一种水性有机成膏体及其包含该成膏体的铝焊膏

技术领域

本发明涉及一种有机成膏体及其包含该成膏体的铝焊膏，尤其是一种水性有机成膏体及其包含该成膏体的铝焊膏。

背景技术

在厨具、小家电和电热电器等行业中，常涉及铝-铝(铝合金)、铝-不锈钢的钎焊，需要用到铝钎剂和铝钎料。铝钎剂，主要的成分为氟铝酸钾，起去除母材和铝钎料表面氧化皮的化学辅助作用；铝钎料，主要的成分为铝硅合金，起将两个母材实现牢固冶金连接的主体焊合作用。两者搭配使用，缺一不可，铝钎剂的作用在前，铝钎料的作用在后。

在过去，铝钎剂和铝钎料以粉状形式存在，目的在于方便混匀、快速布料、使用灵活，以及增加彼此接触面积、化学活性和熔化速度等；但与此同时，也带来了不能绿色和自动化操作等弊端。随着时代的发展和科技的进步，制造业面临转型升级，铝钎焊使用的粉状铝钎剂和铝钎料也面临转型升级。

现有技术中通过加入液体物质，将粉状铝钎剂和铝钎料变为液相存在，从而避免粉尘污染，其中加入的液相物质有两种：水和油性有机物。在向工件布料操作中，这两种液相物质只能通过刷涂布料，而不能通过气动推送设备实现自动化加料。主要原因是：(1)水由于粘度低，不能将铝钎剂钎料有效地粘合在一起；(2)油性有机物可能由于自身性质或配方情况，它不能很好地和无机物(粉状铝钎剂钎料)进行有机融合，导致由它们制成的铝焊膏在气动推进加料时，会在加料管中发生固相和液相的分离，形成堵塞，无法实现连续性自动化加料。

除此之外，若以水为载体，由于粉状铝钎料的化学活泼性，它会和水发生化学反应，导致铝钎料氧化皮增厚，影响焊接质量。若以油性有机物为载体，由于其油腻，会导致环境卫生不易清洁；加热焊接时会产生烟雾，不环保；裂解难完全，焊后会残留积碳等问题。

发明内容

基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种既能将水和油性有机物的优点结合、又能实现自动化加料的水性有机成膏体。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种水性有机成膏体，包括基体和添加剂，所述基体包含水性有机溶剂和水性高聚物。

本发明水性有机成膏体的基体，既有极性亲水基团，又有非极性亲油基团，结合了水和油性有机物的优点、摒弃其缺点，并且和水存在互溶度，可以用水调配；基体＝水性有机溶剂+水性高聚物，由于水性高聚物的存在，基体的粘度比较高，可有效提高以此基体制成的铝焊膏的抗沉降性能。

此外，本领域技术人员需知悉，水性，是水性有机物的简称，它相对于油性有机物而言。油性有机物，与水不亲和，表观为两者不能均匀混合，而导致发生分层，油是油、水是水；而水性有机物，与水能亲和、存在一定的互溶度，表观为两者能均匀混合，成为分不开的一体。

优选地，所述水性有机溶剂和水性高聚物的重量比为：水性有机溶剂：水性高聚物＝(85～98)：(15～2)。

水性有机溶剂的粘度很低；水性高聚物为高分子有机物，粘度非常高，但常温下一般为固态，没有有机溶剂将其溶解，变为液态，它是不能用的。另外，水性高聚物的分子量不固定，有高有低，此比例的选择，也是考虑到水性高聚物的不同分子量，分子量越大、含量可越小，反之，同理。总之，是要保证基体的高粘度。上述重量比的水性有机溶剂和水性高聚物混合，能更好的保证基体的粘度，它的有益效果是，由于铝焊膏中铝钎剂、铝钎料的比重差异比较大，只有通过大大提高基体的粘度，从而大大提高整个水性有机成膏体的粘度，才能防止铝钎剂和铝钎料的分层，才能保证自动加料的顺畅和焊接质量的稳定。

优选地，所述水性有机溶剂为醇或醚，所述水性高聚物为酮或纤维素。

更优选地，所述水性有机溶剂为乙二醇、丙二醇、戊二醇、三甘醇、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚中的至少一种。

