低腐蝕性水基助焊劑組合物的製作方法
2023-04-23 15:26:21 1
本發明涉及電子工業用助焊劑技術領域，是對現有技術的改進，具體涉及低腐蝕性水基助焊劑組合物。
背景技術：
助焊劑是電子工業中非常重要的材料之一，目前的助焊劑主要是以醇類溶劑為主，通過有機助溶劑、添加活化劑、表面活性劑、松香樹脂和其它助劑製備而成的組合物。眾所周知，醇類溶劑和有機助溶劑都是易燃物質，在運輸、儲存和使用過程中容易引發火災，帶來安全隱患；此外，醇類溶劑和有機助溶劑作為揮發性有機化合物，會產生氣體發散在低層大氣中，形成光化學煙霧，對人類身體產生直接危害作用並造成空氣汙染。為此，一種以去離子水為主要成分的水基助焊劑應運而生，它通過在去離子水中添加活化劑、表面活性劑和其它助劑等構成，它不僅可以有效的實現電子產品焊接，而且不會對環境和操作人員造成直接危害，是未來助焊劑的主流產品。但是，目前的水基助焊劑還存在電氣性能不夠穩定、有機酸活化劑對印製電路板產生強烈腐蝕等問題，阻礙了水基助焊劑的大規模應用。在業界常用苯並三氮唑作為水基助焊劑的緩蝕劑，但是苯並三氮唑微溶於水，將其加入水基助焊劑中並不能很好的發揮其緩蝕作用，有它作為緩蝕劑配製的水基助焊劑並不能很好的解決其腐蝕問題。
技術實現要素：
本發明的目的是避免上述現有技術中的不足之處而提供的低腐蝕性水基助焊劑組合物。本發明水基助焊劑具有優良的焊接性、環保性和焊後可靠性，且腐蝕性低，不會對印製電路板造成明顯的腐蝕。
本發明的目的可通過下列的措施來實現：
本發明低腐蝕性水基助焊劑組合物，其所含成分重量百分比（%）為：
預處理活化劑0.5~5.0%，
水性樹脂0.5~10.0%，
表面活性劑0.05~1.0%，
水性消泡劑0.05~0.5%，
水性緩蝕劑0.01~0.5%，
水性潤溼劑0.01~0.5%，
流平劑0.0~0.5%，
增溶劑0.0~0.5%，
其餘為去離子水，各成分重量之和為100%。
所述的預處理活化劑由有機酸和油溶性成膜劑組成，其中有機酸重量百分比（%）為85.0~91.9%，油溶性成膜劑重量百分比（%）8.1~15.0%。所述的有機酸為2-羥基丙酸、左旋體3-羥基丙酸、戊二酸、羥基乙酸、檸檬酸、D-β-羥基異丁酸、3-甲基-3，5-二羥基戊酸、正戊酸、DL-α-氨基-β-羥基戊酸、氟硼酸中的一種或幾種；所述的油溶性成膜劑由丙烯酸樹脂成膜劑、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、矽丙烯酸酯中的一種或幾種。其主要作用是在去除被焊母材和焊料的表面氧化物的同時，顯著降低活化劑對印製電路板的腐蝕作用，解決有機酸活化劑對印製電路板產生強烈腐蝕的問題。
所述的水性樹脂為水溶性環氧樹脂、水溶性醇酸樹脂、水溶性氨基改性醇酸樹脂、水溶性酚醛改性醇酸樹脂、水溶性聚氨酯樹脂、氨基改性水溶性丙烯酸樹脂中的一種或幾種。其主要作用是在焊點表面形成緻密的保護膜，使水基助焊劑焊後具有穩定的電氣性能。
所述的表面活性劑為烷基糖苷、聚乙二醇、椰油酸二乙醇醯胺、聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯、2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一種或幾種。其主要作用是降低水基助焊劑的表面張力，提高其焊接性能。
所述的水性消泡劑為聚矽氧烷-聚醚共聚物乳液型消泡劑、自乳化型聚醚改性聚矽氧烷消泡劑、聚二甲基矽氧烷消泡劑中的一種或幾種；所述的水性消泡劑進一步優選為斯洛柯4830消泡劑、巴斯夫FoamStar A10消泡劑、巴斯夫S12210消泡劑、巴斯夫1293消泡劑、巴斯夫FoamStar 8034A消泡劑、巴斯夫FoamStar 8034消泡劑、巴斯夫FoamStar 50消泡劑、巴斯夫FoamStar A12消泡劑、巴斯夫FoamStar 111消泡劑、巴斯夫FoamStar 60消泡劑、巴斯夫FoamStar 714消泡劑中的一種或幾種。其主要作用在水基助焊劑生產過程中起到抑泡和消泡作用。
