da die hötetellen oder der gelötete Gegenstand
derartigen
Temperaturen nicht ausgesetzt werden konnte.
since the soldered or soldered object could not be exposed to such temperatures.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Umnantelungsflussmittel
für Weichlote bereitzustellen, das sieh durch
hohe alterungsbeständigä
Zähigkeit bei hervorragender
Plussmittelwirksankeit auszeichnet
und das eine grosse Anwendungebreite sowohl fair Block- und Ofenlötung
vorbestückter Teile, als auch für Kolbenlötungen besitzt. The invention is based on the object of providing a sheathing flux for soft solders , which is characterized by high aging-resistant toughness with excellent plus agent effectiveness and which has a wide range of applications, both for block and furnace soldering of preassembled parts, as well as for piston soldering .
In wurde ein Flussmittel für Weichlote auf Polyesterbasis,
insbesondere zur 'Ummantelung von Massivlötdrähten gefunden,
das
sich aus Zähem, hochmolekularem, zwischen 50o C und 100o C
schmelzendem
Polykondensat folgender Komponenten susamtensetzt: a) mindestens
einem Alkandiol der allgemeinen Porsel HO - (CH2)n -
OH, wobei n = 2 - 8
oder Cyclohezan - 1,4 - Dimethanol
b) mindestens einer »icarbonsäure dir allgemeinen Formel
H000
-- (CH2)n - COOH mit n s 2 - 10 oder
Phthalsäure-
oder gohlensäuredialkylseter bsw. Phosgen sowie gegebenenfalls
o)
einem bitunktionellen tertiären Amin der allgemeinen Permel
und 8 = -a839 -02H5, - oyclohexyl oder -ben:Jl und
wobei das Polykondensat flussmittelwirksame Aktivatoren enthält.
Kohlensäure, insbesondere der Dimethyl- oder Diäthylester der Kohlensäure
bzw. Phosgen mit den zweiwertigen Alkoholen kondensieren. In , a flux for soft solders based on polyester, in particular for the 'sheathing of solid soldering wires , is made up of tough, high-molecular polycondensate melting between 50o C and 100o C of the following components : a) at least one alkanediol of the general Porsel HO - (CH2) n - OH, wherein n = 2 - 8 or Cyclohezan - 1,4 - dimethanol b) at least one "icarbonsäure thee general formula H000 - (CH2) n - COOH where n s 2 - 10 or phthalic or gohlensäuredialkylseter bsw. Phosgene and optionally o) a bit-functional tertiary amine of the general Permel and 8 = -a839 -02H5, - oyclohexyl or -ben: Jl and wherein the polycondensate contains activators with flux-active properties.
Condense carbonic acid, in particular the dimethyl or diethyl ester of carbonic acid or phosgene, with the dihydric alcohols.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird als Flussmittel-Polykondensat
ein solches verwendet, das als weitere cokondensierte Komponente ein bifunktionelles,
terüäres Amin der allgemeinen Formel enthält:
wobei n - 2-8 und R = C83, -C285 - cyeloheayl, -benzyl Hierin ist der nichtfunktionelle
Aminsubstituent ein Alkyl wie Methyl oder Äthyl oder eine Ringverbindung
wie der tycloheayl- oder Benzylrest.According to a particular embodiment of the invention, the flux polycondensate used is one which contains a bifunctional, tertiary amine of the general formula as a further cocondensed component: where n - 2-8 and R = C83, -C285 - cyeloheayl, -benzyl Herein the nonfunctional amine substituent is an alkyl such as methyl or ethyl or a ring compound such as the tycloheayl or benzyl radical.
Die Substituenten des Amins mit funktionellen Gruppen
sind Alkanole
mit 2-8 C-Atomen in der Molekülkatte.The substituents of the amine with functional groups are alkanols with 2-8 carbon atoms in the molecular chain.
