一種led透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂及其制備方法。所述的LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂按重量百分比乙烯基苯基硅樹脂100～120份；乙烯基苯基硅油100～150份；含氫甲基苯基硅樹脂30～60份；催化劑0.05～0.3份；抑制劑0.05～0.3份；增強(qiáng)劑0.1～1.0份。其制備方法包括乙烯基苯基硅樹脂的制備、含氫甲基苯基硅樹脂的制備和LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂的制備3個步驟。所得的LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂的終固化產(chǎn)物具有高透明性。線性和網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)的樹脂及增強(qiáng)劑的存在使壁紙具有很好的硬度、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。本發(fā)明制備方法簡單，LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂具有良好的力學(xué)性能。
【專利說明】一種LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹 脂及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] LED屬于新型發(fā)光能源，被廣泛應(yīng)用于大面積圖文顯示、狀態(tài)指示、標(biāo)志照明、汽 車組合尾燈、車內(nèi)照明及液晶顯示器的背光源等【技術(shù)領(lǐng)域】，由于其節(jié)能環(huán)保，其發(fā)展前景廣 闊。近年來，大功率白光LED照明將成為主流。在制備大功率白光LED的過程中，LED封 裝材料的性能對其發(fā)光效率、亮度以及使用壽命將產(chǎn)生顯著影響。常用的環(huán)氧樹脂透鏡材 料存在耐熱性、耐濕性、柔軟性差，容易變黃，性脆、沖擊強(qiáng)度低、容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂等不足， 大大降低了 LED的壽命和使用性能。有機(jī)硅膠的折射率（1.54) -般普遍高于環(huán)氧樹脂 (1.41);娃膠的散熱性能普遍優(yōu)于環(huán)氧樹脂；娃膠的相對使用壽命（5萬小時）一般高于環(huán) 氧樹脂（2萬小時）。有機(jī)硅材料憑借其可提高LED出光效率和減少內(nèi)部熱累積的優(yōu)勢，已 經(jīng)成為高亮度LED (HBLED)應(yīng)用的關(guān)鍵推動因素，被業(yè)界認(rèn)為是用于大功率白光LED封裝 的理想材料。
[0003] 目前制備的用于大功率白光LED的有機(jī)硅橡膠較軟，缺乏硬度和強(qiáng)度；而制備的 有機(jī)硅樹脂又較硬，缺乏彈性。已不能滿足高性能大功率白光LED的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的之一是為了解決上述的技術(shù)問題而提供一種LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基 有機(jī)硅樹脂，該LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂及其制備方法具有高強(qiáng)度、高彈性、高透 明和商光澤等特點。
[0005] 本發(fā)明目的之二是提供上述的一種LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂制備方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案 一種LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂，按重量份數(shù)計算，其組成及含量如下： 乙烯基苯基硅樹脂 100?120份 乙烯基苯基硅油 100?150份 含氫甲基苯基娃樹脂 30?60份； 催化劑A 0· 05?0· 3份 抑制劑 0. 05?0. 3份 增強(qiáng)劑 0. 1?1. 