專利名稱：一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂led封裝膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED封裝膠，具體涉及一種硅烷偶聯(lián)劑改性后的納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠。
背景技術(shù)：
發(fā)光二級(jí)管(LED)作為第三代半導(dǎo)體照明光源，因其與白熾燈、熒光燈相比各方面均更具優(yōu)勢(shì)，被廣泛用于照明、輻射光源和顯示器等領(lǐng)域。LED使用過程中，輻射復(fù)合產(chǎn)生的光子在向外發(fā)射時(shí)會(huì)產(chǎn)生損失，很多光線無(wú)法從芯片中射到外部。通過在芯片表面涂覆一層折射率相對(duì)較高的透明膠層即封裝膠，由于該膠層處于芯片和空氣之間，從而有效減少光子在界面的損失，提高取光效率。此外，封裝膠的作用還包括對(duì)芯片進(jìn)行機(jī)械保護(hù)，應(yīng)力 釋放，并作為一種光導(dǎo)結(jié)構(gòu)。因此，要求其透光率與折射率高、熱穩(wěn)定性好、粘結(jié)性強(qiáng)且易于嗔涂。目前LED封裝膠主要采用雙酚A型環(huán)氧樹脂及有機(jī)硅，其中有機(jī)硅成本較高，目前仍以環(huán)氧樹脂為主。但雙酚A型環(huán)氧樹脂含有可吸收紫外線的苯環(huán)，吸收紫外線后會(huì)氧化變黃，且加入固化劑后具有儲(chǔ)存時(shí)間短、粘結(jié)性差、易開裂、高吸濕性等缺點(diǎn)。同時(shí)，環(huán)氧樹脂預(yù)熱也會(huì)變色，進(jìn)而造成短波長(zhǎng)領(lǐng)域的透過率下降，該現(xiàn)象對(duì)白光與藍(lán)光LED發(fā)光光度影響較大。因此，改善LED封裝膠的抗紫外老化能力與粘結(jié)強(qiáng)度是提高LED壽命的必要條件。LED封裝材料的抗紫外線老化能力與粘結(jié)性能可以通過環(huán)氧分子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、添加紫外吸收劑、無(wú)機(jī)納米顆粒改性等手段來(lái)改善。脂環(huán)族環(huán)氧樹脂由于分子結(jié)構(gòu)中不含苯環(huán)，其紫外線吸收量低，與雙酚A型環(huán)氧樹脂相比，表現(xiàn)出良好的耐紫外老化性能和低吸濕性，且固化后的材料具有較高的熱變形溫度。納米級(jí)氧化鋅具有較大的比表面積及納米尺度效應(yīng)，其光學(xué)性能與常規(guī)材料相比均有較大程度提高，其細(xì)的微孔結(jié)構(gòu)可以有效散熱，延長(zhǎng)LED的使用壽命，且其作為一種無(wú)機(jī)紫外吸收劑具有無(wú)毒、高光熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，能改善環(huán)氧樹脂的光學(xué)性能，但未改性的納米顆粒較易團(tuán)聚沉積。硅烷偶聯(lián)劑改性后的納米氧化鋅，因降低了納米顆粒的表面能，有效的防止納米顆粒的團(tuán)聚，提高其在封裝膠體系中的分散性能，且結(jié)構(gòu)中引入Si-O-Si鍵，從而使其粘結(jié)性增強(qiáng)、粘度降低、韌性提高、固化速率加快。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的透明度高、耐紫外老化性能好、粘結(jié)力強(qiáng)、韌性高、固化快、粘度低、吸濕性低的LED封裝膠，選用硅烷偶聯(lián)劑改性后的納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，避免采用成本高的有機(jī)硅，同時(shí)克服現(xiàn)有雙酚A型環(huán)氧樹脂封裝膠高吸濕性、耐紫外性差及短波透過率低等缺點(diǎn)，更適合用做高端LED封裝膠、大功率LED封裝膠或基于紫外光的白光與藍(lán)光LED封裝膠。且其性能好、成本低、工藝簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
本發(fā)明的內(nèi)容是一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于，該封裝膠由A、B兩組分構(gòu)成，經(jīng)A、B組分按I : (0. 9-1. 0)混合后用于施工，其中各組分制備方法如下
⑴組分A的制備將質(zhì)量百分比為95% 97%脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、I. 6% 2. 6%活性稀釋劑、0. 5% 1%增柔劑、0. 08% 0. 18%消泡劑和0. 02% 0. 10%透明藍(lán)紫染料色漿按比例稱量好，在70-90°C條件下攪拌3-4h，混合均勻；
⑵組分B的制備 將質(zhì)量百分比為98% 99%混合酸酐固化劑、0. 2% 1%促進(jìn)劑、
0.1%硅烷偶聯(lián)劑改性的納米紫外吸收劑、0. 5%多元醇和0. 01% 0. 09%抗氧化劑按比例稱量好，在70-90°C條件下攪拌3-4h，混合均勻。按上述方案的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為4-乙烯基環(huán)氧環(huán)己烷、3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基異丁烯酸酯、3，4-環(huán)氧環(huán)已基甲基_3，4-環(huán)氧環(huán)已基碳酸酯、3-環(huán)氧乙基-7-氧雜二環(huán)[4，1，0]庚烷、雙(7-氧雜雙環(huán)[4. I. 0]3_庚甲基己二酸酯)、雙環(huán)戊二烯二環(huán)氧化物、六氫鄰苯二甲酸雙縮水甘油酯中的一種或幾種。按上述方案的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的活性稀釋劑為環(huán)氧丙烷丁基醚、環(huán)氧丙烷苯基醚、芐基縮水甘油醚、叔碳酸縮水甘油醚、I, 4- 丁二醇縮水甘油醚中的一種或幾種。