更优选地，所述水性高聚物为共聚维酮、交联聚维酮、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基丙基纤维素中的至少一种。

优选地，所述基体在所述有机成膏体中的质量百分含量为80.0～99.8％。

优选地，所述添加剂包括界面活性剂，所述界面活性剂在所述有机成膏体中的质量百分含量为0.1～10.0％。在基体中添加界面活性剂，以增加无机物和有机物之间的亲和力，有效提高铝焊膏的均匀性和细腻性，避免铝焊膏在加料过程中发生固相和液相的分离。

优选地，所述添加剂还包括化学钝化剂，所述化学钝化剂在所述有机成膏体中的质量百分含量为0.1～10.0％。在基体中添加化学钝化剂，以包覆在铝钎料的表面，隔断铝钎料和水性有机溶剂或水的接触，有效避免两者发生化学反应，可进一步提高铝焊膏中铝钎料的抗腐蚀能力。

更优选地，所述界面活性剂为醚或酯，所述化学钝化剂为酯或咪唑。

更优选地，所述界面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、C12～18脂肪醇聚氧乙烯醚、单月桂酸山梨醇酐酯、单硬脂酸山梨醇酐酯、单油酸山梨醇酐酯、三硬脂酸山梨醇酐酯中的至少一种。

更优选地，所述化学钝化剂为三乙醇胺硼酸酯、三乙醇胺油酸酯、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的至少一种。

优选地，所述基体在所述有机成膏体中的质量百分含量为88.0～94％，所述界面活性剂在所述有机成膏体中的质量百分含量为5～7％，所述化学钝化剂在所述有机成膏体中的质量百分含量为1～5％。

上述含量和成分的有机成膏体能更好的发挥水和油性有机物的优点、摒弃其缺点，且能够更好的保证基体的粘度，更能有效提高以此基体制成的铝焊膏的抗沉降性能。

同时，本发明还提供一种包含所述的水性有机成膏体的铝焊膏。本发明水性有机成膏体具有多种复合功能，用该成膏体制成的铝焊膏，不仅能实现自动化加料，而且还具有易清洁、环保和焊接质量高等特点。

此外，本发明对铝焊膏的制备方法并无特别限定，本领域技术人员只需要在常温下，通过搅拌的方式，将水性有机成膏体和铝焊膏成分混匀即可，也可根据实际需要进行常规选择。

优选地，所述水性有机成膏体在所述铝焊膏中的质量百分含量为30～40％。

本申请发明人经过大量创造性试验发现，当所述水性有机成膏体含量低于30％时，铝焊膏显得干巴、润滑性不够，导致不能顺畅加料；当所述水性有机成膏体的含量高于40％时，则有效成分“铝钎剂+铝钎料”的含量偏低，影响焊接质量，因此，为了更好的兼顾焊接质量和加料顺畅，发明人创造性的选择了30～40％这个含量。

优选地，所述铝焊膏还包括铝钎剂和铝钎料，所述铝钎剂和铝钎料的重量比为：铝钎剂：铝钎料＝1：(1.0～5.0)。

铝钎剂，起去除母材和铝钎料表面氧化皮的化学辅助作用；铝钎料，起将两个母材实现牢固冶金连接的主体焊合作用。两者之间的比例必须保持在一定范围内，铝钎剂含量太低，即铝钎料含量变太高，导致铝钎剂不够量以去除铝钎料的氧化皮；反之，铝钎剂含量太高，有效的铝钎料就不够，影响了焊合强度，使不合格率大大提高。本申请发明人之所以选择上述重量比的铝钎剂和铝钎料，是因为上述重量比时，能够更好的发挥铝钎剂和铝钎料的作用，同时大大提高焊接产品的强度。