0份； 所述的乙烯基苯基硅油為廣州鑫厚化工科技有限公司提供； 所述的催化劑A為甲基乙烯基硅氧烷配位的鉬絡(luò)合物、苯基單體絡(luò)合的Pt催化劑或二 者的混合物；1，3-二乙烯基-1，1，3, 3-四甲基二硅氧烷鉬絡(luò)合物(放入實施例） 所述的抑制劑為丙炔醇、四甲基丁炔醇中的一種或兩者的混合物； 所述的增強(qiáng)劑為廣州康固佳合成材料有限公司提供的KE型M Q有機(jī)硅樹脂； 所述的乙烯基苯基硅樹脂按重量份數(shù)計算，其組成及含量如下： 二苯基二乙氧基硅烷 60-80份 二苯基二甲氧基硅烷 60-80份 乙烯基二甲氧基硅 100-120份 苯基三甲氧基硅烷 20-40份 催化劑B 0. 02-1. 0份 所述的催化劑B為Η型陽離子交換樹脂或四甲基氫氧化銨； 所述的含氫甲基苯基硅樹脂按重量份數(shù)計算，其組成及含量如下： 八甲基環(huán)四硅氧烷 60-80份 甲基氫環(huán)硅氧烷 20-50份 甲基苯基混合環(huán)體 60-100份 1，1，3，3_四甲基_1，3_二氧二娃氧燒 5-10份 催化劑C 0. 02-1. 0份 其中所述的催化劑C為70%的濃硫酸 2、如權(quán)利要求1、2或3所述的一種LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂的制備方法，其 特征在于具體包括如下步驟： (1 )、乙稀基苯基娃樹脂的制備 將60-80份二苯基二乙氧基硅烷、60-80份二苯基二甲氧基硅烷、20-40份苯基三甲氧 基硅烷和100-120份乙烯基二甲氧基硅加入100ml的甲苯倒入三口瓶中攪拌10 min，取 200mL二次蒸餾水及250mL乙醇混合均勻后加入滴液漏斗中在0. 5h內(nèi)滴加完畢。再加入 0. 02-1. 0份催化劑B在50°C反應(yīng)4h。將反應(yīng)物在分液漏斗中分層，去除水層，將油層水洗 至中性在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中進(jìn)行濃縮處理，處理后的產(chǎn)物加入催化劑在1〇〇?120°C之間平衡 反應(yīng)6h。平衡后產(chǎn)物進(jìn)行真空脫低處理得到乙烯基苯基硅樹脂。
[0007] (2 )、含氧甲基苯基娃樹脂的制備 在N2保護(hù)下，40 °C?80 °C，向干燥的250 mL三口瓶中加入60-80份八甲基環(huán)四硅 氧烷、20-50份甲基氫環(huán)硅氧烷、60-100份甲基苯基混合環(huán)體，5-10份1，1，3，3_四甲 基-1，3-二氫二硅氧烷，100 mL甲苯為溶劑，0.02-1. 0份催化劑C，聚合4-5h時間后， 常壓蒸去溶劑，-0.093 MPa下逐步升溫至205 °C，除去低沸物和剩余的溶劑之后，冷卻至 室溫，加入活性炭并攪拌均勻，然后過濾，即得甲基苯基含氫硅油。
[0008] (3)、LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂的制備 加入步驟（1)所得100?120份乙烯基苯基硅樹脂、100?150份乙烯基苯基硅油、力口 入步驟（2)所得30?60份含氫苯基硅油、0. 05?0. 3份催化劑A、0. 05?0. 3份抑制劑、 0. 1?1. 0份增強(qiáng)劑，制成大功率LED封裝材料，即得到LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹 脂。
[0009] 本發(fā)明的有益成果 本發(fā)明的一種LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂，由于所采用的由于苯環(huán)具有很高的 摩爾折射度，S i-Ph鍵的折射度為27. 39,所以合成產(chǎn)物宏觀光學(xué)性質(zhì)體現(xiàn)為具有較高的 折射率。含氫交聯(lián)劑與乙烯基基礎(chǔ)聚合物的折射率差值可以很大程度上影響最終固化產(chǎn)物 的透明性，當(dāng)兩者折射率差值變大時，透光率下降。這是因為硅氫加成的交聯(lián)程度取決于 Si-CH=CH:和Si-H的摩爾比例，高或者低都不利于交聯(lián)反應(yīng)的發(fā)生。因此最終所得的LED 透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂及其制備方法機(jī)械性能強(qiáng)。