Die Zahl der C-Atome in der Alkylkette ist für die Menge
des
bifunktionellen tertiären Amins, das mit dem Glykol und der Säure, bzw.
dem Säureester kondensiert wird, bestimmend. Bifunktionelle tertiäre Amine, die
mit Kohlensäurediester und Glykolen kondensiert werden, weisen daher vorzugsweise
4 oder mehr C-Atome der Alkylkette auf, beispielsweise
Methylamino-dihezanol.The number of carbon atoms in the alkyl chain is determinative of the amount of the bifunctional tertiary amine, which is condensed with the glycol and the acid, or the Säureester. Bifunctional tertiary amines which are condensed with carbonic acid diesters and glycols therefore preferably have 4 or more carbon atoms in the alkyl chain, for example methylamino-dihezanol.
Solche bifunktionellen tertiären Amine, die mit
Dioarbonsäuren und Glykolen kondensiert werden, weisen daher vorzugsweise
2 - 8 O -Atome in der Alkylkette auf, beispielsweise
Methylamino -
diäthanol.
Selbstverständlich wird bei der Cokondensation der bifunktionellen
Komponenten a, b und c durch Beachtung der entsprechenden Stöchiometrie der Komponenten
die Gewinnung des genügend hochmolekularen Polykondensats bewirkt. Die Cokondensation
eines bifunktionellen tertiären Amins in dem erfindungsgemässen Flussmittel hat
den besonderen Vorteil, dass die anmeldungagemäas in das Polykondenaat einzubringende
fluaamittelwirksame Aktivatorbansubstanz direkt an den intramolekularen Amin-Stickstoff
der Polymerkette angelagert werden kann. Dies geschieht in an sich bekannter Weise
durch Anlagerung von Halogenwasserstoff, insbesondere von Chlorwasserstoff an die
Aminogruppene In den Fällen, in denen das Polykondensat des erfindungsgemässen Flussmittels
das bifunktionelle tertiäre Amin nicht enthält, wird als flusamittelwirksamer Aktivator
eine ein- oder mehrbasische Carbonsäure oder deren Alkylhalbester als Füllstoff
eingebracht Die Menge des Aktivators ist hierbei so bemessen, dass das Polykondensat
durch eine Säurezahl bis zu etwa 35 charakterisiert ist. Die Auswahl des Aktivators
richtet sich ferner hierbei nach der gewünschten Beizkraft des Flüsamittel-Polykondensats,
wie auch nach der Verträglichkeit bzw. Löslichkeit in dem Polykondensat. Im allgemeinen
sind Mengen bis 6 % ausreichend. Aus Gründen der besseren Löslichkeit und Verträglichkeit
werden Halbester von Di- und Tricarbonsäuren, wie Adipin-, Sebazin-, Azelain- und
Zitronensäure verwendet, sowie ihre niedrigmolekularen Polyester mit Diolen,
vorzugsweise
.Äthylenglykol'mit Säurezahlen der freien Carboxylgruppen bis zu 35 mg gOH je g
Flussmittel. Aber auch für Hydrohalogenid-abspaltende Beizzusätze können die Polyester
ohne Gokondensation des bifunktionellen tertiären Amins, d.h. als Füllstoff verwendet
werden. Such bifunctional tertiary amines which are condensed with dioarboxylic acids and glycols therefore preferably have 2-8 O atoms in the alkyl chain, for example methylamino diethanol. Obviously, in the co-condensation of the bifunctional components a, b and c, the recovery of the sufficiently high molecular weight polycondensate is effected by observing the corresponding stoichiometry of the components. The cocondensation of a bifunctional tertiary amine in the flux according to the invention has the particular advantage that the fluaamittel-active activator substance to be introduced into the polycondensation can be attached directly to the intramolecular amine nitrogen of the polymer chain. This is done in a manner known per se by adding hydrogen halide, in particular hydrogen chloride, to the amino groups Filler introduced The amount of activator is such that the polycondensate is characterized by an acid number of up to about 35. The selection of the activator is also based on the desired pickling power of the liquid polycondensate, as well as on the compatibility or solubility in the polycondensate. In general, amounts of up to 6% are sufficient. For reasons of better solubility and compatibility, half esters of di- and tricarboxylic acids such as adipic, sebacic, azelaic and citric acid are used, as well as their low molecular weight polyesters with diols, preferably .ätthylenglykol'mit acid numbers of the free carboxyl groups up to 35 mg gOH each g flux. However, the polyesters can also be used for hydrohalide-releasing pickling additives without co-condensation of the bifunctional tertiary amine, ie as a filler.
