Brevet FR2683475A1 — publié le 19930514

La présente invention concerne un flux de brasage, c'est-à-dire une composition utilisée pour traiter la zone à braser ou souder. Ce traitement est nécessaire pour - désoxyder la zone à souder - mieux répartir la brasure (c'est-à-dire le métal ou l'alliage d'apport utilisé pour la soudure) fondue par la chaleur du chalumeau ; et - empêcher l'oxydation de la zone à souder pendant toute la durée de l'opération de brasage. Cependant, les flux de brasage usuels sont, d'une part, corrosifs et, d'autre part, dans l'application spécifique à la soudure de canalisations d'eau potable notamment, ils peuvent poser des problèmes de pollution. En effet, les flux de brasage usuels contiennent des métaux lourds sous la forme de sels (chlorure de zinc, chlorure stanneux entre autres), et des graisses non solubles dans l'eau qui peuvent favoriser le développement de bactéries à l'intérieur des canalisations. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients, et concerne un flux de brasage qui, contrairement aux flux de brasage usuels corrosifs et polluants, est "doux", c'est-à-dire qu'il permet de limiter les risques encourus par l'utilisateur et de préserver l'environnement, tout en assurant de meilleures qualités de brasage. A cet effet, le flux de brasage, du type comportant - un support comprenant au moins un agent tensio-actif, et éventuellement au moins une matière grasse - au moins un halogénhydrate d'amine ; et - de l'eau est remarquable, selon l'invention, en ce que ledit support contient au moins un alcanolamide d'acide gras. En particulier, ledit alcanolamide d'acide gras peut être un diéthanolamide d'acide gras ou un monoéthanolamide d'acide gras. La formulation du flux de brassage selon l'invention, et en particulier la présence dans le support, en tant qu'agent tensio-actif non-ionique, d'au moins un alcanolamide d'acide gras, permettent d'obtenir un flux doux non agressif et préservant la qualité de l'eau, dans l'application particulière à la soudure de jonctions de canalisations d'eau potable, tout en étant tout à fait approprié pour être utilisé avec un alliage d'apport à base d'étain sans plomb, ce qui est d'autant plus favorable à l'environnement. Avantageusement, le flux de brasage contient du stéarate de magnésium, en tant que matière grasse biodégradable. En effet, si les flux de brasage selon l'invention peuvent se présenter sous forme de pâte, de gel ou de liquide en fonction de leur utilisation, la forme "gel" est préférée car elle permet une bonne adhérence du flux aux tuyauteries et évite les coulures. En fait, le stéarate de magnésium permet de gélifier la composition. Par ailleurs, un tel flux pourra ainsi se conserver sans altération de -20 C à +650C. En outre, le flux de brasage selon l'invention peut être constitué, en pourcentages pondéraux, de - support : 10 à 80 % - halogénhydrate(s) d'amine : 5 à 40 % - eau : 5 à 50 % A l'intérieur du support, contenant notamment l'alcanolamide d'acide gras et le stéarate de magnésium, les pourcentages pondéraux de ces deux composants peuvent varier dans une assez large mesure, comme on le verra dans les exemples de formulation indiqués par la suite. Toutefois, des pourcentages (de la composition totale) de 30 à 40% d'alcanolamide d'acide gras et de 10 à 20% de stéarate de magnésium semblent les plus favorables. De plus, le pH du flux de brasage peut être ajusté, notamment à l'aide d'éthanolamine, à 7-7,5, c'est-à-dire un pH pratiquement neutre évitant au flux de posséder tout caractère corrosif. De préférence, l'halogénhydrate d'amine ou le mélange d'halogénhydrates d'amine est choisi parmi les chlorhydrates d'alcanolamine ou d'ammonium. Par ailleurs, le flux de brasage peut contenir au moins un agent tensio-actif anionique choisi parmi - les sels alcalins des acides gras et résiniques - les alkylsulfates alcalins - les alkylsulfonates alcalins - les alkylarylsulfonates alcalins ; et - les dioctyl-sulfosuccinates de sodium ; et/ou au moins un agent tensio-actif non-ionique choisi parmi - les acides gras et résiniques polyéthoxylés - les alcools gras polyéthoxylés et les sels alcalins de leurs dérivés sulfatés - les