[0010] 按GB /T2410-2008透明塑料透光率和霧度的測定測定硅樹脂的透光率為95-96。 按照GB/T 531. 1-2008測定硅樹脂的邵A硬度為75-80。用阿貝折射儀測得甲基苯基含氫 硅油的折射率（η2? )為1.53-1.54。按GB/T528- 2009硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng) 力應(yīng)變性能的測定測定拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率分別為拉伸強(qiáng)度2. 7-2. 9MPa，斷裂伸長率 80-88。
[0011]

【具體實施方式】
[0012] 下面通過實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述，但并不限制本發(fā)明。
[0013] 本發(fā)明各實施例所用的原料中除特殊表明的廠家及型號外，其他原料均為市售， 規(guī)格均為化學(xué)純。
[0014] 本發(fā)明所用的各種設(shè)備的型號及生產(chǎn)廠家的信息如下： XY-1型橡膠硬度計，上海化工機(jī)械四廠生產(chǎn)； WYA-2S型數(shù)字阿貝折射儀，上海精科實業(yè)有限公司生產(chǎn)； UV-2550紫外-可見分光光度計，島津國際貿(mào)易（上海）有限公司。
[0015] 實施例1 一種LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂，按重量份數(shù)計算，其組成及含量如下： 乙烯基苯基硅樹脂 100?120份 乙烯基苯基硅油 100?150份 含氫甲基苯基娃樹脂 30?60份； 催化劑A 0· 05?0· 3份 抑制劑 0. 05?0. 3份 增強(qiáng)劑 0. 1?1. 0份； 所述的乙烯基苯基硅油為廣州鑫厚化工科技有限公司提供； 所述的催化劑A為1，3-二乙烯基-1，1，3, 3-四甲基二硅氧烷鉬絡(luò)合物； 所述的抑制劑為丙炔醇； 所述的增強(qiáng)劑為廣州康固佳合成材料有限公司提供的KE型M Q有機(jī)硅樹脂； 所述的乙烯基苯基硅樹脂按重量份數(shù)計算，其組成及含量如下： 二苯基二乙氧基硅烷 60-80份 二苯基二甲氧基硅烷 60-80份 乙烯基二甲氧基硅 100-120份 苯基三甲氧基硅烷 20-40份 催化劑Β 0. 02-1. 0份 所述的催化劑Β為Η型陽離子交換樹脂； 所述的含氫甲基苯基硅樹脂按重量份數(shù)計算，其組成及含量如下： 八甲基環(huán)四硅氧烷 60-80份 甲基氫環(huán)硅氧烷 20-50份 甲基苯基混合環(huán)體 60-100份 1，1，3，3_四甲基_1，3_二氧二娃氧燒 5-10份 催化劑C 0. 02-1. 0份 其中所述的催化劑C為70%的濃硫酸 一種LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂及其制備方法的制備方法，其特征在于具體包 括如下步驟： (1 )、乙稀基苯基娃樹脂的制備 將60份二苯基二乙氧基硅烷、60份二苯基二甲氧基硅烷、20份苯基三甲氧基硅烷和 100份乙烯基二甲氧基娃加入100ml的甲苯倒入三口瓶中攪拌10 min,取200mL二次蒸饋 水及250mL乙醇混合均勻后加入滴液漏斗中在0. 5h內(nèi)滴加完畢。再加入0. 02份Η型陽離 子交換樹脂在50°C反應(yīng)4h。將反應(yīng)物在分液漏斗中分層，去除水層，將油層水洗至中性在 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中進(jìn)行濃縮處理，處理后的產(chǎn)物加入催化劑在l〇〇°C之間平衡反應(yīng)6h。平衡后 產(chǎn)物進(jìn)行真空脫低處理得到乙烯基苯基硅樹脂。
[0016] (2 )、含氧甲基苯基娃樹脂的制備 在N2保護(hù)下，40 °C°C，向干燥的250 mL三口瓶中加入60份八甲基環(huán)四硅氧烷、20份 甲基氫環(huán)硅氧烷、60份甲基苯基混合環(huán)體，5份1，1，3，3_四甲基-1，3_二氫二硅氧烷， 100 mL甲苯為溶劑，0.02份70%的濃硫酸，聚合4h時間后，常壓蒸去溶劑，-0.093 MPa下 逐步升溫至205 °C，除去低沸物和剩余的溶劑之后，冷卻至室溫，加入活性炭并攪拌均勻， 然后過濾，即得甲基苯基含氫硅油。
