專利名稱：含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料及其制法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅樹脂納米復(fù)合材料及其制法和用途，更具體地說，本發(fā)明涉及一 種含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料及其制備方法和用途。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,S卩LED)是一種有望取代目前大量實(shí)用的熒光燈管 或燈泡的高效固體光源。傳統(tǒng)LED實(shí)現(xiàn)白光化技術(shù)是在LED芯片上涂敷熒光粉然后再 用環(huán)氧樹脂進(jìn)行封裝，而熒光粉的光散射作用會加速封裝樹脂材料的老化而縮短LED的 使用壽命，同時，封裝結(jié)構(gòu)的限制常常導(dǎo)致LED空間色度不均勻的問題。
量子點(diǎn)(Quantum Dots,即QD)粒徑非常小，只有幾個納米，完全可以避免傳統(tǒng)熒 光粉所引起的光散射作用，而且能夠根據(jù)尺寸變化可產(chǎn)生不同顏色的單色光，甚至白光， 這是傳統(tǒng)熒光粉根本無法實(shí)現(xiàn)的。將量子點(diǎn)加入基體材料中，不僅僅能增加量子點(diǎn)的穩(wěn) 定性，而且能避免熒光粉涂覆不均而引起的空間色度不均勻的問題。
無機(jī)半導(dǎo)體材料ZnO在可見光區(qū)沒有明顯吸收，而其表面缺陷的熒光發(fā)射峰位于可 見光區(qū)內(nèi)，ZnO量子點(diǎn)分離儲藏的過程非常容易團(tuán)聚、長大，這會導(dǎo)致ZnO量子點(diǎn)的熒 光性能發(fā)生改變、熒光效率降低。因此需要將ZnO量子點(diǎn)包裹于一種充當(dāng)穩(wěn)定劑的基體 材料中，便于長期儲藏及大規(guī)模應(yīng)用。而硅樹脂與環(huán)氧樹脂相比，能有良好的耐光熱老 化性，因此，制備含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料。
本發(fā)明的另一 目的是提供一種制備上述含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料的方法。
本發(fā)明的再一 目的是提供一種上述含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料的用途。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明提供的含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料，其特征在于其為由在可見光 區(qū)是無色透明的硅樹脂和均勻分散于該硅樹脂之內(nèi)的納米ZnO量子點(diǎn)構(gòu)成的含納米ZnO
4量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料；該含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料中的在可見光區(qū)是無 色透明的，硅樹脂與納米ZnO量子點(diǎn)的重量份配比為0.1-10 : 99.9-90。
所述納米ZnO量子點(diǎn)的粒徑小于10 nm。
所述的硅樹脂為在可見光區(qū)的透光率大于85%的硅樹脂。
本發(fā)明提供的含納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的硅樹脂復(fù)合材料的制備方法，包括以下歩驟
(1) 制備無色透明的含ZnO量子點(diǎn)的乙醇溶液 將乙酸鋅加入到乙醇溶液中，加熱溶解，得到濃度為0.01-0.20 mol/L的乙酸鋅乙醇溶液，
然后80 。C回流0 3h
將氫氧化鋰加入到乙醇溶液中，超聲溶解，得到濃度為0.01-0.70moI/L的氫氧化鋰乙 醇溶液；
將上述兩種溶液均勻混和，磁力攪拌5 min—60min，得到無色透明的含納米ZnO量 子點(diǎn)顆粒的乙醇溶液；
(2) 制備納米ZnO量子點(diǎn)顆粒
在上述無色透明的含納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的乙醇溶液中加入1 5ml水，磁力攪拌待 溶液變白后離心分離，得到納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的白色沉淀；
(3) 制備含納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的硅樹脂復(fù)合材料
將步驟(2)所得的納米ZnO量子點(diǎn)顆粒白色沉淀分散于丙酮中，制得含納米ZnO量 子點(diǎn)顆粒丙酮溶液，所述含納米ZnO量子點(diǎn)顆粒丙酮溶液中所含納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的 濃度為0.1-1.0 mol/L;然后按復(fù)合材料中ZnO含量取相應(yīng)的納米ZnO量子點(diǎn)顆粒丙酮溶液 加入到硅樹脂中，均勻混合后，抽出溶劑，注入模具中，固化成型，得到含納米ZnO量子 點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料；
該含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料中的在可見光區(qū)是無色透明的硅樹脂與納米 ZnO量子點(diǎn)顆粒的重量份配比為0.1-10 : 99.9-90。
所述納米ZnO量子點(diǎn)的粒徑小于10 nm。
所述的硅樹脂為在可見光區(qū)的透光率大于85%的硅樹脂。
