專利名稱：一種ZnSn系無鉛釬料用松香基助焊劑及制備方法
技術領域：
本發明涉及一種焊接領域的助焊劑，具體的說是一種ZnSn系無鉛釬料用松香基助焊劑及制備方法。
背景技術：
ZnSn系釬料是近年來研制和快速發展的一種新型釬料，在機械、輕工、儀表、 電機、塑料等行業得到越來越多的應用。由于Zn元素的活性高，易氧化，使ZnSn系焊料耐蝕性差，釬焊工藝性能不良，研制開發Zn基釬料用釬劑是改善ZnSn系釬料的有效途徑。江門市偉思特焊接材料科技有限公司專利號為200910301960. O的發明專利公開了一種用于金屬部件釬焊的釬劑，由氫氟酸、氫氧化鋁、碳酸鉀、氧化鎘、碳酸鎘、氧化鋅組成， 該釬劑不僅含有氧化鎘/氧化鋅等有毒成分，且不適用Zn基釬料；江蘇科技大學專利號為200710132592. 2發明專利涉及一種無腐蝕性氟化物釬劑包括中性QF釬劑99. O 99. 7% ；ZnSiF6 :0. 3 I. 0%，但主要針對鋁合金釬料。針對Zn基釬料用釬劑很少。美國西北大學S. Vaynman和Μ. E. Fine開發了以異丙醇、乙酸乙烯樹脂的混合物為載體，乙醇胺、 二乙醇胺、三乙醇胺(英文縮寫EA，DEA, TEA)作為活化劑，有機錫化合物作為添加劑的Zn 基釬料釬劑，但是由于有機錫難以獲得，且其加熱后的分解產物有很大毒性，因此很難用于生產實際。南昌大學金泉軍在松香型助焊劑中添加SnCl2來改善ZnSn釬料的潤濕性，但效果不好。
發明內容
為了提供一種可焊性好、固含量低、無腐蝕、電氣絕緣性能好、無毒性的助焊劑，并解決現有ZnSn系釬料潤濕性差的問題，本發明提供了一種ZnSn系無鉛釬料用松香基助焊劑及制備方法。本發明為解決上述技術問題采用的技術方案為一種ZnSn系無鉛釬料用松香基助焊劑，由松香、有機酸活性劑、緩蝕劑、表面活性劑和有機溶劑組成，各組分的重量百分比為松香20-40%、有機酸活性劑1_5%、緩蝕劑O. 01-2%、表面活性劑O. 1_1%，其余為有機溶劑。所述的有機溶劑為異丙醇、丙三醇或乙醇中的一種或幾種混合；
所述的有機酸活性劑為自丁二酸、已二酸、癸二酸、L-精氨酸、壬二酸、庚二酸、蘋果酸、 琥珀酸中的一種或多種混合，其對于混合比例無限定要求；
所述的緩蝕劑為三乙胺和苯并三氮唑中的一種或兩種混合，兩種混合時對混合比例無限定要求；
所述的表面活性劑為OP系列活性劑、氟代脂肪族聚合醚、丁二酸二乙酯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨和季銨氟烷基化合物的一種或多種混合，優選為OP系列活性劑和氟代脂肪族聚合醚的一種或多種混合，兩種混合時對混合比例無限定要求；
一種ZnSn系無鉛釬料用松香基助焊劑的制備方法，包含以下步驟O按照上述的重量百分比選取松香、有機酸活性劑、緩蝕劑、表面活性劑和有機溶劑；
2)常溫下，將選取的松香放入燒杯中，然后加入部分有機溶劑，攪拌溶解，備用；
3)將選取的有機酸活性劑、緩蝕劑和表面活性劑放入另一燒杯中，然后在其中加入剩余的有機溶劑，攪拌溶解，備用；
4)將步驟I制得的溶液和步驟2制得的溶液混合，攪拌均勻后，靜置即為成品。在步驟2和步驟3在加入有機溶劑時以溶解為準，但總量應符合組成的百分比。本發明為液狀，與以往的添加成膏劑的ZnSn系無鉛釬料用松香基助焊劑相比，具有以下優勢
1)本發明添加時可以采用注射、噴撒或霧化的方法添加焊劑，克服了現有助焊劑涂刷困難的缺點；
2)由于本發明為溶液，添加量容易精確控制，而現有的技術中，助焊劑添加了成膏劑等物質，呈粘膏狀，使焊劑涂覆量難以精確控制；
3)固含量為助焊劑的一項重要指標，一般要求固含量越低越好，而現有技術中，往往添加成膏劑、穩定劑和觸變劑，使焊劑的固含量會較高，而本發明不含成膏劑、穩定劑和觸變劑等高固含量的物質，使焊劑固含量低；
4)本發明采用上述組分和比例，與以往的專利各組分含量不同，導致現有專利為松香基焊膏，而本專利為有機液態焊劑。有益效果本發明的ZnSn系無鉛釬料用松香基助焊劑具有以下優點
1、不含鹵素，固體含量低，無粘性，無腐蝕性，絕緣電阻高；
2、對ZnSn系釬料潤濕力強，焊后殘留物少，可有效的去除金屬氧化膜，其擴展率 ^ 75%，具有成膜和保護基材的作用且制備方法簡單易行；
3、按GB/T9491-2002錫焊用液態助焊劑(松香基)規定的測試方法檢驗，包括外觀、物理穩定性、酸度、粘性、齒化物含量、不揮發物含量、銅板腐蝕性、鋪展率等各項指標均達到優良，具有良好的焊接效果。
圖I為本發明實施例與市售松香基免清洗釬劑的效果對比表。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步的闡述。實施例I