So ist beispielsweise niedrigchlorierter Chlorkautschuk ein wirksamer
Aktivator mit umso besserer H;Z- Abspaltbarkeit bei Löttemperatur, je mehr Alkylgruppierungen
bei ungesättigter Chlorierung noch erhalten geblieben sind. Zwar können auch organische
Amino- Hydrochloride als Füllstoffe dem Polyester zugesetzt werden. Jedoch ist zur
Einstellung der erwünschten Beizkraft wegen der Molekülgrösse naturgemäss eine Zusatzmenge
nötig, die als Füllstoffmenge schliesslich die technologischen Eigenschaften des
Ummantelungsflussmittels verschlechtert. Ausserdem erniedrigen lösliche Zusätze
den Schmelzbereich des thermoplastischen Materials in unerwünschter Weise. Flussmittel-Polykondensate,
die durch Kondensation von Alkylamino-dialkanol mit Glykolen und den genannten Dicarbonsäuren
bzw. deren Estern oder Kohlensäuredientern gewonnen werden, und an deren cokondenaierten
Amingruppen bis zu 2 96 Halogenwasserstoff ( bezogen auf Polykondensat ) angelagert
ist, zeichnen sich durch eine weiss - gelbliche Farbe und in überraschender Weise
durch eine hohe und ungeminderte Zähigkeit aus. Derartige Polyester mit intramolekularem
Amino-Hydrohalogenid sind. beispielsweise Copolykondensationsprodukte des Methylaminodiäthanols
mit
Adipinsäure und Äthylenglykol, oder
Copolykondensationeprodukte
des Methylamino-dihezanols mit Hezamethylenglykol und /
oder 1,4-Cyclohezandimethanol und
Kohlensäuredimethylester.
Aufgrund dieser vorteilhaften Eigenschaften kann die
Schmelzviscosität
dieser Copolykondensationsprodukte durch
Füllstoffe in weitem Bereich
herabgesetzt werden. Als
Füllstoffe werden in erster Linie Stoffe herangezogen,
welche
die löttechnischen Eigenschaften verbessern, z.B.
weitere
Aktivatorsubstanzen zur Einstellung der erwünschten Beizkraft.
Es hat sich überraschenderweise auch gezeigt, dass die
Cokondensate mit lOhlenaäureestern
im Gegensatz zu solchen mit
Dicarbonsäureestern sich durch ein weit geringeres
Ausmass an Verkohlung an der Kupferspitze des Lötkolbens auszeichnetn,
so dass diese neben de' Einsatz für Block- und Ofenlötungen auch für
Kolbenlötungen geeignet sind.
Hierbei werden als Püllstoffe vorteilhaft solche Stoffe benutzt,
wie sie zuvor als halogenfreie Aktivatoren genannt und für die aminfreien
Polyester mit bestimmten Säurezahlen beschrieben wurden. Anhand der nachstehenden
Beispiele wird die Erfindung näher erläutert. _ Beispiel1 146 g Adipinsäure (1M°1)
werden mit 62 g Äthylenglykol auf einem Metallbad von anfangs 175°C innerhalb von
20 h auf 220o C erhitzt. Danach wird unter Vakuum 002 zur 'Rührung u. als Schleppmittel
für die Kondeneationewasaer-
Abführung langsam durchgeperlt, unter langsamer
Steigerung der Temperatur bis 250°C, bis eine aus der Schmelze entnommene Probe
zähe und reckbare Eigenschaften aufweist, mit einer Einfriertemperatur von 410C.
