一種led封裝用液體硅橡膠組合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種LED封裝用液體硅橡膠組合物及其制備方法。一種LED封裝用液體硅橡膠組合物，組分如下，均為重量份：含有脂肪族不飽和鍵的有機聚硅氧烷60～120份、有機氫聚硅氧烷份2～45份、特種功能基聚硅氧烷5～30份、鉑絡合物催化劑0.01～0.5份、抑制劑0.01～0.05份、增粘劑0.5～3份。本發(fā)明還涉及該LED封裝用液體硅橡膠組合物的制備方法。本發(fā)明在液體硅橡膠組合物中添加了特種功能基聚硅氧烷，其起到了高強度補強的作用，大大提高了產(chǎn)品的拉伸強度、撕裂強度、扯斷伸長率等機械力學性能，而且產(chǎn)品有很好的粘結(jié)性，透光率≥99%。
【專利說明】一種LED封裝用液體硅橡膠組合物及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED封裝用液體硅橡膠組合物及其制備方法，屬于液體硅橡膠制備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，簡稱LED)，具有效率高，光色純，能耗小，壽命長，響應快，無污染，全固態(tài)等優(yōu)點，是一種新型照明光源，被稱為是綠色的“固態(tài)照明”。隨著LED技術的不斷發(fā)展與成熟，白光LED的光效已經(jīng)達到甚至超過普通白熾燈的光效水平，光通量也在大幅增加，這使得LED有望成為繼白熾燈、熒光燈、高強度氣體放電燈之后的第四代照明光源。
[0003]通常的LED封裝用材料主要包括環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、熱固性環(huán)氧樹脂和光學尼龍等，隨著LED功率的加大和亮度的提高，這些材料因耐熱性不好，易產(chǎn)生黃變，導致光衰，無法滿足功率型LED芯片的性能要求，因此，需要尋求新的替代材料。有機硅材料具有耐冷熱沖擊、耐黃變、無色透明、低應力等優(yōu)點，是LED封裝用的最佳材料。
[0004]普通硅橡膠未經(jīng)補強時，強度較低，基本沒有使用性能。采用氣相白炭黑進行補強，由于氣相白炭黑與有機硅材料的折射率相差較大，會降低LED封裝材料的透光率，并且隨氣相白炭黑用量的增加，膠料粘度急劇增大，造成操作困難，影響點膠工藝。僅用MQ硅樹脂補強時，雖然能使硅橡膠的拉伸強度有所改善，但對于撕裂強度和扯斷伸長率的提高，存在一定局限性，不能滿足要求較高的LED封裝。
[0005]中國專利文獻CN102344684A (申請?zhí)?01110233591.3)引入了二異氰酸酯改性、末端為羥基的乙烯基硅油制備了 LED模組封裝有機硅橡膠，提高了硅橡膠的撕裂性能，但對于拉伸強度和扯斷伸長率的提高不明顯。
[0006]中國專利文獻CN103146202A (申請?zhí)?01310087259.X)引入了端乙烯基超支化聚
硅氧烷，將其應用在發(fā)光二極管封裝用液體硅橡膠中，對于力學性能有一定提高，但仍不能滿足更高要求的LED封裝。
[0007]中國專利文獻CN102181159A (申請?zhí)?01110061714.X)將POSS應用在LED封裝材料中，由于制備POSS不僅需要使用溶劑，而且工藝復雜，成本較高。
[0008]另外，添加增粘劑的LED硅橡膠組合物，與很多材料都有不同程度的粘結(jié)性，因此，使用金屬模具或玻璃模具硫化制備測試樣時，往往會讓LED硅膠難以脫模，得不到完整的硅橡膠測試片，需要加入脫模劑或在模具上鋪膜。加入脫模劑會使硅橡膠表面易粘灰塵，影響透光率，鋪膜容易移位，造成LED硅膠片表面出現(xiàn)溝溝坎坎，不平整，影響力學性能數(shù)據(jù)的準確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種LED封裝用液體硅橡膠組合物及其制備方法。[0010]發(fā)明概述
[0011]本發(fā)明提供的一種LED封裝用液體硅橡膠組合物及其制備方法，是在液體硅橡膠組合物中添加了容易獲得、成本較低的特種功能基聚硅氧烷高強度補強組分，得到拉伸強度、撕裂強度、扯斷伸長率等機械力學性能得到極大改善的液體硅橡膠產(chǎn)品，同時采用聚四氟乙烯模具制備測試樣。