优选地，所述铝钎剂为氟铝酸钾，所述铝钎剂的熔化温度为550～570℃。

优选地，所述铝钎料为铝硅合金，所述硅在铝硅合金中的质量百分含量为4～15％。

优选地，所述铝钎剂、铝钎料在所述铝焊膏中总的质量百分含量为60～70％。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明相对于采用水为载体的现有技术而言：由于基体中含有水性高聚物，体系粘度大大提高，铝焊膏的抗沉降性能大大提高；由于添加界面活性剂，无机物和有机物的亲和力大大提高，铝焊膏的均匀性、细腻性大大提高；由于添加化学钝化剂，隔断了粉状铝钎料和水性有机溶剂或水的接触，铝焊膏的保质期大大提高。

本发明相对于采用油性有机物为载体的现有技术而言：由于为水性，环境卫生容易清洁，以及可现场用水进行稠度调配，方便使用；由于挥发较快，预加在工件上的铝焊膏，在焊接时，已有大部分的有机物随水分挥发，不会产生烟雾；由于在水性有机物中含有较多氧原子，高温时很容易和碳链中C和H形成CO₂和H₂O，从而焊后无积碳残留。

以本发明水性有机成膏体制成的铝焊膏，其应用范围包括但不限于厨具、小家电和电热电器等行业。

附图说明

图1为本发明所述水性有机成膏体图；

图2为本发明所述包含该膏体的铝焊膏图；

图3为本发明所述现场自动加料中的铝焊膏图；

图4为成膏体中不含水性高聚物的铝焊膏图。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，实施例中的比例均为重量比。

实施例1

本发明所述水性有机成膏体的一种实施例，本实施例所述水性有机成膏体包含以下质量百分含量的成分：

水性有机溶剂和水性高聚物(乙二醇：共聚维酮＝89:11)94％、界面活性剂(辛基酚聚氧乙烯醚)5％、化学钝化剂(三乙醇胺硼酸酯)1％。

本实施例一种包含所述水性有机成膏体的铝焊膏，所述水性有机成膏体在所述铝焊膏中的质量百分含量为30％，所述铝钎剂、铝钎料在所述铝焊膏中总的质量百分含量为70％，所述铝钎剂和铝钎料的重量比为：铝钎剂：铝钎料＝1：1，所述铝钎剂为氟铝酸钾，所述铝钎剂的熔化温度为550～570℃；所述铝钎料为铝硅合金，所述硅在铝硅合金中的质量百分含量为4％。

实施例2

本发明所述水性有机成膏体的一种实施例，本实施例所述水性有机成膏体包含以下质量百分含量的成分：

水性有机溶剂和水性高聚物(丙二醇：羧甲基纤维素＝92:8)89.7％、界面活性剂(单月桂酸山梨醇酐酯)6.3％、化学钝化剂(苯并三氮唑)4.0％。

本实施例一种包含所述水性有机成膏体的铝焊膏，所述水性有机成膏体在所述铝焊膏中的质量百分含量为40％，所述铝钎剂、铝钎料在所述铝焊膏中总的质量百分含量为60％，所述铝钎剂和铝钎料的重量比为：铝钎剂：铝钎料＝1：5.0，所述铝钎剂为氟铝酸钾，所述铝钎剂的熔化温度为550～570℃；所述铝钎料为铝硅合金，所述硅在铝硅合金中的质量百分含量为15％。

实施例3

本发明所述水性有机成膏体的一种实施例，本实施例所述水性有机成膏体包含以下质量百分含量的成分：

水性有机溶剂和水性高聚物(三甘醇：羟丙基纤维素＝95:5)88.0％、界面活性剂(单硬脂酸山梨醇酐酯)7.0％、化学钝化剂(苯并三氮唑)5.0％。

本实施例一种包含所述水性有机成膏体的铝焊膏，所述水性有机成膏体在所述铝焊膏中的质量百分含量为35％，所述铝钎剂、铝钎料在所述铝焊膏中总的质量百分含量为65％，所述铝钎剂和铝钎料的重量比为：铝钎剂：铝钎料＝1：2.5，所述铝钎剂为氟铝酸钾，所述铝钎剂的熔化温度为550～570℃；所述铝钎料为铝硅合金，所述硅在铝硅合金中的质量百分含量为9％。

