醛树脂粘合剂；和
(c)有机溶剂，所述有机溶剂选自醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸正丙酯、丙酮、环己酮、乙醇、异丙醇、正丁醇、正丙醇、双丙酮醇、一缩二丙二醇单甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯及其混合物。
21.权利要求20的钎焊焊剂混合物，它包括：
(a)约30-65wt％的氟铝酸钾焊剂；
(b)约2-11wt％的聚乙烯醇缩丁醛树脂粘合剂；和
(c)平衡量到100wt％的有机溶剂。
22.权利要求21的钎焊焊剂混合物，它包括：
(a)约47-62wt％的氟铝酸钾焊剂；
(b)约5-7wt％的聚乙烯醇缩丁醛树脂粘合剂；和
(c)平衡量到100wt％的有机溶剂。
23.权利要求21的钎焊焊剂混合物，它包括约40-70wt％的溶剂和约30-60wt％的焊剂和聚乙烯醇缩丁醛树脂粘合剂。
24.权利要求21的钎焊焊剂混合物，其中焊剂对粘合剂的比例范围为约95wt％焊剂对约5wt％粘合剂到约85wt％焊剂对约15wt％粘合剂。
25.权利要求21的钎焊焊剂混合物，进一步包括颜料。
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