本發(fā)明涉及一種LED封裝納米復(fù)合材料的制備方法，屬于納米復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

發(fā)光二極管(LED)作為新型高效固體光源，具有長壽命、節(jié)能、綠色環(huán)保等顯著優(yōu)點(diǎn)，其經(jīng)濟(jì)和社會意義巨大。目前普通LED封裝用材料主要是雙酚A型透明環(huán)氧樹脂，但隨著白光LED的發(fā)展，尤其是基于紫外光的白光LED的發(fā)展，環(huán)氧樹脂老化嚴(yán)重，阻礙了LED的實(shí)際應(yīng)用。LED封裝材料主要為LED芯片提供保護(hù)作用，另外封裝材料還可以起到?jīng)Q定光分布、降低LED芯片與空氣之間折射率的差距以增加光輸出等作用，對LED的可靠性及光輸出效果有絕對性影響。LED封裝一般以環(huán)氧樹脂、硅橡膠系樹脂及聚氨酯系樹脂等高透明性樹脂作為封裝材料，目前仍以環(huán)氧樹脂為主流。LED封裝用透明環(huán)氧樹脂一般由主劑和固化劑兩部分組成，使用前主劑與固化劑混合均勻，在高溫下固化即可。由于環(huán)氧樹脂含有可吸收紫外線的芳香環(huán)，其吸收紫外線后會氧化產(chǎn)生羰基并形成發(fā)色團(tuán)進(jìn)而造成樹脂變色，光穩(wěn)定性差，抗老化性能降低。因此需對其進(jìn)行改性，進(jìn)而研究出了LED封裝用納米復(fù)合材料。納米復(fù)合材料是以樹脂、橡膠、陶瓷和金屬等基體為連續(xù)相，以納米尺寸的金屬、半導(dǎo)體、剛性粒子和其他無機(jī)粒子、纖維、納米碳管等改性劑為分散相，通過適當(dāng)?shù)闹苽浞椒▽⒏男詣┚鶆蛐缘胤稚⒂诨w材料中，形成一相含有納米尺寸材料的復(fù)合體系，這一體系材料稱之為納米復(fù)合材料。但目前LED封裝用納米復(fù)合材料在制備過程中納米粒子易團(tuán)聚，在體系中分散不均勻，導(dǎo)致材料透光率低、耐熱性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對目前LED封裝用納米復(fù)合材料在制備過程中納米粒子易團(tuán)聚，在體系中分散不均勻，且材料光穩(wěn)定性差、透光率低、耐熱性差的弊端，提供了一種取蛋白胨等水浴加熱制得富集培養(yǎng)基備用，再取黃沙暴曬、輻照，無菌生理鹽水沖洗后，收集淋洗液攪拌，與備用富集培養(yǎng)基混合搖床振蕩培養(yǎng)，再經(jīng)過濾、離心、濃縮制得耐紫外濃縮液備用；取硫酸鈦溶液與乙酰丙酮等混合制得前驅(qū)體，煅燒后，與備用耐紫外濃縮液等混合制得樹脂混合料，經(jīng)脫泡于模具中固化，脫模制得LED封裝納米復(fù)合材料的方法。本發(fā)明制備步驟簡單，制備過程中無團(tuán)聚現(xiàn)象發(fā)生，分散性好，所得材料光穩(wěn)定性和耐熱性好，透光率高。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

（1）按重量份數(shù)計，分別稱量10～15份蛋白胨、2～3份氯化鈉、10～15份葡萄糖和45～50份去離子水置于燒杯中，攪拌混合后并置于100～105℃下水浴加熱10～15min，隨后靜置冷卻至室溫，制備得富集培養(yǎng)基，備用；

（2）收集黃沙并置于陽光下暴曬5～7天，隨后將暴曬后的黃沙置于8kGyγ射線下，以135～140Gy/min輻照5～10min，隨后將生理鹽水置于100～105℃下加熱滅菌，并靜置冷卻至室溫，制備得無菌生理鹽水，用無菌生理鹽水沖洗輻照后的黃沙，收集淋洗液，在250～300r/min下攪拌，制備得耐紫外菌懸浮液；

（3）按質(zhì)量比1:1，將耐紫外菌懸浮液與步驟（1）備用的富集培養(yǎng)基攪拌混合，在28～30℃下?lián)u床振蕩培養(yǎng)7～10天，控制搖床振蕩速度為200～300r/min，待培養(yǎng)完成后，過濾并收集濾液，將濾液置于8500～9000r/min下離心分離10～15min，收集上層清液并旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至原體積的1/10，制備得耐紫外濃縮液，備用；

