專利名稱：氧化鋅量子點(diǎn)改性的導(dǎo)熱有機(jī)硅膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化鋅量子點(diǎn)改性的導(dǎo)熱有機(jī)硅膠的制備方法，屬于半導(dǎo)體光
電器件封裝材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在光電器件封裝領(lǐng)域，高分子材料由于具有力學(xué)性能好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)而被用作光電器件的封裝材料。有機(jī)硅高分子材料由于具有耐腐蝕、耐熱、透明性高，并且可制得從軟凝膠到硬樹(shù)脂的不同力學(xué)性能的材料等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。但高分子材料作為被廣泛使用的封裝材料也有其固有缺點(diǎn)，即導(dǎo)熱率非常低。這對(duì)于小功率光電器件的封裝沒(méi)有影響，但光電器件工作時(shí)產(chǎn)生的熱量隨著功率的增大而增大。由于高分子封裝材料很低的導(dǎo)熱率會(huì)致使光電器件所產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散發(fā)出去，熱量會(huì)在光電器件內(nèi)部集聚，這會(huì)影響光電器件的正常工作。為了增加高分子材料的導(dǎo)熱率，目前最常用的方法是在高分子基體中填入高導(dǎo)熱的無(wú)機(jī)填料以提高高分子材料的導(dǎo)熱率。但無(wú)機(jī)填料的加入會(huì)極大地降低高分子材料的透明性，很少量的無(wú)機(jī)物就會(huì)使材料由透明變?yōu)椴煌该?。?duì)于透明性有要求的光電器件的封裝，這樣的方法是不合適的。 一般情況下，不透明材料的透光率在60%以下，半透明材料透光率要求在60% 80%之間，透明材料為80%以上。為了加入無(wú)機(jī)物而又盡量減少其對(duì)透明性的影響，常用的方法是先制得納米級(jí)的無(wú)機(jī)粒子，再用偶聯(lián)劑改性以增強(qiáng)納米粒子在高分子材料中的分散性。這樣制得的高分子封裝材料透明性較高，無(wú)機(jī)粒子分散性也較好，但中間多了一個(gè)偶聯(lián)劑改性步驟，使材料的制備過(guò)程相對(duì)較為繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氧化鋅量子點(diǎn)改性的導(dǎo)熱有機(jī)硅膠的制備方法。 本發(fā)明一種氧化鋅量子點(diǎn)改性的導(dǎo)熱有機(jī)硅膠的制備方法，其特征在于具有以
下的制備過(guò)程和步驟 —、氧化鋅量子點(diǎn)的制備 a.將二水合醋酸鋅溶解于沸騰的乙醇中，得到醋酸鋅的乙醇溶液，醋酸鋅的摩爾濃度為0.08 0.10mol/L，然后將其置于冰水浴中冷卻到0°C 。 b.將單水氫氧化鋰在常溫下溶解于無(wú)水乙醇中，氫氧化鋰的摩爾濃度為0.1 0.2mol/L，用超聲波分散20 30分鐘，得到氫氧化鋰的乙醇溶液，然后將其置于冰水浴中冷卻到0°C。 c.在冰水浴中邊攪拌邊將上述氫氧化鋰溶液緩慢地滴加到上述醋酸鋅溶液中；滴加完畢后繼續(xù)攪拌5 10分鐘，得到氧化鋅量子點(diǎn)溶膠。 d.然后在上述溶膠中加入少量油酸，以沉淀形成氧化鋅量子點(diǎn)；油酸與醋酸鋅的摩爾比為(3.8X 10-4 6.4X 10-4) : 1。 然后在冰水浴中繼續(xù)攪拌5 10分鐘使氧化鋅量子點(diǎn)沉淀完全，得到沉淀物。
