[发明专利]钎焊组合物及其用途

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2013年1月18日提交的国际申请第PCT/US13/22269号和2012年12月3日提交的美国临时专利申请序列号61/732,751的权益，其内容特此以引用的方式整体并入本文。

发明背景

热交换器常常具有外表面设有散热翅片的分配器管。分配器管通常是涂有具有良好导热性的金属(例如铝)的钢管。散热翅片本身通常也包括铝，这是由于其良好的导热性和重量轻。

分配器管和散热翅片之间的结合通常通过钎焊工艺产生。传统上，分配器管包覆有铝或铝-硅合金。然而，当生产铝包芯管时，在包层和钢基材料之间形成金属间层。形成包芯管之后，必须清洁所述管以便钎焊。这种清洁通常涉及需要在钎焊工艺之前干燥的水基清洁剂。然后使清洁后的包芯管经受二次加热，以便使所述管在约600℃的钎焊温度下与铝翅片结合。二次加热增加了易于破裂的易碎金属间层的厚度。同样，在这二次加热过程中，铝层可在钎焊期间因毛细作用(capillary action)在某处变薄,以致于其对钢基材料不能提供足够长期的耐腐蚀防护。

因此，需要钎焊组合物:(1)消除在钎焊工艺之前对铝包覆的需要；(2)消除在钎焊工艺中对干燥步骤的需要；(3)消除在钎焊工艺中对二次加热的需要；(4)减少或消除散热翅片和分配器管之间的金属间层；和(5)提供长效防腐蚀。

设计本发明的实施方案以满足这些目的。

发明概述

在一些实施方案中，本发明提供了一种钎焊组合物，其包括：金属卤化物；和约40重量％至约65重量％的疏水性载体。

在另一实施方案中，本发明提供了一种多组分钎焊组合物，其包括：包括金属卤化物的第一组分；和疏水性载体；和包括填充金属的第二组分。

其它实施方案提供了制备和使用本文所述组合物的方法。

发明详述

如本文所使用，术语“粘合温度”指为了在两个基板之间提供适合粘附强度，例如铝翅片和钢管之间的永久性结合，钎焊组合物必须加热到的温度。

在一些实施方案中，术语“疏水性载体”和“油基载体”可交换使用。

在一些实施方案中，术语“钎焊组合物”、“钎焊熔剂”和“熔剂组合物”可交换使用。

本发明的一些实施方案提供了一种钎焊组合物，其包括：金属卤化物；和约40重量％至约65重量％的疏水性载体。

在一些实施方案中，所述金属卤化物选自：氟化钾、氟化铝、氟化铯、氟化铷、氟化锂、氟化钠、氟化钙、氟化钾铝、氟化铯铝、氟化铝锂及其两种或更多种的组合。在其它实施方案中，所述金属卤化物选自：氟化钾铝、氟化铯铝、氟化铝锂及其两种或更多种的组合。

另外的实施方案提供了一种还包括填充金属的钎焊组合物。在一些实施方案中，所述填充金属选自铝、硅、锌、铝和锌的合金；锌、铝和硅的合金、铝和硅的合金；及其两种或更多种的组合。

在一些实施方案中，所述填充金属的平均粒度为约1至约500微米。在一些实施方案中，所述填充金属的平均粒度为约2至约100微米。在一些实施方案中，所述填充金属的平均粒度为约3至约50微米。还有另外的实施方案提供了其中填充金属的平均粒度为约4至约25微米的组合物。其它实施方案提供了其中填充金属的平均粒度为约5至约10微米的组合物。

在一些实施方案中，所述填充金属占大于50重量％。在一些实施方案中，所述填充金属占大于85重量％。

在一些实施方案中，所述疏水性载体在室温下为液体。在一些实施方案中，所述疏水性载体包括消散油。

在一些实施方案中，所述疏水性载体按钎焊组合物的约48重量％至约58重量％的量存在。在一些实施方案中，所述疏水性载体按钎焊组合物的约53重量％的量存在。

在一些实施方案中，所述钎焊组合物大体上无丙烯酸酯。在一些实施方案中，所述钎焊组合物无丙烯酸酯。

在一些实施方案中，所述钎焊组合物的粘合温度为约550℃至约650℃。在一些实施方案中，所述钎焊组合物的粘合温度为约575℃至约625℃。在一些实施方案中，所述钎焊组合物的粘合温度为约585℃至约600℃。在一些实施方案中，所述钎焊组合物的粘合温度为约590℃。在一些实施方案中，粘合温度单独指第一组分和第二组分的粘合温度。在一些实施方案中，当第一和第二组分紧密接触时，粘合温度指多组分钎焊组合物的粘合温度。

在一些实施方案中，所述填充金属呈薄片或粉末形式。