本發(fā)明涉及功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種透明氧化鋅和有機(jī)硅納米復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著白光發(fā)光二極管(LED)的發(fā)展，外層封裝材料需要在保持可見(jiàn)光區(qū)高透明性的同時(shí)又能夠?qū)ψ贤饪梢?jiàn)光有較好的吸收率，以防止紫外可見(jiàn)光的輻射。另外，封裝材料長(zhǎng)期受到強(qiáng)紫外照射易產(chǎn)生老化現(xiàn)象，因此，需要有較強(qiáng)的抗紫外線老化能力。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已采用納米無(wú)機(jī)填料，如二氧化鈦和氧化鋅(ZnO)等改性環(huán)氧樹(shù)脂封裝材料，可以提高環(huán)氧樹(shù)脂的力學(xué)性能、耐紫外老化性等。有機(jī)硅封裝材料結(jié)構(gòu)中同時(shí)含有有機(jī)和無(wú)機(jī)基團(tuán)，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐水性及透光性，已成為國(guó)內(nèi)外LED 封裝材料的重點(diǎn)研究方向，但使用純有機(jī)硅材料作為封裝材料還存在折射率低、表面能低導(dǎo)致的與基材黏結(jié)性差等問(wèn)題，依然不能滿足高性能LED 封裝材料的要求。ZnO是一種無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料，即可作為熱穩(wěn)定劑又可作為光穩(wěn)定劑。納米ZnO具有較大的比表面積，與聚合物復(fù)合可形成較強(qiáng)的界面相互作用，從而可大幅度提高復(fù)合材料的物理機(jī)械性能。同時(shí)，納米ZnO顆粒的納米尺度效應(yīng)可改善復(fù)合材料的光學(xué)性能，但由于納米ZnO表面具有高表面能，在聚合物中分散性較差，且易產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象，導(dǎo)致復(fù)合材料的透光性變差，因此，需對(duì)納米ZnO顆粒表面進(jìn)行預(yù)處理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提出一種透明氧化鋅和有機(jī)硅納米復(fù)合材料的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案在于：
透明氧化鋅和有機(jī)硅納米復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）納米ZnO的制備
采用沉積法制備：將20gZn(NO3 )2 溶于150 mL 去離子水中，并滴加1 g 的A 151，攪拌直至完全溶解；升溫至45℃，邊攪拌邊滴加Na2CO3 溶液，并加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值，時(shí)間為4 h；完全沉淀后進(jìn)行真空脫水，經(jīng)乙醇和去離子水過(guò)濾洗滌3 ~ 5 次，在100℃ 下烘干5 h后得到納米ZnO前驅(qū)體；最后將納米ZnO前驅(qū)體在300~500 ℃下進(jìn)行真空煅燒，制得納米ZnO顆粒；
（2）納米ZnO的改性
將2 g ZnO分別溶于50 mL 無(wú)水乙醇中進(jìn)行超聲分散，待顆粒分散均勻后加入1 g A 151，升溫至45 ℃攪拌直至乙醇完全揮發(fā)制得改性納米ZnO顆粒；
（3）ZnO- PMHS 接枝物的制備
用去離子水清洗改性納米ZnO，待烘干后稱取10 mg，溶于10 g二甲苯溶液中進(jìn)一步超聲分散，并將分散液溶于裝有120 g PMHS、1 g DBTDL 及1 g A 151 的密閉四口燒瓶中，升溫至40 ~ 45℃ 并攪拌2 ~ 3 h后直至溶液成為均勻半透明狀，冷卻至室溫得到ZnO- PMHS 接枝物；
（4）ZnO和有機(jī)硅納米復(fù)合材料的制備
將60 g PMVS、1 g A 151 和0.2 g 鉑金水加入裝有氮?dú)獗Ｗo(hù)的密閉四口燒瓶中，常溫下攪拌1 h，然后添加30 g ZnO- PMHS 接枝物和15 g MQ，繼續(xù)混合攪拌2 h，均勻混合后進(jìn)行真空和超聲脫泡，將其置于脫模具中，調(diào)節(jié)加熱箱固化，即可制得透明ZnO和有機(jī)硅納米復(fù)合材料。