e.然后將上述沉淀物進(jìn)行離心分離，離心速度為1000 2000rpm，離心時(shí)間為2 5分鐘，離心過(guò)程結(jié)束后倒掉上層乙醇溶液，再用無(wú)水乙醇沖洗沉淀物，再離心分離，重復(fù)此過(guò)程2 3次，得到氧化鋅量子點(diǎn)。 f.將上述最終得到的氧化鋅量子點(diǎn)分散于二氯甲烷中，得到完全透明澄清的氧化鋅量子點(diǎn)溶液，備用。所述氧化鋅量子點(diǎn)溶液的濃度為10 40mg/mL。
二、氧化鋅量子點(diǎn)改性的導(dǎo)熱有機(jī)硅膠的制備 a.取一定量的上述氧化鋅量子點(diǎn)溶液加入到有機(jī)硅基體中，有機(jī)硅基體為a， " 二羥基聚二甲基二苯硅氧烷，兩者加入量的質(zhì)量比例為ZnO :有機(jī)硅基體=
0.2 : ioo i.o : ioo ; b.在常溫下不斷攪拌，使混合均勻，并使溶劑揮發(fā)掉；然后再加入固化劑正硅酸乙酯和催化劑二丁基二月桂酸錫，攪拌均勻；固化劑正硅酸乙酯的加入量以有機(jī)硅基體的質(zhì)量為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，為5%;催化劑二丁基二月桂酸錫的加入量以有機(jī)硅基體的質(zhì)量為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，為0.5% ; c.然后將上述混合物澆入模具中，真空排氣泡，并固化8 10h，最終得到氧化
鋅量子點(diǎn)改性的導(dǎo)熱有機(jī)硅膠。 本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)敘述如下 本發(fā)明技術(shù)采用溶膠凝膠法制備氧化鋅量子點(diǎn)，并直接將分散于有機(jī)溶劑中的量子點(diǎn)與有機(jī)硅膠進(jìn)行復(fù)合。本發(fā)明提供一種導(dǎo)熱率較高同時(shí)具有一定透明性的有機(jī)硅封裝材料，可改善目前有機(jī)硅封裝材料較低的導(dǎo)熱率，同時(shí)可減少無(wú)機(jī)粒子對(duì)封裝材料透明性的影響。本發(fā)明利用的是氧化鋅本身較高的導(dǎo)熱率來(lái)提高有機(jī)硅封裝膠的導(dǎo)熱性能，以及在有機(jī)溶劑中高度分散的氧化鋅量子點(diǎn)對(duì)可見(jiàn)光極低的散射來(lái)減小無(wú)機(jī)物的加入對(duì)封裝材料透明性的影響。由于氧化鋅本身有較高的導(dǎo)熱率，加入并分散于有機(jī)硅基體后會(huì)形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，從而提高了有機(jī)硅聚合物的導(dǎo)熱率。又由于氧化鋅量子點(diǎn)在有機(jī)溶劑中高度分散，因此其溶液是完全澄清透明的，這減小了其對(duì)光的散射，通過(guò)調(diào)節(jié)氧化鋅量子點(diǎn)的用量可以使有機(jī)硅材料的透光率在60% 90%之間調(diào)整。有機(jī)硅膠為a，"二羥基聚二甲基二苯硅氧烷，其固化溫度低，整個(gè)制備過(guò)程所用設(shè)備比較簡(jiǎn)單，成本較低，操作條件容易控制。本發(fā)明原理不同于納米氧化鋅直接填充有機(jī)硅膠和偶聯(lián)劑改性的納米氧化鋅填充有機(jī)硅膠的方法，采用高度分散的氧化鋅量子點(diǎn)填充有機(jī)硅膠，不需要偶聯(lián)劑改性即可獲得好的分散性，并且在提高有機(jī)硅膠導(dǎo)熱率的同時(shí)保持了有機(jī)硅基體一定的透明性。