alkylphénols polyéthoxylés et les sels alcalins de leurs dérivés sulfatés et leurs éthers benzyliques - les propylèneglycols polyéthoxylés - la lanoline polyéthoxylée ; et - les esters d'acide gras de saccharose et sucroglycéri des. Mis à part le stéarate de magnésium, le flux de brasage selon l'invention peut également contenir au moins une matière grasse biodégradable choisie parmi les stéarates de n-butyle, de diéthylèneglycol, d'éthyle, d'éthylèneglycol, de glycérol, d'isopropyle, de manganèse, de méthyle, de polyéthylèneglycol, de sorbitol, de triéthanolamine et de zinc. Les exemples qui suivent illustrent plus en détail la présente invention. Dans ces exemples, les pourcentages des composants entrant dans la formulation des différents flux de brasage sont des pourcentages pondéraux. Exemple 1 composant pourcentage - diéthanolamide d'acide gras de coprah : 35,0 - stéarate de magnésium : 20,0 - chlorhydrate d'éthanolamine : 17,0 - chlorhydrate d'éthylamine : 6,0 - eau désionisée : 17,0 100,0 le pH est ajusté à 7-7,5 à l'aide d'éthanolamine. Exemple 2 composant pourcentage - diéthanolamide d'acide gras de coprah : 35,0 - stéarate de magnésium : 15,0 - stéarate d'éthyle : 10,0 - butylhydroxytoluène : 0,2 - chlorhydrate d'éthanolamine : 12,0 - chlorhydrate de diéthanolamine : 6,0 - chlorhydrate d'ammonium : 4,8 - eau désionisée : 17,0 100,0 le pH est ajusté à 7-7,5 à l'aide d'éthanolamine. Exemple 3 composant pourcentage - diéthanolamide d'acide gras de coprah : 35,0 - stéarate de magnésium : 10,0 - stéarate de triéthanolamine : 10,0 - butylhydroxytoluène : 0,2 - chlorhydrate d'éthanolamine : 27,7 - disulfite de sodium : 0,1 - eau désionisée : 17,0 100,0 le pH est ajusté à 7-7,5 à l'aide d'éthanolamine. Exemple 4 composant pourcentage - diéthanolamide d'acide gras de coprah : 35,0 - monoéthanolamide d'acide gras de coprah : 35,0 - chlorhydrate d'éthanolamine : 23,0 - eau désionisée : 7,0 100,0 le pH est ajusté à 7-7,5 à l'aide d'éthanolamine. Exemple 5 composant pourcentage - diéthanolamide d'acide gras de coprah : 33,0 - stéarate de magnésium : 20,0 - alkylphénol polyéthoxylé : 1,7 - butylhydroxytoluène : 0,2 - stéarate de glycérol : 5,0 - chlorhydrate d'éthanolamine = 20,0 - chlorhydrate de triéthanolamine : 3,0 - sulfite de sodium : 0,1 - eau désionisée : 18,0 100,0 le pH est ajusté à 7-7,5 à l'aide d'éthanolamine. Les diéthanolamide et monoéthanolamide d'acide gras de coprah peuvent être obtenus auprès de la Société SIDDOBRE-SINNOVA sont les noms commerciaux SINNOMIDE DC et SINNOMIDE MC. Les flux doux de la présente invention peuvent être utilisés avec tous les alliages à base d'étain - les alliages traditionnels étain-plomb (40/60, 50/50, 60/40) - les nouveaux alliages sans plomb (étain-cuivre, étain-argent, par exemple) mais l'avantage du brasage tendre des canalisations en cuivre d'eau potable à l'aide d'un couple flux doux alliage sans plomb réside dans l'absence de toxicité de tous les ingrédients entrant en contact avec l'eau. L'efficacité de ces couples a été testée suivant les normes françaises NFC 90550 et NFC 90551 (alliages, flux et crèmes utilisés pour le brasage tendre) à l'aide d'un méniscographe ST40 de la Société METRONELEC. Cet appareil permet de mesurer la valeur de l'angle de mouillage #. Cette valeur est représentative de la qualité de mouillage selon le tableau suivant angle de mouillage O qualité de mouillage 0 # # # 30 très bonne 300 40 # # # 55 acceptable 55 # # # 70 faible 70 Des échantillons de cuivre sanitaire CuB ont été pollués de façon contrôlée par sulfuration artificielle de référence (S.A.R.) suivant la norme NFC 90551. Le grade de pollution maximum prévu par la norme (grade 11) a été retenu pour permettre de tester les flux doux de la présente invention dans les situations les plus difficiles. Les tests comparatifs ont été effectués entre un flux doux et un flux de brasage usuel. Les alliages utilisés pour ces tests sont - l'étain-plomb 40/60 (B Pb 60 Sn 183-240)* - l'étain-plomb 60/40 (B Sn 60 Pb 183-190)* - l'étain-cuivre 97/3 (B Sn 97 Cu 230-250)* - l'étain-argent 96,5/3,5 (B Sn 96 Ag 221)* * selon le code de symbolisation de la norme interna tionale ISO 3677. Les paramètres