[0012]發(fā)明詳述
[0013]一種LED封裝用液體硅橡膠組合物，組分如下，均為重量份:
[0014]含有脂肪族不飽和鍵的有機聚硅氧烷(A)60~120份、有機氫聚硅氧烷(B)份2~45份、特種功能基聚硅氧烷(C) 5~30份、鉬絡合物催化劑(D) 0.01-0.5份、抑制劑(E)0.01~0.05份、增粘劑(F) 0.5~3份; [0015]所述含有脂肪族不飽和鍵的有機聚硅氧烷(A)為分子中含有2個以上鏈烯基的直鏈有機聚硅氧烷(A-1)和/或分子中含有2個以上鏈烯基的樹脂結(jié)構(gòu)的有機聚硅氧烷(A-2)；
[0016]所述的有機氫聚硅氧烷(B)為分子中含有2個以上H原子的直鏈有機氫聚硅氧烷(B-1)和/或分子中含有2個以上H原子的樹脂結(jié)構(gòu)的有機氫聚硅氧烷(B-2)；
[0017]所述的特種功能基聚硅氧烷(C)，為分子中含有多乙烯基環(huán)硅氧烷基的聚硅氧烷(C-1)和/或羥基乙烯基聚硅氧烷(C-2)；
[0018]分子中含有多乙烯基環(huán)硅氧烷基的聚硅氧烷的通式如下:
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種LED封裝用液體硅橡膠組合物，其特征在于，組分如下，均為重量份: 含有脂肪族不飽和鍵的有機聚硅氧烷(A) 60~120份、有機氫聚硅氧烷(B)份2~45份、特種功能基聚硅氧烷(C) 5~30份、鉬絡合物催化劑(D) 0.01-0.5份、抑制劑(E).0.01~0.05份、增粘劑(F) 0.5~3份; 所述含有脂肪族不飽和鍵的有機聚硅氧烷(A)為分子中含有2個以上鏈烯基的直鏈有機聚硅氧烷(A-1)和/或分子中含有2個以上鏈烯基的樹脂結(jié)構(gòu)的有機聚硅氧烷(A-2)；所述的有機氫聚硅氧烷(B)為分子中含有2個以上H原子的直鏈有機氫聚硅氧烷(B-1)和/或分子中含有2個以上H原子的樹脂結(jié)構(gòu)的有機氫聚硅氧烷(B-2)； 所述的特種功能基聚硅氧烷(C)，為分子中含有多乙烯基環(huán)硅氧烷基的聚硅氧烷(C-1)和/或羥基乙烯基聚硅氧烷(C-2)； 分子中含有多乙烯基環(huán)硅氧烷基的聚硅氧烷的通式如下:


2.如權(quán)利要求1所述的LED封裝用液體硅橡膠組合物，其特征在于，組分如下，均為重量份: 含有脂肪族不飽和鍵的有機聚硅氧烷(A) 80~100份、有機氫聚硅氧烷(B) 7~30份、特種功能基聚硅氧烷(C) 5~15份，鉬絡合物催化劑(D) 0.015~0.03份、抑制劑(E)0.015~0.02份、增粘劑(F) I~2份。
3.如權(quán)利要求1所述的LED封裝用液體硅橡膠組合物，其特征在于，所述分子中含有2個以上鏈烯基的直鏈有機聚硅氧烷(A-1)選自乙烯基硅油和/或苯基乙烯基硅油，粘度為3000~15000mPa.s ;所述分子中含有2個以上鏈烯基的樹脂結(jié)構(gòu)的有機聚硅氧烷(A-2)選自乙烯基硅樹脂和/或苯基乙烯基硅樹脂，粘度為5000~20000mPas。 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述分子中含有2個以上H原子的直鏈有機氫聚硅氧烷(B-1)選自含氫硅油和/或苯基含氫硅油，粘度為20~IOOmPas ;所述分子中含有2個以上H原子的樹脂結(jié)構(gòu)的有機氫聚硅氧烷(B-2)選自含氫硅樹脂和/或苯基含氫硅樹脂的粘度為20~1500mPaso 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述R1為多乙烯基三環(huán)硅氧烷基、多乙烯基四環(huán)硅氧烷基、多乙烯基五環(huán)硅氧烷基中的一種或兩種以上以任意比的組合；進一步優(yōu)選的，R1為多乙烯基三環(huán)娃氧烷基、多乙烯基四環(huán)娃氧烷基的一種或兩種以上以任意比的組合。
4.如權(quán)利要求1所述的LED封裝用液體硅橡膠組合物，其特征在于，所述R1含有多乙烯基環(huán)硅氧烷基的聚硅氧烷的鏈接數(shù)a=10~100，b=50~500，c=10~500。