本發(fā)明提供的含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料可用于光電器件、LED固體照明器 件或戶外霓虹燈的表面封裝。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 本發(fā)明提供的含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料及其制備方法，通過制備含有 無機(jī)納米發(fā)光顆粒的復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)了材料的光致發(fā)光。
2、 本發(fā)明提供的方法制備的含納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的硅樹脂復(fù)合材料在可見光區(qū) 是無色的，且具有透光性。
53、本發(fā)明提供的方法制備的含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料用于白光LED的 封裝時無需使用熒光粉，可以避免可以傳統(tǒng)熒光粉所引起的光散射作用，延長LED的使 用壽命；同時改善空間色度的均勻性。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例(但不限于所舉實(shí)施例)進(jìn)一步描述本發(fā)明 實(shí)施例1
在50 ml的乙醇溶液中加入0.11g乙酸鋅，加熱溶解，得到濃度為0.01mol/L的乙酸鋅 乙醇溶液；
在50ml乙醇溶液中加入0.022g的氫氧化鋰，超聲溶解，得到濃度為0.01mol/L氫氧 化鋰乙醇溶液；
將上述兩種溶液均勻混和，60 。C磁力攪拌30min;制得無色透明的納米ZnO量子點(diǎn)乙 醇溶液。
上述歩驟中制備的ZnO量子點(diǎn)乙醇溶液中加入2 mL水，磁力攪拌待溶液變白后離心分 離；倒掉上層溶液，得到納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的白色沉淀；
將所得納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的白色沉淀重新分散于10ml丙酮中，得到濃度為0.1md/L 的納米ZnO量子點(diǎn)丙酮溶液；
取2ml納米ZnO量子點(diǎn)丙酮溶液與8g硅樹脂(Dow Coming OE6665)均勻混合后， 抽出溶劑，150'C下固化lh固化成型，即得到本實(shí)施例的無色透明的含納米ZnO量子點(diǎn)的 硅樹脂復(fù)合材料(納米ZnO量子點(diǎn)顆粒填料含量為0.1wt%，熒光發(fā)射位置在560nm)。
將未固化前的上述材料注入LED模具中可封裝基于InGaN/GaN的近紫外發(fā)光二極管芯 片，15(TC下固化lh后，得到可發(fā)黃綠光的發(fā)光二極管。
實(shí)施例2
在50 ml的乙醇溶液中加入l.lg乙酸鋅，加熱溶解后80 。C回流3h，得到濃度為0.10mol/L 的乙酸鋅乙醇溶液；
在50ml乙醇溶液中加入0.73g的氫氧化鋰，超聲溶解，得到濃度為0.35mol/L氫氧化鋰 乙醇溶液；
將上述兩種溶液預(yù)冷至0。C，冰水浴下均勻混和，磁力攪拌30min;制得無色透明的納 米ZnO量子點(diǎn)乙醇溶液。
上述步驟中制備的納米ZnO量子點(diǎn)的乙醇溶液中加入lmL水，磁力攪拌待溶液變白后 離心分離；倒掉上層溶液，得到納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的白色沉淀；將所得納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的白色沉淀重新分散于10mL丙酮中，得到濃度為0.5mol/L 的納米ZnO量子點(diǎn)的丙酮溶液；
取20 ml納米ZnO量子點(diǎn)丙酮溶液與8g硅樹脂(廣州康爾佳有機(jī)硅材料有限公司 KE560)均勻混合后，抽出溶劑，注入模具中，常溫固化成型，即可得到本實(shí)施例的無色透 明的含納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的硅樹脂復(fù)合材料(納米ZnO量子點(diǎn)顆粒填料含量為2.0wt%， 熒光發(fā)射位置在510nm)。
將未固化前的上述材料涂覆于濾光片上，常溫固化，則采用此濾波片可實(shí)現(xiàn)紫外光到綠 光的光源轉(zhuǎn)換。
實(shí)施例3
在50 ml的乙醇溶液中加入2.2g乙酸鋅，加熱溶解后80 °C回流lh，得到濃度為0.2mol/L 的乙酸鋅乙醇溶液；
在50ml乙醇溶液中加入1.46g的氫氧化鋰，超聲溶解，得到濃度為0.70mol/L的氫氧化 鋰乙醇溶液。將上述兩種溶液預(yù)冷至0 °C，冰水浴下均勻混和，磁力攪拌60min。所制備 的無色透明溶液即為納米ZnO量子點(diǎn)乙醇溶液。
上述步驟中制備的納米ZnO量子點(diǎn)乙醇溶液中加入5mL水，磁力攪拌待溶液變白后離 心分離；倒掉上層溶液，得到納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的白色沉淀；
將所得納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的白色沉淀重新分散于10 mL丙酮中，得到濃度為 l.Omol/L納米ZnO量子點(diǎn)丙酮溶液；
取lOmlZnO量子點(diǎn)丙酮溶液與8g硅樹脂(Dow Corning SR7010)均勻混合后，注入 模具中，150°C固化lh固化成型，即可得到無色透明發(fā)光復(fù)合材料(納米ZnO量子點(diǎn)顆粒 填料含量為10wt。/。，熒光發(fā)射位置在450nm)。
將未固化前的上述材料均勻涂覆于紫外霓虹燈的玻璃管壁上，150°C固化lh，得到藍(lán)光 霓虹燈。
權(quán)利要求