de réglage retenus pour le méniscographe sont - température de brasage = température de liquidus +50"C - profondeur d'immersion de l'échantillon = 3 mm - sensibilité = 1,00 - durée d'immersion dans le métal en fusion = 20 s. Résultats obtenus 1/ Alliage B Sn 60 Pb 183-190 (40% de plomb - 60% d'étain) température de brasage : 2350C échantillon : cuivre sanitaire Cu3 grade SAR Il alliage conforme aux normes dans ce domaine. temps de brasage angle de mouillage 0 en degré en s flux de brasage flux doux usuel selon l'invention 0,5 118,1 110 1 94,1 65 1,5 78,5 40 2 67,7 20 2,5 59,4 0 3 52,3 0 3,5 46,4 0 4 43,3 0 4,5 39,9 0 5 38,8 0 5,5 37,6 0 6 36,3 0 6,5 35,1 0 7 33,8 0 7,5 32,4 0 10 30 12,5 28 0 15 25 0 17,5 23 0 19 20 0 Le flux doux selon l'invention présente un mouillage parfait au bout de 2,5 s avec cet alliage (utilisé surtout en électronique). Le flux selon l'invention est plus rapide et plus efficace à basse température que le flux de brasage usuel. 2/ Alliage B Pb 60 Sn 183-240 (40% d'étain - 60% de plomb) température de brasage : 2850C échantillon : cuivre sanitaire Cu3 grade SAR 11 alliage conforme aux normes dans ce domaine. temps de brasage angle de mouillage O en degré en s flux de brasage flux doux usuel selon l'invention 0,5 118,9 101,9 1 99,8 54,9 1,5 85,7 30,8 2 76,2 16,6 2,5 69,7 0 3 67,4 0 3,5 59,3 0 4 56,5 0 4,5 52,7 0 5 49,6 0 5,5 46,5 0 6 44,3 0 6,5 42,0 0 7 39,6 0 7,5 34,4 0 10 31,6 0 12,5 26,8 0 15 24 0 17,5 20 0 19 18 0 Avec l'alliage utilisé dans ce cas, les résultats obtenus par le flux doux selon l'invention indiquent un mouillage parfait en 2,5 s. I1 est plus rapide et plus efficace que le flux de brasage usuel. 3/ Alliage B Sn 96 Ag 221 (3,5% d'argent - 96,5% d'é tain) température de brasage : 2710C échantillon : cuivre sanitaire Cu3 grade SAR 11 alliage conforme aux normes dans ce domaine. temps de brasage angle de mouillage O en degré en s flux de brasage flux doux usuel selon l'invention 0,5 114,5 101 1 76,1 53,8 1,5 62,4 37,9 2 52,6 27,3 2,5 45,6 25,7 3 41,2 22,2 3,5 38,9 20,3 4 37,7 20,3 4,5 36,4 20,3 5 35,2 18,1 5,5 33,8 18,1 6 32,4 18,1 6,5 32,4 18,1 7 31 18,1 7,5 29 18,1 10 29 18,1 12,5 28 18,1 15 26 18,1 17,5 25 18,1 19 20 18,1 Avec l'alliage sans plomb B Sn 96 Ag 221, le flux doux de la présente invention donne de très bons résultats. Il est plus rapide et plus efficace que le flux de brasage usuel. 4/ Alliage B Sn 97 Cu 230-250 (3% de cuivre - 97% d'étain) température de brasage : 385"C échantillon : cuivre sanitaire Cu3 grade SAR 11 alliage conforme aux normes dans ce domaine. temps de brasage angle de mouillage O en degré en s flux de brasage flux doux usuel selon l'invention 0,5 96,9 55,0 1 45,6 0 1,5 31,5 0 2 24,7 0 2,5 20,6 0 3 18,2 0 3,5 12,1 0 4 7,3 0 4,5 7,3 0 5 7,3 0 5,5 0 0 6 0 0 6,5 0 0 7 0 0 7,5 0 0 10 0 0 12,5 0 0 15 0 0 17,5 0 0 19 0 0 Les deux flux donnent des résultats de mouillage parfaits avec l'alliage sans plomb B Sn 97 Cu 230-250. Cependant, le flux doux selon l'invention est encore une fois plus rapide que le flux usuel et permet donc d'obtenir un temps de brasage plus court. Les résultats obtenus sur l'ensemble des tests effectués avec les alliages traditionnels étain-plomb et les nouveaux alliages sans plomb montrent que les flux doux de la présente invention sont plus rapides et plus efficaces que les flux de brasage utilisés actuellement. Cette efficacité a été vérifiée sur une large gamme de températures allant de 1500C à 3850C comprenant tous les alliages à base d'étain pour le brasage tendre. REVENDICATIONS 1. Flux de brasage, du type comportant - un support comprenant au moins un agent tensio-actif, et éventuellement au moins une matière grasse - au moins un halogénhydrate d'amine ; et - de l'eau caractérisé en ce que ledit support contient au moins un alcanolamide d'acide gras. 2. Flux de brasage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit alcanolamide d'acide gras est un diéthanolamide d'acide gras. 3. Flux de brasage selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ledit alcanolamide d'acide gras est un monoéthanolamide d'acide gras. 4. Flux de brasage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il contient du stéarate de magnésium, en tant que matière grasse biodégradable. 