[0017] (3)、LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂的制備 加入步驟（1)所得100份乙烯基苯基硅樹脂、100份乙烯基苯基硅油、加入步驟（2)所 得30份含氫苯基硅油、0. 05份1，3-二乙烯基-1，1，3, 3-四甲基二硅氧烷鉬絡(luò)合物、0. 05 份丙炔醇、〇. 1份KE型M Q有機(jī)硅樹脂，制成大功率LED封裝材料，即得到LED透鏡用強(qiáng)彈 性苯基有機(jī)娃樹脂。
[0018] 按GB /T2410-2008透明塑料透光率和霧度的測定測定硅樹脂的透光率為95。按 照GB/T 531. 1-2008測定硅樹脂的邵A硬度為80。用阿貝折射儀測得甲基苯基含氫硅油 的折射率（η2? )為1. 54。按GB/T528- 2009硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能 的測定測定拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率分別為拉伸強(qiáng)度2. 9MPa，斷裂伸長率80。
[0019] 實施例2 一種LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂，按重量份數(shù)計算，其組成及含量如下： 乙烯基苯基硅樹脂 100?120份 乙烯基苯基硅油 100?150份 含氫甲基苯基娃樹脂 30?60份； 催化劑A 0· 05?0· 3份 抑制劑 0. 05?0. 3份 增強(qiáng)劑 0. 1?1. 0份； 所述的乙烯基苯基硅油為廣州鑫厚化工科技有限公司提供； 所述的催化劑Α為1，3-二乙烯基-1，1，3, 3-四甲基二硅氧烷鉬絡(luò)合物； 所述的抑制劑為四甲基丁炔醇； 所述的增強(qiáng)劑為廣州康固佳合成材料有限公司提供的KE型M Q有機(jī)硅樹脂； 所述的乙烯基苯基硅樹脂按重量份數(shù)計算，其組成及含量如下： 二苯基二乙氧基硅烷 60-80份 二苯基二甲氧基硅烷 60-80份 乙烯基二甲氧基硅 100-120份 苯基三甲氧基硅烷 20-40份 催化劑Β 0. 02-1. 0份 所述的催化劑Β為四甲基氫氧化銨； 所述的含氫甲基苯基硅樹脂按重量份數(shù)計算，其組成及含量如下： 八甲基環(huán)四硅氧烷 60-80份 甲基氫環(huán)硅氧烷 20-50份 甲基苯基混合環(huán)體 60-100份 1，1，3，3_四甲基_1，3_二氧二娃氧燒 5-10份 催化劑C 0. 02-1. 0份 其中所述的催化劑C為70%的濃硫酸 一種LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂及其制備方法的制備方法，其特征在于具體包 括如下步驟： (1 )、乙稀基苯基娃樹脂的制備 將80份二苯基二乙氧基硅烷、80份二苯基二甲氧基硅烷、40份苯基三甲氧基硅烷和 120份乙烯基二甲氧基硅加入100ml的甲苯倒入三口瓶中攪拌10 min，取200mL二次蒸餾 水及250mL乙醇混合均勻后加入滴液漏斗中在0. 5h內(nèi)滴加完畢。再加入1. 0份四甲基氫 氧化銨在50°C反應(yīng)4h。將反應(yīng)物在分液漏斗中分層，去除水層，將油層水洗至中性在旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)器中進(jìn)行濃縮處理，處理后的產(chǎn)物加入催化劑在120°C之間平衡反應(yīng)6h。平衡后產(chǎn)物 進(jìn)行真空脫低處理得到乙烯基苯基硅樹脂。
[0020] (2 )、含氧甲基苯基娃樹脂的制備 在N2保護(hù)下，80 °C，向干燥的250 mL三口瓶中加入80份八甲基環(huán)四硅氧烷、50份甲 基氫環(huán)硅氧烷、100份甲基苯基混合環(huán)體，10份1，1，3，3_四甲基-1，3_二氫二硅氧烷， 100 mL甲苯為溶劑，1.0份70%的濃硫酸，聚合5h時間后，常壓蒸去溶劑，-0.093 MPa下 逐步升溫至205 °C，除去低沸物和剩余的溶劑之后，冷卻至室溫，加入活性炭并攪拌均勻， 然后過濾，即得甲基苯基含氫硅油。
[0021] (3)、LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂的制備 加入步驟（1)所得120份乙烯基苯基硅樹脂、150份乙烯基苯基硅油、加入步驟（2)所 得60份含氫苯基硅油、0. 3份1，3-二乙烯基-1，1，3, 3-四甲基二硅氧烷鉬絡(luò)合物、0. 3份 四甲基丁炔醇、1. 〇份KE型M Q有機(jī)硅樹脂，制成大功率LED封裝材料，即得到LED透鏡用