Dieser gelblichweisse Polyester wird mit 5 % Azelainsäure aktiviert, entsprechend
einer Säurezahl des Ummantelungs-Flusemittels von 30. Beispie12 23,1 g Methyl-amino-dihe:anol
(0,1 Mol) werden mit 11g Dimethylcarbonat (0,12 Mol) durch Temperatursteigerung
von 100 auf 170o C in etwa 10 h auf dem Metallbad vorkondensiert.For example, chlorinated rubber with a low level of chlorination is an effective activator with the better H; Z cleavage at soldering temperature, the more alkyl groups that are still retained in the case of unsaturated chlorination. It is true that organic amino hydrochlorides can also be added to the polyester as fillers. However, due to the size of the molecule, an additional amount is naturally necessary to set the desired pickling force, which, as an amount of filler, ultimately worsens the technological properties of the sheathing flux. In addition, soluble additives lower the melting range of the thermoplastic material in an undesirable manner. Flux polycondensates, which are obtained by condensation of alkylamino-dialkanol with glycols and the dicarboxylic acids mentioned or their esters or carbonic acid servers, and on whose cocondensed amine groups up to 2 96 hydrogen halide (based on polycondensate) is attached, are characterized by a white - yellowish color and surprisingly high and undiminished toughness. Such polyesters with intramolecular amino-hydrohalide are. for example copolycondensation products of methylamino diethanol with adipic acid and ethylene glycol, or copolycondensation products of methylamino-dihezanol with hezamethylene glycol and / or 1,4-cyclohezane dimethanol and carbonic acid dimethyl ester. Because of these advantageous properties, the melt viscosity of these copolycondensation products can be reduced to a large extent by fillers. Substances which improve the soldering properties are primarily used as fillers, for example further activator substances for setting the desired pickling force. Surprisingly, it has also been shown that the cocondensates with oleic acid esters, in contrast to those with dicarboxylic acid esters, are characterized by a far lower degree of carbonization on the copper tip of the soldering iron , so that they are not only suitable for use in block and furnace soldering but also for soldering iron .
In this case, such substances are advantageously used as fillers as were previously mentioned as halogen-free activators and described for the amine-free polyesters with certain acid numbers. The invention is explained in more detail on the basis of the examples below. Example 1 146 g of adipic acid (1M ° 1) are heated with 62 g of ethylene glycol in a metal bath from initially 175 ° C to 220 ° C within 20 h. Thereafter, under vacuum 002 for 'stirring and as an entrainer for the condensation water discharge, slowly increasing the temperature to 250 ° C, until a sample taken from the melt has tough and stretchable properties, with a freezing temperature of 410 ° C. This yellowish-white polyester is activated with 5% azelaic acid, corresponding to an acid number of the coating fluff of 30. Example 23.1 g of methylamino-dihe: anol (0.1 mol) are mixed with 11 g of dimethyl carbonate (0.12 mol) by increasing the temperature precondensed from 100 to 170o C in about 10 h on the metal bath.
Zusammen mit diesem Vorkondensat werden 118 g Heaamethylenglykol (
1 Mol) und 100 g Dimethylcarbonat (1,1 Mol) unter Rückfluss
Metallbad-Temperatur im Laufe von etwa 25 h von 90 auf 220 0 0 gesteigert.
Unter
Vakuum wird 002 zur Bewegung der SQhmelze und als Schleppmittel für den Alkohol
langsam hindurchgeperlt, wobei die Temperatur bis 250o C gesteigert wird. Die Reaktion
ist beendet, wenn sich eine entnommene Probe durch elastisch-zähe Eigenschaften
auszeichnet und reckbar ist. Die HOL-Aufnahme beträgt ca. 1,5 gb, die Einfriertemperatur
310 C. Das Copolykondensat hat einen Erweichungsbereich von 50 - 550C und
ist nach HOL-Addition unverändert mi7higweiss.Together with this precondensate, 118 g of amethylene glycol (1 mol) and 100 g of dimethyl carbonate (1.1 mol) are refluxed
Metal bath temperature increased from 90 to 220 0 0 in the course of about 25 h. In a vacuum, 002 is slowly bubbled through to move the SQhmelze and as an entrainer for the alcohol, increasing the temperature to 250 ° C. The reaction is over when a sample taken has elastic, tough properties and can be stretched. The HOL uptake is approx. 1.5 gb, the freezing temperature is 310 C. The copolycondensate has a softening range of 50-550 ° C. and is unchanged after the addition of HOL.