（4）選取20～23mL質(zhì)量濃度5%硫酸鈦溶液置于三角燒瓶中，再在室溫下向三角燒瓶中添加15～16mL乙酰丙酮，攪拌混合并靜置6～8h，制備得硫酸鈦混合物，隨后按質(zhì)量比1:10，將硫酸鈦混合物添加至丙酮溶液中，攪拌混合并靜置6～8h，過濾并收集濾餅，用無水乙醇洗滌濾餅3～5次，并置于65～80℃下干燥6～8h，制備得前驅(qū)體；

（5）將上述制備的前驅(qū)體置于馬弗爐中，在650～700℃下煅燒2～3h，得煅燒二氧化鈦，按質(zhì)量比1:5，將煅燒二氧化鈦與步驟（3）制備的耐紫外濃縮液攪拌混合，并靜置冷卻至室溫，隨后過濾并收集濾餅，在65～70℃下干燥6～7h，再靜置冷卻至室溫，碾磨并過120～130目篩，制備得改性耐紫外二氧化鈦粉末；

（6）按質(zhì)量比1:10，將上述制備的改性耐紫外二氧化鈦粉末與環(huán)氧固化劑EP-400B攪拌混合，并置于200～300W下超聲分散10～15min，制備得改性耐紫外二氧化鈦粉末分散液，隨后按質(zhì)量比1:1，將環(huán)氧樹脂EP-400A與改性耐紫外二氧化鈦粉末分散液攪拌混合制備得樹脂混合料，將其在室溫下靜置脫泡6～8h后，澆筑至模具中，在室溫下固化10～12h，脫模，即可制備得一種LED封裝納米復(fù)合材料。

本發(fā)明制得的LED封裝納米復(fù)合材料硬度為64～68度，拉伸強(qiáng)度為5.25～5.70MPa，斷裂伸長率為231～239%，透光率>91.2%，彎曲強(qiáng)度為114～118MPa，彎曲模量為3.44～3.56GPa。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明制備步驟簡單，制備過程中無團(tuán)聚現(xiàn)象發(fā)生，分散性好；

（2）所得材料光穩(wěn)定性和耐熱性好，透光率高達(dá)91.2%以上。

具體實(shí)施方式

首先按重量份數(shù)計，分別稱量10～15份蛋白胨、2～3份氯化鈉、10～15份葡萄糖和45～50份去離子水置于燒杯中，攪拌混合后并置于100～105℃下水浴加熱10～15min，隨后靜置冷卻至室溫，制備得富集培養(yǎng)基，備用；然后收集黃沙并置于陽光下暴曬5～7天，隨后將暴曬后的黃沙置于8kGyγ射線下，以135～140Gy/min輻照5～10min，隨后將生理鹽水置于100～105℃下加熱滅菌，并靜置冷卻至室溫，制備得無菌生理鹽水，用無菌生理鹽水沖洗輻照后的黃沙，收集淋洗液，在250～300r/min下攪拌，制備得耐紫外菌懸浮液；按質(zhì)量比1:1，將耐紫外菌懸浮液與備用的富集培養(yǎng)基攪拌混合，在28～30℃下?lián)u床振蕩培養(yǎng)7～10天，控制搖床振蕩速度為200～300r/min，待培養(yǎng)完成后，過濾并收集濾液，將濾液置于8500～9000r/min下離心分離10～15min，收集上層清液并旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至原體積的1/10，制備得耐紫外濃縮液，備用；再選取20～23mL質(zhì)量濃度5%硫酸鈦溶液置于三角燒瓶中，再在室溫下向三角燒瓶中添加15～16mL乙酰丙酮，攪拌混合并靜置6～8h，制備得硫酸鈦混合物，隨后按質(zhì)量比1:10，將硫酸鈦混合物添加至丙酮溶液中，攪拌混合并靜置6～8h，過濾并收集濾餅，用無水乙醇洗滌濾餅3～5次，并置于65～80℃下干燥6～8h，制備得前驅(qū)體；將上述制備的前驅(qū)體置于馬弗爐中，在650～700℃下煅燒2～3h，得煅燒二氧化鈦，按質(zhì)量比1:5，將煅燒二氧化鈦與備用的耐紫外濃縮液攪拌混合，并靜置冷卻至室溫，隨后過濾并收集濾餅，在65～70℃下干燥6～7h，再靜置冷卻至室溫，碾磨并過120～130目篩，制備得改性耐紫外二氧化鈦粉末；最后按質(zhì)量比1:10，將上述制備的改性耐紫外二氧化鈦粉末與環(huán)氧固化劑EP-400B攪拌混合，并置于200～300W下超聲分散10～15min，制備得改性耐紫外二氧化鈦粉末分散液，隨后按質(zhì)量比1:1，將環(huán)氧樹脂EP-400A與改性耐紫外二氧化鈦粉末分散液攪拌混合制備得樹脂混合料，將其在室溫下靜置脫泡6～8h后，澆筑至模具中，在室溫下固化10～12h，脫模，即可制備得一種LED封裝納米復(fù)合材料。