具體實(shí)施方法 現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。 實(shí)施例一 1、氧化鋅量子點(diǎn)的制備 a)將110mg 二水合醋酸鋅溶解于5mL沸騰的乙醇中，得到醋酸鋅的乙醇溶液，然后將其置于冰水浴中冷卻到0°C 。 b)將29mg單水氫氧化鋰常溫下溶解于5mL無(wú)水乙醇中，超聲分散20 30min得到氫氧化鋰的乙醇溶液，然后將其置于冰水浴中冷卻到0°C。 c)在冰水浴中邊攪拌邊將氫氧化鋰溶液緩慢地滴加到醋酸鋅溶液中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌10min，得到氧化鋅量子點(diǎn)溶膠。 d)向上述氧化鋅量子點(diǎn)溶膠中加入0.09mL油酸。在冰水浴中繼續(xù)攪拌5min使氧化鋅量子點(diǎn)沉淀完全。 e)將沉淀物離心分離，離心速度為2000rpm，離心時(shí)間為2min，離心結(jié)束后傾倒掉上層乙醇溶液再用無(wú)水乙醇沖洗沉淀物，再離心，重復(fù)此過(guò)程2 3次，得到氧化鋅量子點(diǎn)。 f)將最后得到的氧化鋅量子點(diǎn)分散于lmL 二氯甲烷中，得到完全透明澄清的氧化鋅量子點(diǎn)溶液。氧化鋅量子點(diǎn)溶液的濃度為40mg/mL。
2、氧化鋅量子點(diǎn)增強(qiáng)的導(dǎo)熱有機(jī)硅膠的制備 取含有O.OlgZnO的上述氧化鋅量子點(diǎn)溶液加入到5g a ， " 二羥基聚二甲基二苯硅氧烷有機(jī)硅基體中，使氧化鋅量子點(diǎn)與有機(jī)硅基體的質(zhì)量比為0.2 : 100，常溫下攪拌均勻并揮發(fā)掉溶劑后加入固化劑正硅酸乙酯250mg和催化劑二丁基二月桂酸錫25mg攪拌均勻，澆入模具中真空排氣泡固化8h。 本實(shí)施例制備的氧化鋅量子點(diǎn)增強(qiáng)的導(dǎo)熱有機(jī)硅膠透光率為80%，導(dǎo)熱率為
0.8949W/(mK)。 實(shí)施例二 1、氧化鋅量子點(diǎn)的制備 a)將l.lg二水合醋酸鋅溶解于50mL沸騰的乙醇中，得到醋酸鋅的乙醇溶液，然后將其置于冰水浴中冷卻到0°C 。 b)300mg單水氫氧化鋰常溫下溶解于50mL無(wú)水乙醇中，超聲分散20 30min得到氫氧化鋰的乙醇溶液，然后將其置于冰水浴中冷卻到0°C。 c)在冰水浴中邊攪拌邊將氫氧化鋰溶液緩慢地滴加到醋酸鋅溶液中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌5min，得到氧化鋅量子點(diǎn)溶膠。 d)向上述氧化鋅量子點(diǎn)溶膠中加入0.6mL油酸。在冰水浴中繼續(xù)攪拌5min使氧化鋅量子點(diǎn)沉淀完全。 e)將沉淀物離心分離，離心速度為2000rpm，離心時(shí)間為5min，離心結(jié)束后傾倒掉上層乙醇溶液再用無(wú)水乙醇沖洗沉淀物，再離心，重復(fù)此過(guò)程2 3次，得到氧化鋅量子點(diǎn)。 f)將最后得到的氧化鋅量子點(diǎn)分散于13mL 二氯甲烷中，得到完全透明澄清的氧化鋅量子點(diǎn)溶液。氧化鋅量子點(diǎn)的濃度為20mg/mL。
2、氧化鋅量子點(diǎn)增強(qiáng)的導(dǎo)熱有機(jī)硅膠的制備 取含有0.05gZnO的上述氧化鋅量子點(diǎn)溶液加入到5g a ， " 二羥基聚二甲基二苯硅氧烷有機(jī)硅基體中，使氧化鋅量子點(diǎn)與有機(jī)硅基體的質(zhì)量比為1 : 100，常溫下攪拌均勻并揮發(fā)掉溶劑后加入固化劑正硅酸乙酯250mg和催化劑二丁基二月桂酸錫25mg，攪拌均勻，澆入模具中真空排氣泡固化8h。 本實(shí)施例制備的氧化鋅量子點(diǎn)增強(qiáng)的導(dǎo)熱有機(jī)硅膠透光率為60%，導(dǎo)熱率為1.1331W/(mK)。
權(quán)利要求