1、一種含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料，其特征在于其為由在可見光區(qū)是無色透明的硅樹脂和均勻分散于該硅樹脂之內(nèi)的納米ZnO量子點(diǎn)構(gòu)成的含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂基納米復(fù)合材料；該含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂納米復(fù)合材料在可見光區(qū)是無色透明的，硅樹脂與納米ZnO量子點(diǎn)的重量份配比為0.1-10∶99.9-90。
2、 按權(quán)利要求l所述的含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料，其特征在于，所述納 米ZnO量子點(diǎn)的粒徑小于10 nm。
3、 按權(quán)利要求1所述的含納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的硅樹脂復(fù)合材料，其特征在于，所 述的硅樹脂為在可見光區(qū)的透光率大于85%的硅樹脂。
4、 一種權(quán)利要求l所述的含納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的硅樹脂復(fù)合材料的制備方法，包 括以下步驟(1) 制備無色透明的含納米ZnO量子點(diǎn)的乙醇溶液 將乙酸鋅加入到乙醇溶液中，加熱溶解，得到濃度為0.01-0.20 mol/L的乙酸鋅乙醇溶液，然后80 °C回流0~3h將氫氧化鋰加入到乙醇溶液中，超聲溶解，得到濃度為0.01-0.70 mol/L的氫氧化鋰乙 醇溶液；將上述兩種溶液均勻混和，磁力攪拌5 min—60min，得到無色透明的含納米ZnO量 子點(diǎn)顆粒的乙醇溶液；(2) 制備納米ZnO量子點(diǎn)顆粒在上述無色透明的含納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的乙醇溶液中加入l~5ml水，磁力攪拌待 溶液變白后離心分離，得到納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的白色沉淀；(3) 制備含納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的硅樹脂復(fù)合材料將歩驟(2)所得的納米ZnO量子點(diǎn)顆粒白色沉淀分散于丙酮中，制得含納米ZnO量 子點(diǎn)顆粒丙酮溶液，所述含納米ZnO量子點(diǎn)顆粒丙酮溶液中所含納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的 濃度為0.1-1.0 mol/L;然后按復(fù)合材料中ZnO含量取相應(yīng)的納米ZnO量子點(diǎn)顆粒丙酮溶液 加入到硅樹脂中，均勻混合后，抽出溶劑，注入模具中，固化成型，得到含納米ZnO量子 點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料；該含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料中的在可見光區(qū)是無色透明的硅樹脂與納米 ZnO量子點(diǎn)顆粒的重量份配比為0.1-10 : 99.9-卯。
5、 按權(quán)利要求3所述的含納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的硅樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特 征在于，所述納米ZnO量子點(diǎn)的粒徑小于10 nm。
6、 按權(quán)利要求3所述的含納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的硅樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特 征在于，所述的硅樹脂為在可見光區(qū)的透光率大于85%的硅樹脂。
7、 一種權(quán)利要求1所述含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料在用于光電器件、LED 固體照明器件或戶外霓虹燈的表面封裝上的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及的含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料為由在可見光區(qū)是無色透明的硅樹脂和均勻分散于該硅樹脂之內(nèi)的納米ZnO量子點(diǎn)顆粒構(gòu)成的納米復(fù)合材料；該復(fù)合材料中的硅樹脂與納米ZnO量子點(diǎn)顆粒的重量份配比為0.1-10∶99.9-90；其制備步驟是先制備納米ZnO量子點(diǎn)顆粒，再將納米ZnO量子點(diǎn)顆粒分散于丙酮中，得納米ZnO量子點(diǎn)顆粒丙酮溶液；然后按復(fù)合材料中ZnO含量取相應(yīng)的納米ZnO量子點(diǎn)顆粒丙酮溶液加入到硅樹脂中，均勻混合后，抽出溶劑，注入模具中，固化成型，得到含納米ZnO量子點(diǎn)的硅樹脂復(fù)合材料；該復(fù)合材料具良好的透光性和發(fā)光性能，適用于光電器件、LED固體照明器件或戶外霓虹燈的表面封裝。
文檔編號C08L83/04GK101649114SQ20081011811
公開日2010年2月17日 申請日期2008年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月12日
發(fā)明者付紹云, 洋 楊, 楊嬌萍, 肖紅梅 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所