實(shí)例1

首先按重量份數(shù)計，分別稱量10份蛋白胨、2份氯化鈉、10份葡萄糖和45份去離子水置于燒杯中，攪拌混合后并置于100℃下水浴加熱10min，隨后靜置冷卻至室溫，制備得富集培養(yǎng)基，備用；然后收集黃沙并置于陽光下暴曬5天，隨后將暴曬后的黃沙置于8kGyγ射線下，以135Gy/min輻照5min，隨后將生理鹽水置于100℃下加熱滅菌，并靜置冷卻至室溫，制備得無菌生理鹽水，用無菌生理鹽水沖洗輻照后的黃沙，收集淋洗液，在250r/min下攪拌，制備得耐紫外菌懸浮液；按質(zhì)量比1:1，將耐紫外菌懸浮液與備用的富集培養(yǎng)基攪拌混合，在28℃下?lián)u床振蕩培養(yǎng)7天，控制搖床振蕩速度為200r/min，待培養(yǎng)完成后，過濾并收集濾液，將濾液置于8500r/min下離心分離10min，收集上層清液并旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至原體積的1/10，制備得耐紫外濃縮液，備用；再選取20mL質(zhì)量濃度5%硫酸鈦溶液置于三角燒瓶中，再在室溫下向三角燒瓶中添加15mL乙酰丙酮，攪拌混合并靜置6h，制備得硫酸鈦混合物，隨后按質(zhì)量比1:10，將硫酸鈦混合物添加至丙酮溶液中，攪拌混合并靜置6h，過濾并收集濾餅，用無水乙醇洗滌濾餅3次，并置于65℃下干燥6h，制備得前驅(qū)體；將上述制備的前驅(qū)體置于馬弗爐中，在650℃下煅燒2h，得煅燒二氧化鈦，按質(zhì)量比1:5，將煅燒二氧化鈦與備用的耐紫外濃縮液攪拌混合，并靜置冷卻至室溫，隨后過濾并收集濾餅，在65℃下干燥6h，再靜置冷卻至室溫，碾磨并過120目篩，制備得改性耐紫外二氧化鈦粉末；最后按質(zhì)量比1:10，將上述制備的改性耐紫外二氧化鈦粉末與環(huán)氧固化劑EP-400B攪拌混合，并置于200W下超聲分散10min，制備得改性耐紫外二氧化鈦粉末分散液，隨后按質(zhì)量比1:1，將環(huán)氧樹脂EP-400A與改性耐紫外二氧化鈦粉末分散液攪拌混合制備得樹脂混合料，將其在室溫下靜置脫泡6h后，澆筑至模具中，在室溫下固化10h，脫模，即可制備得一種LED封裝納米復(fù)合材料。

本發(fā)明制備步驟簡單，制備過程中無團(tuán)聚現(xiàn)象發(fā)生，分散性好；所得材料光穩(wěn)定性和耐熱性好，透光率高；制得的LED封裝納米復(fù)合材料硬度為64度，拉伸強(qiáng)度為5.25MPa，斷裂伸長率為231%，透光率為91.29%，彎曲強(qiáng)度為114MPa，彎曲模量為3.44GPa。

實(shí)例2

首先按重量份數(shù)計，分別稱量13份蛋白胨、3份氯化鈉、12份葡萄糖和48份去離子水置于燒杯中，攪拌混合后并置于103℃下水浴加熱13min，隨后靜置冷卻至室溫，制備得富集培養(yǎng)基，備用；然后收集黃沙并置于陽光下暴曬6天，隨后將暴曬后的黃沙置于8kGyγ射線下，以138Gy/min輻照7min，隨后將生理鹽水置于103℃下加熱滅菌，并靜置冷卻至室溫，制備得無菌生理鹽水，用無菌生理鹽水沖洗輻照后的黃沙，收集淋洗液，在275r/min下攪拌，制備得耐紫外菌懸浮液；按質(zhì)量比1:1，將耐紫外菌懸浮液與備用的富集培養(yǎng)基攪拌混合，在29℃下?lián)u床振蕩培養(yǎng)8天，控制搖床振蕩速度為250r/min，待培養(yǎng)完成后，過濾并收集濾液，將濾液置于8750r/min下離心分離12min，收集上層清液并旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至原體積的1/10，制備得耐紫外濃縮液，備用；再選取22mL質(zhì)量濃度5%硫酸鈦溶液置于三角燒瓶中，再在室溫下向三角燒瓶中添加16mL乙酰丙酮，攪拌混合并靜置7h，制備得硫酸鈦混合物，隨后按質(zhì)量比1:10，將硫酸鈦混合物添加至丙酮溶液中，攪拌混合并靜置7h，過濾并收集濾餅，用無水乙醇洗滌濾餅4次，并置于72℃下干燥7h，制備得前驅(qū)體；將上述制備的前驅(qū)體置于馬弗爐中，在675℃下煅燒3h，得煅燒二氧化鈦，按質(zhì)量比1:5，將煅燒二氧化鈦與備用的耐紫外濃縮液攪拌混合，并靜置冷卻至室溫，隨后過濾并收集濾餅，在68℃下干燥7h，再靜置冷卻至室溫，碾磨并過125目篩，制備得改性耐紫外二氧化鈦粉末；最后按質(zhì)量比1:10，將上述制備的改性耐紫外二氧化鈦粉末與環(huán)氧固化劑EP-400B攪拌混合，并置于250W下超聲分散13min，制備得改性耐紫外二氧化鈦粉末分散液，隨后按質(zhì)量比1:1，將環(huán)氧樹脂EP-400A與改性耐紫外二氧化鈦粉末分散液攪拌混合制備得樹脂混合料，將其在室溫下靜置脫泡7h后，澆筑至模具中，在室溫下固化11h，脫模，即可制備得一種LED封裝納米復(fù)合材料。