所述的水性緩蝕劑為十七烯基胺乙基咪唑啉季銨鹽、2-烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉、雙咪唑啉季銨鹽、氨基三亞甲基膦酸、羥基亞乙基二膦酸中的一種或幾種。其主要作用是有效降低水基助焊劑對印製電路板的腐蝕作用。
所述的水性潤溼劑為巴斯夫 HYDROPALAT 110 潤溼劑、巴斯夫 HYDROPALAT 120 潤溼劑、迪高TEGO 245潤溼劑、迪高TEGO 270潤溼劑、迪高TEGO 500潤溼劑、科寧PE-100潤溼劑、亨斯曼OT-75潤溼劑、德謙W-469潤溼劑中的一種或多種。其主要作用是增強水基助焊劑的潤溼性能。
所述的流平劑為迪高TEGO 450流平劑、迪高TEGO 410流平劑、迪高TEGO Glide 100流平劑、迪高TEGO Flow 370流平劑、巴斯夫 RHEOVIS 112流平劑、巴斯夫 RHEOVIS 132流平劑、巴斯夫 RHEOVIS 152流平劑中的一種或多種。其主要作用是增強水基助焊劑的流平性。
所述的增溶劑為異丙基苯磺酸鈉、聚甘油-10 月桂酸酯、巴斯夫CO-40增溶劑、巴斯夫TC-CS40增溶劑、巴斯夫RH-40增溶劑、、巴斯夫RH-60增溶劑、巴斯夫PEG-40增溶劑、 巴斯夫EUMULGIN HPS增溶劑中的一種或幾種。其主要作用是促進水基助焊劑中各成分在去離子水中的溶解。
本發明低腐蝕性水基助焊劑組合物的製備方法，包括如下步驟：（1）製備預處理活化劑，首先稱取85.0~91.9%有機酸加入到反應釜中，並加入2倍活性劑重量的蒸餾水；接著將其加熱到50±5℃攪拌(1±0.5)h，攪拌轉速為200~1000r/min；然後加入8.1~15.0%油溶性成膜劑，快速升溫到(90±5)℃攪拌(5±1)h，攪拌轉速為500~1000r/min；再水冷同時快速攪拌；最後經烘乾、研碎即得所述的預處理活化劑；（2）製備水基助焊劑，首先在反應釜中加入去離子水，0.5~5.0%步驟（1）製得的預處理活化劑、0.5~10.0%水性樹脂，攪拌至均勻，轉速為300~2000r/min，再依次加入0.05~1.0%表面活性劑、0.05~0.5%水性消泡劑、0.01~0.5%水性緩蝕劑、0.01~0.5%水性潤溼劑、0.0~0.5%流平劑和0.0~0.5%增溶劑攪拌至均勻，轉速為300~2000r/min；即得本發明低腐蝕性水基助焊劑組合物。
本發明相比現有技術具有如下優點：一是水溶性緩蝕劑的添加，顯著降低了水基助焊劑對印製電路板的腐蝕性，解決了水基助焊劑的腐蝕性問題；二是水溶性樹脂的添加，使得水基助焊劑焊後在焊點表面形成緻密的保護膜，使水基助焊劑具有穩定的電氣性能。本發明實用，市場應用前景廣。
具體實施方式
實施例1：預處理活化劑0.5%，
水溶性氨基改性醇酸樹脂0.5%，
椰油酸二乙醇醯胺0.05%，
巴斯夫S12210消泡劑0.05%，
十七烯基胺乙基咪唑啉季銨鹽0.01%，
巴斯夫 HYDROPALAT 110 潤溼劑0.01%，
去離子水98.88%。