【權(quán)利要求】
1. 一種LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂及其制備方法，其特征在于所述的LED透鏡 用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂，按重量份數(shù)計算，其原料組成及含量如下： 乙烯基苯基硅樹脂 100?120份 乙烯基苯基硅油 100?150份 含氫甲基苯基娃樹脂 30?60份； 催化劑A 0· 05?0· 3份 抑制劑 0. 05?0. 3份 增強(qiáng)劑 0. 1?1. 0份； 所述的乙烯基苯基硅油為廣州鑫厚化工科技有限公司提供； 所述的催化劑A為甲基乙烯基硅氧烷配位的鉬絡(luò)合物、苯基單體絡(luò)合的Pt催化劑或二 者的混合物；優(yōu)選1，3-二乙烯基-1，1，3, 3-四甲基二硅氧烷鉬絡(luò)合物； 所述的抑制劑為丙炔醇、四甲基丁炔醇中的一種或兩者的混合物； 所述的增強(qiáng)劑為廣州康固佳合成材料有限公司提供的KE型M Q有機(jī)硅樹脂； 所述的乙烯基苯基硅樹脂按重量份數(shù)計算，其組成及含量如下： 二苯基二乙氧基硅烷 60-80份 二苯基二甲氧基硅烷 60-80份 乙烯基二甲氧基硅 100-120份 苯基三甲氧基硅烷 20-40份 催化劑Β 0. 02-1. 0份 所述的催化劑Β為Η型陽離子交換樹脂或四甲基氫氧化銨； 所述的含氫甲基苯基硅樹脂按重量份數(shù)計算，其組成及含量如下： 八甲基環(huán)四硅氧烷 60-80份 甲基氫環(huán)硅氧烷 20-50份 甲基苯基混合環(huán)體 60-100份 1，1，3，3_四甲基_1，3_二氧二娃氧燒 5-10份 催化劑C 0. 02-1. 0份 其中所述的催化劑C為70%的濃硫酸。
2. 如權(quán)利要求1、2或3所述的一種LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂的制備方法，其 特征在于具體包括如下步驟： (1 )、乙稀基苯基娃樹脂的制備 將60-80份二苯基二乙氧基硅烷、60-80份二苯基二甲氧基硅烷、20-40份苯基三甲氧 基硅烷和100-120份乙烯基二甲氧基硅加入100ml的甲苯倒入三口瓶中攪拌10 min，取 200mL二次蒸餾水及250mL乙醇混合均勻后加入滴液漏斗中在0. 5h內(nèi)滴加完畢； 再加入0. 02-1. 0份催化劑B在50°C反應(yīng)4h ; 將反應(yīng)物在分液漏斗中分層，去除水層，將油層水洗至中性在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中進(jìn)行濃縮 處理，處理后的產(chǎn)物加入催化劑在100?120°C之間平衡反應(yīng)6h ; 平衡后產(chǎn)物進(jìn)行真空脫低處理得到乙烯基苯基硅樹脂； (2 )、含氧甲基苯基娃樹脂的制備 在N2保護(hù)下，40 °C?80 °C，向干燥的250 mL三口瓶中加入60-80份八甲基環(huán)四硅 氧烷、20-50份甲基氫環(huán)硅氧烷、60-100份甲基苯基混合環(huán)體，5-10份1，1，3，3_四甲 基-1，3-二氫二硅氧烷，100 mL甲苯為溶劑，0.02-1. 0份催化劑C，聚合4-5h時間后， 常壓蒸去溶劑，-0.093 MPa下逐步升溫至205 °C，除去低沸物和剩余的溶劑之后，冷卻至 室溫，加入活性炭并攪拌均勻，然后過濾，即得甲基苯基含氫硅油； (3)、LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹脂的制備 加入步驟（1)所得100?120份乙烯基苯基硅樹脂、100?150份乙烯基苯基硅油、力口 入步驟（2)所得30?60份含氫苯基硅油、0. 05?0. 3份催化劑A、0. 05?0. 3份抑制劑、 0. 1?1. 0份增強(qiáng)劑，制成大功率LED封裝材料，即得到LED透鏡用強(qiáng)彈性苯基有機(jī)硅樹 脂。
【文檔編號】C08L83/05GK104098905SQ201310118044
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月8日
【發(fā)明者】嚴(yán)華寧, 張英強(qiáng), 吳蓁, 郭傳發(fā), 羅曉霖 申請人:上海華硅化工新材料有限公司