本發(fā)明制備步驟簡單，制備過程中無團(tuán)聚現(xiàn)象發(fā)生，分散性好；所得材料光穩(wěn)定性和耐熱性好，透光率高；制得的LED封裝納米復(fù)合材料硬度為66度，拉伸強(qiáng)度為5.45MPa，斷裂伸長率為235%，透光率為91.41%，彎曲強(qiáng)度為116MPa，彎曲模量為3.50GPa。

實(shí)例3

首先按重量份數(shù)計，分別稱量15份蛋白胨、3份氯化鈉、15份葡萄糖和50份去離子水置于燒杯中，攪拌混合后并置于105℃下水浴加熱15min，隨后靜置冷卻至室溫，制備得富集培養(yǎng)基，備用；然后收集黃沙并置于陽光下暴曬7天，隨后將暴曬后的黃沙置于8kGyγ射線下，以140Gy/min輻照10min，隨后將生理鹽水置于105℃下加熱滅菌，并靜置冷卻至室溫，制備得無菌生理鹽水，用無菌生理鹽水沖洗輻照后的黃沙，收集淋洗液，在300r/min下攪拌，制備得耐紫外菌懸浮液；按質(zhì)量比1:1，將耐紫外菌懸浮液與備用的富集培養(yǎng)基攪拌混合，在30℃下?lián)u床振蕩培養(yǎng)10天，控制搖床振蕩速度為300r/min，待培養(yǎng)完成后，過濾并收集濾液，將濾液置于9000r/min下離心分離15min，收集上層清液并旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至原體積的1/10，制備得耐紫外濃縮液，備用；再選取23mL質(zhì)量濃度5%硫酸鈦溶液置于三角燒瓶中，再在室溫下向三角燒瓶中添加16mL乙酰丙酮，攪拌混合并靜置8h，制備得硫酸鈦混合物，隨后按質(zhì)量比1:10，將硫酸鈦混合物添加至丙酮溶液中，攪拌混合并靜置8h，過濾并收集濾餅，用無水乙醇洗滌濾餅5次，并置于80℃下干燥8h，制備得前驅(qū)體；將上述制備的前驅(qū)體置于馬弗爐中，在700℃下煅燒3h，得煅燒二氧化鈦，按質(zhì)量比1:5，將煅燒二氧化鈦與備用的耐紫外濃縮液攪拌混合，并靜置冷卻至室溫，隨后過濾并收集濾餅，在70℃下干燥7h，再靜置冷卻至室溫，碾磨并過130目篩，制備得改性耐紫外二氧化鈦粉末；最后按質(zhì)量比1:10，將上述制備的改性耐紫外二氧化鈦粉末與環(huán)氧固化劑EP-400B攪拌混合，并置于300W下超聲分散15min，制備得改性耐紫外二氧化鈦粉末分散液，隨后按質(zhì)量比1:1，將環(huán)氧樹脂EP-400A與改性耐紫外二氧化鈦粉末分散液攪拌混合制備得樹脂混合料，將其在室溫下靜置脫泡8h后，澆筑至模具中，在室溫下固化12h，脫模，即可制備得一種LED封裝納米復(fù)合材料。

本發(fā)明制備步驟簡單，制備過程中無團(tuán)聚現(xiàn)象發(fā)生，分散性好；所得材料光穩(wěn)定性和耐熱性好，透光率高；制得的LED封裝納米復(fù)合材料硬度為68度，拉伸強(qiáng)度為5.70MPa，斷裂伸長率為239%，透光率為91.56%，彎曲強(qiáng)度為118MPa，彎曲模量為3.56GPa。