常溫下，將20g松香加入到45g異丙醇中攪拌溶解,在另一個燒杯中依次加入5g有機酸活性劑、Ig緩蝕劑、O. Ig表面活性劑和28. 9g異丙醇，攪拌溶解后將兩種溶液混合，充分攪拌后低溫保存，即制得IOOgZnSn系釬料用松香基助焊劑；
其中，有機酸活性劑的組成為2gL-精氨酸、I. 5g壬二酸和1.5g庚二酸；
緩蝕劑的組成為0. 5g三乙胺和O. 5g苯并三氮唑；
表面活性劑的組成為0. 05g0P系列表面活性劑和O. 05g氟代脂肪族聚合醚。與市售的松香基免清洗釬劑相比，密度和固含量分別下降了 2. 1%和34. 7%，鋪展面積和鋪展率分別提高了 67. 1%和24. 1%，因此實施例I的ZnSn系釬料用松香基助焊劑固含量明顯降低，潤濕性能明顯改善。實施例2
常溫下,將40g松香加入到50 g丙三醇中攪拌溶解，在另一個燒杯中依次加入I g有機酸活性劑、O. Olg緩蝕劑、Ig表面活性劑和7. 99g丙三醇，攪拌溶解后將兩種溶液混合，充分攪拌后低溫保存，即制得IOOgZnSn系釬料用松香基助焊劑；
其中，有機酸活性劑的組成為0. 3g琥珀酸、O. 4g己二酸和O. 3g癸二酸；
緩蝕劑的組成為0. Olg三乙胺；
表面活性劑的組成為0. 5g 丁二酸二乙酯磺酸鈉和O. 5g十六烷基三甲基溴化銨。與市售的松香基免清洗釬劑相比，密度和固含量分別下降了 I. 3%和21. 7%，鋪展面積和鋪展率分別提高了 35. 7%和15. 7%，因此實施例2的ZnSn系釬料用松香基助焊劑固含量明顯降低，潤濕性能有所改善。實施例3
常溫下，將30 g松香加入到50 g乙醇中攪拌溶解，在另一個燒杯中依次加入3g有機酸活性劑、2g緩蝕劑、O. 5g表面活性劑和14. 5g丙三醇，攪拌溶解后將兩種溶液混合，充分攪拌后低溫保存，即制得IOOgZnSn系釬料用松香基助焊劑；
其中，有機酸活性劑的組成為1. 5g蘋果酸和I. 5g 丁二酸；
緩蝕劑的組成為2g的苯并三氮唑；
表面活性劑的組成為0. 5g季銨氟烷基化合物。與市售的松香基免清洗釬劑相比，密度和固含量變化不大，鋪展面積和鋪展率分別提高了 13. 7%和6. 6%ο
權利要求
1.一種ZnSn系無鉛釬料用松香基助焊劑，其特征為由松香、有機酸活性劑、緩蝕劑、 表面活性劑和有機溶劑組成，各組分的重量百分比為松香20-40%、有機酸活性劑1-5%、緩蝕劑O. 01-2%、表面活性劑O. 1_1%，其余為有機溶劑，所述的有機溶劑為異丙醇、丙三醇或乙醇中的一種或幾種混合。
2.根據權利要求I所述的一種ZnSn系無鉛釬料用松香基助焊劑，其特征為所述的有機酸活性劑為自丁二酸、已二酸、癸二酸、L-精氨酸、壬二酸、庚二酸、蘋果酸和琥珀酸中的一種或三種混合。
3.根據權利要求I所述的一種ZnSn系無鉛釬料用松香基助焊劑，其特征為所述的緩蝕劑為三乙胺和苯并三氮唑中的一種或多種混合。
4.根據權利要求I所述的一種ZnSn系無鉛釬料用松香基助焊劑，其特征為所述的表面活性劑為OP系列活性劑、氟代脂肪族聚合醚、丁二酸二乙酯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨和季銨氟烷基化合物的一種或多種混合。
5.一種ZnSn系無鉛釬料用松香基助焊劑的制備方法，其特征在于，包含以下步驟1)按照權利要求I所述的重量百分比選取松香、有機酸活性劑、緩蝕劑、表面活性劑和有機溶劑；2)常溫下，將選取的松香放入燒杯中，然后加入部分有機溶劑，攪拌溶解，備用；3)將選取的有機酸活性劑、緩蝕劑和表面活性劑放入另一燒杯中，然后在其中加入剩余的有機溶劑，攪拌溶解，備用；4)將步驟I制得的溶液和步驟2制得的溶液混合，攪拌均勻后，靜置即為成品。
全文摘要
一種ZnSn系無鉛釬料用松香基助焊劑及制備方法，由松香、有機酸活性劑、緩蝕劑、表面活性劑和有機溶劑制成。本發明添加時可以采用注射、噴撒或霧化的方法添加焊劑，且添加量容易精確控制，克服了現有助焊劑涂刷困難的缺點，不含成膏劑、穩定劑和觸變劑等高固含量的物質，使焊劑固含量低；對ZnSn系釬料潤濕力強，焊后殘留物少，可有效的去除金屬氧化膜，其擴展率≥75%，具有成膜和保護基材的作用且制備方法簡單易行。
文檔編號B23K35/363GK102581522SQ201210047580
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月28日 優先權日2012年2月28日
發明者張繼偉, 王喜然, 盛陽陽, 閆焉服, 陳新芳 申請人:河南科技大學