5. Flux de brasage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu il est constitué, en pourcentages pondéraux, de - support : 10 à 80 % - halogénhydrate(s) d'amine : 5 à 40 % - eau : 5 à 50 % 6. Flux de brasage selon la revendication 5, caractérisé en ce que, à l'intérieur du support, l'alcanolamide d'acide gras présente un pourcentage de 30 à 40% de la composition totale. 7. Flux de brasage selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que, à l'intérieur du support, le stéarate de magnésium présente un pourcentage de 10 à 20% de la composition totale. 8. Flux de brasage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le pH dudit flux est ajusté à 7-7,5. 9. Flux de brasage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le pH dudit flux est ajusté à l'aide d'éthanolamine. 10. Flux de brasage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lthalogénhydrate d'amine ou le mélange d'halogénhydrates d'amine est choisi parmi les chlorhydrates d'alcanolamine ou d'ammonium. 11. Flux de brasage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il contient au moins un agent tensio-actif anionique choisi parmi - les sels alcalins des acides gras et rés iniques - les alkylsulfates alcalins - les alkylsulfonates alcalins - les alkylarylsulfonates alcalins ; et - les dioctyl-sulfosuccinates de sodium. 12. Flux de brasage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il contient au moins un agent tensio-actif non-ionique choisi parmi - les acides gras et résiniques polyéthoxylés - les alcools gras polyéthoxylés et les sels alcalins de leurs dérivés sulfatés - les alkylphénols polyéthoxylés et les sels alcalins de leurs dérivés sulfatés et leurs éthers benzyliques - les propylèneglycols polyéthoxylés - la lanoline polyéthoxylée ; et - les esters d'acide gras de saccharose et sucroglycéri des. 13. Flux de brasage selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu il contient au moins une matière grasse biodégradable choisie parmi les stéarates de n-butyle, de diéthylèneglycol, d'éthyle, d'éthylèneglycol, de glycérol, d'isopropyle, de manganèse, de méthyle, de polyéthylèneglycol, de sorbitol, de triéthanolamine et de zinc. 14. Flux de brasage selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il présente la composition suivante, en pourcentages pondéraux composant pourcentage - diéthanolamide d'acide gras de coprah : 35,0 - stéarate de magnésium : 20,0 - chlorhydrate d'éthanolamine : 17,0 - chlorhydrate d'éthylamine : 6,0 - eau désionisée : 17,0 100,0 15. Flux de brasage selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il présente la composition suivante, en pourcentages pondéraux : composant pourcentage - diéthanolamide d'acide gras de coprah : 35,0 - stéarate de magnésium : 15,0 - stéarate d'éthyle : 10,0 - butylhydroxytoluène : 0,2 - chlorhydrate d'éthanolamine : 12,0 - chlorhydrate de diéthanolamine : 6,0 - chlorhydrate d'ammonium : 4,8 - eau désionisée : 17,0 100,0 16. Flux de brasage selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il présente la composition suivante, en pourcentages pondéraux composant pourcentage - diéthanolamide d'acide gras de coprah : 35,0 - stéarate de magnésium : 10,0 - stéarate de triéthanolamine : 10,0 - butylhydroxytoluène : 0,2 - chlorhydrate d'éthanolamine : 27,7 - disulfite de sodium : 0,1 - eau désionisée : 17,0 100,0 17. Flux de brasage selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il présente la composition suivante, en pourcentages pondéraux composant pourcentage - diéthanolamide d'acide gras de coprah : 35,0 - monoéthanolamide d'acide gras de coprah : 35,0 - chlorhydrate d'éthanolamine : 23,0 - eau désionisée : 7,0 100,0 18. Flux de brasage selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il présente la composition suivante, en pourcentages pondéraux composant pourcentage - diéthanolamide d'acide gras de coprah : 33,0 - stéarate de magnésium : 20,0 - alkylphénol polyéthoxylé : 1,7 - butylhydroxytoluène : 0,2 - stéarate de glycérol : 5,0 - chlorhydrate d'éthanolamine : 20,0 - chlorhydrate de triéthanolamine : 3,0 - sulfite de sodium : 0,1 - eau désionisée : 18,0 100,0