实施例4

本发明所述水性有机成膏体的一种实施例，本实施例所述水性有机成膏体包含以下质量百分含量的成分：

水性有机溶剂和水性高聚物(二丙二醇甲醚：羟乙基纤维素＝93:7)90.5％、界面活性剂(单油酸山梨醇酐酯)7.0％、化学钝化剂(甲基苯并三氮唑)2.5％。

本实施例一种包含所述水性有机成膏体的铝焊膏，所述水性有机成膏体在所述铝焊膏中的质量百分含量为33％，所述铝钎剂、铝钎料在所述铝焊膏中总的质量百分含量为67％，所述铝钎剂和铝钎料的重量比为：铝钎剂：铝钎料＝1：2.0，所述铝钎剂为氟铝酸钾，所述铝钎剂的熔化温度为550～570℃；所述铝钎料为铝硅合金，所述硅在铝硅合金中的质量百分含量为6％。

实施例5

本发明所述水性有机成膏体的一种实施例，本实施例所述水性有机成膏体包含以下质量百分含量的成分：

水性有机溶剂和水性高聚物(二乙二醇乙醚：交联聚维酮＝98:2)99.8％、界面活性剂(C12～18脂肪醇聚氧乙烯醚)0.1％、化学钝化剂(甲基苯并三氮唑)0.1％。

本实施例一种包含所述水性有机成膏体的铝焊膏，所述水性有机成膏体在所述铝焊膏中的质量百分含量为38％，所述铝钎剂、铝钎料在所述铝焊膏中总的质量百分含量为62％，所述铝钎剂和铝钎料的重量比为：铝钎剂：铝钎料＝1：4，所述铝钎剂为氟铝酸钾，所述铝钎剂的熔化温度为550～570℃；所述铝钎料为铝硅合金，所述硅在铝硅合金中的质量百分含量为12％。

实施例6

本发明所述水性有机成膏体的一种实施例，本实施例所述水性有机成膏体包含以下质量百分含量的成分：

水性有机溶剂和水性高聚物(二丙二醇丁醚：乙基纤维素＝85:15)80.0％、界面活性剂(三硬脂酸山梨醇酐酯)10.0％、化学钝化剂(三乙醇胺油酸酯)10％。

本实施例一种包含所述水性有机成膏体的铝焊膏，所述水性有机成膏体在所述铝焊膏中的质量百分含量为35％，所述铝钎剂、铝钎料在所述铝焊膏中总的质量百分含量为65％，所述铝钎剂和铝钎料的重量比为：铝钎剂：铝钎料＝1：3，所述铝钎剂为氟铝酸钾，所述铝钎剂的熔化温度为550～570℃；所述铝钎料为铝硅合金，所述硅在铝硅合金中的质量百分含量为12％。

实施例7

效果验证

附图4中的铝焊膏，除不含有水性高聚物外，其他都与实施例1相同，比较附图2可以看出，附图4中明显存在以下缺点：①粘度较小、稠度较稀，铝焊膏中固相和液相容易发生分离；②铝焊膏表观颜色较浅，表明白色铝钎剂和黑色铝钎料发生分离，并浮于铝钎料的上面，说明此种铝焊膏的抗沉降性能差，这也进一步说明了本发明铝焊膏加入水性高聚物的进步性。

此外，本发明发明人在研究过程中，发现附图4中的铝焊膏由于粘度大大降低，导致铝焊膏在6h内就开始分层，而本发明的铝焊膏120h内都不会发生分层；附图4中的铝焊膏粘度为62(mPa.s，20℃)，而本发明的铝焊膏粘度为600～1200(mPa.s，20℃)。

对于界面活性剂的进步性说明：由图2和图4对比可看出，若有机成膏体和铝钎剂钎料之间的亲和力不高，很容易导致液相和固相的分离、分层。

对于化学钝化剂的进步性说明，未加化学钝化剂的铝焊膏，24h内，会发现有气泡出现；加了化学钝化剂的铝焊膏，120h内，都不会出现气泡。

由于方法相似、性能相近，本发明仅以实施例1中铝焊膏为例，具体说明本发明铝焊膏的特点，其他实施例中的特点均与实施例1中相同，与此不再敖述。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。