所述的Na2CO3 溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.5%，體積為200 mL。
所述的固化溫度為150 ℃，固化時(shí)間為2 ~3 h。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于：
本發(fā)明制成的有機(jī)硅納米復(fù)合材料的透光率隨著納米ZnO顆粒粒徑的增大而逐漸降低，且改性納米ZnO顆粒填充復(fù)合材料的透光率明顯優(yōu)于未改性ZnO納米顆粒填充復(fù)合材料, 固化后表面的平整性較好。
具體實(shí)施方式
透明氧化鋅和有機(jī)硅納米復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
實(shí)施例1
（1）納米ZnO的制備
采用沉積法制備：將20gZn(NO3 )2 溶于150 mL 去離子水中，并滴加1 g 的A 151，攪拌直至完全溶解；升溫至45℃，邊攪拌邊滴加Na2CO3 溶液，并加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值，時(shí)間為4 h；完全沉淀后進(jìn)行真空脫水，經(jīng)乙醇和去離子水過(guò)濾洗滌3 ~ 5 次，在100℃ 下烘干5 h后得到納米ZnO前驅(qū)體；最后將納米ZnO前驅(qū)體在300~500 ℃下進(jìn)行真空煅燒，制得納米ZnO顆粒；
（2）納米ZnO的改性
將2 g ZnO分別溶于50 mL 無(wú)水乙醇中進(jìn)行超聲分散，待顆粒分散均勻后加入1 g A 151，升溫至45 ℃攪拌直至乙醇完全揮發(fā)制得改性納米ZnO顆粒；
（3）ZnO- PMHS 接枝物的制備
用去離子水清洗改性納米ZnO，待烘干后稱取10 mg，溶于10 g二甲苯溶液中進(jìn)一步超聲分散，并將分散液溶于裝有120 g PMHS、1 g DBTDL 及1 g A 151 的密閉四口燒瓶中，升溫至40 ~ 45℃ 并攪拌2 ~ 3 h后直至溶液成為均勻半透明狀，冷卻至室溫得到ZnO- PMHS 接枝物；
（4）ZnO和有機(jī)硅納米復(fù)合材料的制備
將60 g PMVS、1 g A 151 和0.2 g 鉑金水加入裝有氮?dú)獗Ｗo(hù)的密閉四口燒瓶中，常溫下攪拌1 h，然后添加30 g ZnO- PMHS 接枝物和15 g MQ，繼續(xù)混合攪拌2 h，均勻混合后進(jìn)行真空和超聲脫泡，將其置于脫模具中，調(diào)節(jié)加熱箱固化，即可制得透明ZnO和有機(jī)硅納米復(fù)合材料。
實(shí)施例2
（1）納米ZnO的制備
采用沉積法制備：將20gZn(NO3 )2 溶于150 mL 去離子水中，并滴加1 g 的A 151，攪拌直至完全溶解；升溫至45℃，邊攪拌邊滴加Na2CO3 溶液，并加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值，時(shí)間為4 h；完全沉淀后進(jìn)行真空脫水，經(jīng)乙醇和去離子水過(guò)濾洗滌3 ~ 5 次，在100℃ 下烘干5 h后得到納米ZnO前驅(qū)體；最后將納米ZnO前驅(qū)體在300~500 ℃下進(jìn)行真空煅燒，制得納米ZnO顆粒；
（2）納米ZnO的改性
將2 g ZnO分別溶于50 mL 無(wú)水乙醇中進(jìn)行超聲分散，待顆粒分散均勻后加入1 g A 151，升溫至45 ℃攪拌直至乙醇完全揮發(fā)制得改性納米ZnO顆粒；
（3）ZnO- PMHS 接枝物的制備
用去離子水清洗改性納米ZnO，待烘干后稱取10 mg，溶于10 g二甲苯溶液中進(jìn)一步超聲分散，并將分散液溶于裝有120 g PMHS、1 g DBTDL 及1 g A 151 的密閉四口燒瓶中，升溫至40 ~ 45℃ 并攪拌2 ~ 3 h后直至溶液成為均勻半透明狀，冷卻至室溫得到ZnO- PMHS 接枝物；
（4）ZnO和有機(jī)硅納米復(fù)合材料的制備
將60 g PMVS、1 g A 151 和0.2 g 鉑金水加入裝有氮?dú)獗Ｗo(hù)的密閉四口燒瓶中，常溫下攪拌1 h，然后添加30 g ZnO- PMHS 接枝物和15 g MQ，繼續(xù)混合攪拌2 h，均勻混合后進(jìn)行真空和超聲脫泡，將其置于脫模具中，調(diào)節(jié)加熱箱固化，即可制得透明ZnO和有機(jī)硅納米復(fù)合材料。
其中，所述的Na2CO3 溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.5%，體積為200 mL。所述的固化溫度為150 ℃，固化時(shí)間為2 ~3 h。