一種氧化鋅量子點(diǎn)改性的導(dǎo)熱有機(jī)硅膠的制備方法，其特征在于具有以下的制備過(guò)程和步驟(1)、氧化鋅量子點(diǎn)的制備a.將二水合醋酸鋅溶解于沸騰的乙醇中，得到醋酸鋅的乙醇溶液，醋酸鋅的摩爾濃度為0.08～0.10mol/L，然后將其置于冰水浴中冷卻到0℃。b.將單水氫氧化鋰在常溫下溶解于無(wú)水乙醇中，氫氧化鋰的摩爾濃度為0.1～0.2mol/L，用超聲波分散20～30分鐘，得到氫氧化鋰的乙醇溶液，然后將其置于冰水浴中冷卻到0℃。c.在冰水浴中邊攪拌邊將上述氫氧化鋰溶液緩慢地滴加到上述醋酸鋅溶液中；滴加完畢后繼續(xù)攪拌5～10分鐘，得到氧化鋅量子點(diǎn)溶膠。d.然后在上述溶膠中加入少量油酸，以沉淀形成氧化鋅量子點(diǎn)；油酸與醋酸鋅的摩爾比為(3.8×10-4～6.4×10-4)∶1。然后在冰水浴中繼續(xù)攪拌5～10分鐘使氧化鋅量子點(diǎn)沉淀完全，得沉淀物。e.然后將上述沉淀物進(jìn)行離心分離，離心速度為1000～2000rpm，離心時(shí)間為2～5分鐘，離心結(jié)束后倒掉上層乙醇溶液，再用無(wú)水乙醇沖洗沉淀物，再離心分離，重復(fù)此過(guò)程2～3次，得到氧化鋅量子點(diǎn)。f.將上述最終得到的氧化鋅量子點(diǎn)分散于二氯甲烷中，得到完全透明澄清的氧化鋅量子點(diǎn)溶液，備用。所述氧化鋅量子點(diǎn)溶液的濃度為10～40mg/mL。(2)、氧化鋅量子點(diǎn)改性的導(dǎo)熱有機(jī)硅膠的制備a.取一定量的上述氧化鋅量子點(diǎn)溶液加入到有機(jī)硅基體中，有機(jī)硅基體為α，ω二羥基聚二甲基二苯硅氧烷，兩者加入量的重量比例為ZnO∶有機(jī)硅基體＝0.2∶100~1.0∶100；b.在常溫下不斷攪拌，使混合均勻，并使溶劑揮發(fā)掉；然后再加入固化劑正硅酸乙酯和催化劑二丁基二月桂酸錫，攪拌均勻；固化劑正硅酸乙酯的加入量以有機(jī)硅基體的質(zhì)量為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，為5％；催化劑二丁基二月桂酸錫的加入量以有機(jī)硅基體的質(zhì)量為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，為0.5％；c.然后將上述混合物澆入模具中，真空排氣泡，并固化8～10小時(shí)，最終得到氧化鋅量子點(diǎn)改性的導(dǎo)熱有機(jī)硅膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧化鋅量子點(diǎn)改性的導(dǎo)熱有機(jī)硅膠的制備方法，屬于半導(dǎo)體光電器件封裝材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用溶膠凝膠法制備氧化鋅量子點(diǎn)，并將分散于有機(jī)溶劑中的氧化鋅量子點(diǎn)與有機(jī)硅膠進(jìn)行復(fù)合。采用的有機(jī)硅膠基體為α，ω二羥基聚二甲基二苯硅氧烷，兩者加入量的質(zhì)量比例即ZnO∶有機(jī)硅基體＝0.2∶100～1.0∶100；另外再加入固化劑正硅酸乙酯和催化劑二丁基二月桂酸錫，在常溫下不斷攪拌使混合均勻后，將混合物澆入模具中，真空排氣泡，并固化8～10小時(shí)，最終得到氧化鋅量子點(diǎn)改性的導(dǎo)熱有機(jī)硅膠。本發(fā)明制得的封裝用硅膠具有較高的導(dǎo)熱率和良好的透明度，透光率為60～90％，導(dǎo)熱率為0.895～1.133W/(mK)。
文檔編號(hào)C08K3/00GK101691446SQ20091019655
公開(kāi)日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者宋繼中, 張文飛, 王均安, 裴昌龍, 諶小斑, 賀英, 陳杰 申請(qǐng)人:上海大學(xué)