5.如權(quán)利要求1所述的LED封裝用液體硅橡膠組合物，其特征在于，所述鉬絡合物催化劑(D)的鉬含量為3000~lOOOOppm。
6.如權(quán)利要求1所述的LED封裝用液體硅橡膠組合物，其特征在于，所述羥基乙烯基聚硅氧烷的鏈接數(shù)t和s的取值為S=O~200，t=20~50，q=30~200。
7.如權(quán)利要求1所述的LED封裝用液體硅橡膠組合物，其特征在于，所述LED封裝用液體硅橡膠組合物中，S1-Vi = S1-H的摩爾比為1: (I~1.8)，進一步優(yōu)選的，S1-V1:S1-H的摩爾比為1: (1.1~1.5); 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的抑制劑為丙炔醇、1-乙炔基-1-環(huán)己醇、2-苯基-3-丁炔-2-醇、甲基丁炔醇。
8.如權(quán)利要求1所述的LED封裝用液體硅橡膠組合物，其特征在于，所述的多乙烯基環(huán)硅氧烷基的聚硅氧烷(C-1)采用如下方法制備: (1)分別將二甲基環(huán)硅氧烷和甲基苯基環(huán)硅氧烷脫除水分后，按質(zhì)量比90:(O~I)或I: (18.5~37)混合，再按二甲基環(huán)硅氧烷和甲基苯基環(huán)硅氧烷總質(zhì)量的0.08~0.1的比例加入干燥的含氫環(huán)體、含氫雙封頭及總重量0.5~1.5%的質(zhì)量濃度98%的濃硫酸，在30~50°C下聚合反應3~5h，加入碳酸氫鈉中和pH至中性，過濾，脫低，得到含氫聚硅氧燒; (2)向步驟(1)制得的含氫聚硅氧烷中加入5倍質(zhì)量以上的四乙烯基四甲基環(huán)硅氧烷，再加入鉬催化劑，使鉬催化劑的濃度為15~25ppm，在80~100°C的條件下反應4~6h，升溫至140~150°C真空脫除低分子，得到多乙烯基環(huán)硅氧烷基的聚硅氧烷(C-1)； 進一步優(yōu)選的，所述的含氫環(huán)體選自甲基氫環(huán)硅氧烷；所述的含氫雙封頭選自四甲基二氫基二硅氧烷。 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的羥基乙烯基聚硅氧烷(C-2)采用如下方法制備: 將二甲基環(huán)硅氧烷、甲基苯基環(huán)硅氧烷和甲基乙烯基環(huán)硅氧烷分別在35~40°C脫除水分，然后按二甲基環(huán)硅氧烷、甲基苯基環(huán)硅氧烷與甲基乙烯基環(huán)硅氧烷的質(zhì)量比為10:(O ~0.005): (I ~1.2)或 1: (18.4 ~37.5): (0.1 ~0.12)混合，加入堿膠，在 90 ~IOO0C的條件下聚合3~5h，再加入0.18~0.20g水，升溫至140~160°C，分解催化劑3~5h，再經(jīng)真空脫低分子，得到羥基乙烯基聚硅氧烷(C-2 ); 進一步優(yōu)選的，所述的堿膠選自四甲基氫氧化銨的硅醇鹽。
9.一種權(quán)利要求1所述LED封裝用液體硅橡膠組合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 將含有脂肪族不飽和鍵的有機聚硅氧烷(A)、有機氫聚硅氧烷(B)和特種功能基聚硅氧烷(C)按比例混合后，再加入鉬絡合物催化劑、抑制劑、增粘劑，混合均勻，制得LED封裝用液體硅橡膠組合物。
10.權(quán)利要求1所述LED封裝用液體硅橡膠組合物的測試樣的制備方法，其特征在于，步驟如下: 將制得的LED封裝用液體硅橡膠組合物在室溫條件下，真空脫泡5~30min，置于聚四氟乙烯模具中；經(jīng)在50~80°C硫化0.5~1.5h，然后在100~200°C硫化0.5~4h，或者，經(jīng)在100~200°C硫化2h，即得測試樣。
【文檔編號】C08L83/05GK103627178SQ201310624813
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】高俊杰, 王安營, 毛寧, 劉海龍, 許棟 申請人:山東東岳有機硅材料有限公司, 中國科學院過程工程研究所