製備方法：（1）製備預處理活化劑，首先稱取85.0%有機酸加入到反應釜中，並加入2倍活性劑重量的蒸餾水；接著將其加熱到50±5℃攪拌(1±0.5)h，攪拌轉速為800r/min；然後加入15.0%油溶性成膜劑，快速升溫到(90±5)℃攪拌(5±1)h，攪拌轉速為800r/min；再水冷同時快速攪拌；最後經烘乾、研碎即得所述的預處理活化劑；（2）製備水基助焊劑，首先在反應釜中加入98.88%去離子水，0.5%步驟（1）製得的預處理活化劑、0.5%水溶性氨基改性醇酸樹脂，攪拌至均勻，轉速為1000r/min，再依次加入0.05%椰油酸二乙醇醯胺、0.05%巴斯夫S12210消泡劑、0.01%十七烯基胺乙基咪唑啉季銨鹽和0.01%巴斯夫 HYDROPALAT 110 潤溼劑，攪拌至均勻，轉速為1000r/min；即得本發明低腐蝕性水基助焊劑組合物。
實施例2：預處理活化劑5.0%，
水溶性酚醛改性醇酸樹脂5.0%，
水溶性聚氨酯樹脂5.0%，
烷基酚聚氧乙烯醚1.0%，
斯洛柯4830消泡劑0.25%，
巴斯夫FoamStar A10消泡劑0.25%，
氨基三亞甲基膦酸0.25%，
羥基亞乙基二膦酸0.25%，
亨斯曼OT-75潤溼劑0.25%，
德謙W-469潤溼劑0.25%，
迪高TEGO Flow 370流平劑0.25%，
巴斯夫 RHEOVIS 112流平劑0.25%，
聚甘油-10 月桂酸酯0.25%，
巴斯夫CO-40增溶劑0.25%，
去離子水81.5%。
製備方法：（1）製備預處理活化劑，首先稱取90.0%有機酸加入到反應釜中，並加入2倍活性劑重量的蒸餾水；接著將其加熱到50±5℃攪拌(1±0.5)h，攪拌轉速為800r/min；然後加入10.0%油溶性成膜劑，快速升溫到(90±5)℃攪拌(5±1)h，攪拌轉速為800r/min；再水冷同時快速攪拌；最後經烘乾、研碎即得所述的預處理活化劑；（2）製備水基助焊劑，首先在反應釜中加入81.5%去離子水，5.0%步驟（1）製得的預處理活化劑、5.0%水溶性酚醛改性醇酸樹脂和5.0%水溶性聚氨酯樹脂，攪拌至均勻，轉速為1000r/min，再依次加入1.0%烷基酚聚氧乙烯醚、0.25%斯洛柯4830消泡劑、0.25%巴斯夫FoamStar A10消泡劑、0.25%氨基三亞甲基膦酸、0.25%羥基亞乙基二膦酸、0.25%亨斯曼OT-75潤溼劑、0.25%德謙W-469潤溼劑、0.25%迪高TEGO Flow 370流平劑、0.25%巴斯夫 RHEOVIS 112流平劑、0.25%聚甘油-10 月桂酸酯和0.25%巴斯夫CO-40增溶劑，攪拌至均勻，轉速為1000r/min；即得本發明低腐蝕性水基助焊劑組合物。
實施例3：預處理活化劑2.5%，
水溶性酚醛改性醇酸樹脂3.0%，
烷基酚聚氧乙烯醚0.5%，
巴斯夫FoamStar A10消泡劑0.15%，
羥基亞乙基二膦酸0.15%，
亨斯曼OT-75潤溼劑0.15%，
德謙W-469潤溼劑0.15%，
巴斯夫 RHEOVIS 112流平劑0.15%，
巴斯夫EUMULGIN HPS增溶劑0.15%，
去離子水93.1%。
製備方法：（1）製備預處理活化劑，首先稱取90.0%有機酸加入到反應釜中，並加入2倍活性劑重量的蒸餾水；接著將其加熱到50±5℃攪拌(1±0.5)h，攪拌轉速為800r/min；然後加入10.0%油溶性成膜劑，快速升溫到(90±5)℃攪拌(5±1)h，攪拌轉速為800r/min；再水冷同時快速攪拌；最後經烘乾、研碎即得所述的預處理活化劑；（2）製備水基助焊劑，首先在反應釜中加入93.1%去離子水，2.5%步驟（1）製得的預處理活化劑、3.0%水溶性酚醛改性醇酸樹脂、0.5%烷基酚聚氧乙烯醚、0.15%巴斯夫FoamStar A10消泡劑、0.15%羥基亞乙基二膦酸、0.15%亨斯曼OT-75潤溼劑、0.15%德謙W-469潤溼劑、0.15%巴斯夫 RHEOVIS 112流平劑和0.15%巴斯夫EUMULGIN HPS增溶劑，攪拌至均勻，轉速為1000r/min；即得本發明低腐蝕性水基助焊劑組合物。