按上述方案的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的固化劑為60%-70%甲基六氫鄰苯二甲酸酐或六氫鄰苯二甲酸酐與30%-40%聚壬二酸酐的混合物。按上述方案的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的促進(jìn)劑為四甲基溴化胺、四乙基溴化銨、四甲基碘化胺、四乙基碘化胺、四丁基碘化胺、碘化四甲基磷和氯化四苯磷中的一種或幾種。按上述方案的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑改性的納米紫外吸收劑的制備方法如下將硅烷偶聯(lián)劑水溶液調(diào)PH值至3-4，倒入恒壓滴液漏斗中，再慢慢滴加到75°C的納米顆粒分散液中，于30min內(nèi)滴完并保溫反應(yīng)3h即可。按上述方案的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑為三烷基聚醚型硅烷偶聯(lián)劑。按上述方案的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的納米紫外吸收劑為粒徑為15nm的氧化鋅。按上述方案的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的抗氧化劑為2，6_ 二叔丁基對(duì)甲酚，四[￠-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、￠- (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯中的一種或幾種。改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，該封裝膠具有如下特點(diǎn)①外觀為透明液體，無(wú)離析、顆粒及凝膠；②選用分子結(jié)構(gòu)中不含苯環(huán)的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，其紫外線吸收量低，表現(xiàn)出良好的耐紫外老化性能、低吸濕性和較高的熱變形溫度；③摻雜
0.1%的納米二氧化鈦后，使其對(duì)紫外光區(qū)有很好的屏蔽效果，具有更好的抗紫外老化性能，且納米顆粒細(xì)的微孔結(jié)構(gòu)有利于散熱，可延長(zhǎng)LED的使用壽命；④硅烷偶聯(lián)劑改性后的納米氧化鋅，其分散性得到提高，且結(jié)構(gòu)中引入Si-O-Si鍵，從而使其粘結(jié)性增強(qiáng)、粘度降低、韌性提高、固化速率加快；⑤在120°c下膠化時(shí)間為I I. 5h，在150°C下膠化時(shí)間為0. 5
0.8h 沖擊強(qiáng)度大于12. 8 KJ/m2，抗彎強(qiáng)度大于14J ;⑦玻璃化溫度大于423K _70°C(30min) — IOO0C (30min)循環(huán)200-300次，冷熱沖擊無(wú)變化?、徇^兩次回流焊(峰值溫度260-265°C，時(shí)間10-30s)，封裝膠無(wú)脫落及黃變現(xiàn)象丨⑩紅墨水100°C浸煮Ih或常溫浸泡30天后，均無(wú)滲透，表明其抗高溫(85°C)高濕(85%相對(duì)濕度)性好。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例進(jìn)一步介紹本發(fā)明，但是實(shí)施例不會(huì)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例I
⑴組分A的制備將質(zhì)量百分比為96. 6% 3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基異丁烯酸酯、2. 6%環(huán)氧丙烷丁基醚、0.6%增柔劑、0. 14%消泡劑和0. 06%透明藍(lán)紫染料色漿按比例稱量好，在70-90°C條件下攪拌3-4h至混合均勻；
⑵改性納米顆粒的制備將15%硅烷偶聯(lián)劑水溶液調(diào)PH值至3-4，倒入恒壓滴液漏斗中，再慢慢滴加到75°C的85%納米氧化鋅分散液中，于30min內(nèi)滴完并保溫反應(yīng)3h ；
⑶組分B的制備將質(zhì)量百分比為98. 4%甲基六氫鄰苯二甲酸酐與聚壬二酸酐的混合物、0. 92 %四甲基溴化胺、0. 5%甘油、0. 1%硅烷偶聯(lián)劑改性納米氧化鋅和0. 08 %四[P -(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯按比例稱量好，在70-90°C條件下攪拌3-4h至混合均勻；
⑷A、B兩組分按I :0. 95混合后用于施工。實(shí)施例2
⑴組分A的制備將質(zhì)量百分比為96. 8%雙(7-氧雜雙環(huán)[4. I. 0]3_庚甲基己二酸酯)、2. 5%環(huán)氧丙烷苯基醚、0. 5%增柔劑、0. 14%消泡劑和0. 06%透明藍(lán)紫染料色漿按比例稱量好，在70-90°C條件下攪拌3-4h至混合均勻；
⑵改性納米顆粒的制備將15%硅烷偶聯(lián)劑水溶液調(diào)PH值至3-4，倒入恒壓滴液漏斗中，再慢慢滴加到75°C的85%納米氧化鋅分散液中，于30min內(nèi)滴完并保溫反應(yīng)3h ；
⑶組分B的制備將質(zhì)量百分比為98. 4%甲基六氫鄰苯二甲酸酐與聚壬二酸酐的混合物、0. 95%四甲基碘化胺、0. 5%甘油、0. 1%硅烷偶聯(lián)劑改性納米氧化鋅和0. 05% 2,6- 二叔丁基對(duì)甲酚按比例稱量好，在70-90°C條件下攪拌3-4h至混合均勻；
⑷A、B兩組分按I :0. 95混合后用于施工。
權(quán)利要求
1.一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于該封裝膠由A、B兩組分構(gòu)成，經(jīng)A、B組分按I : (0. 9-1. 0)混合后用于施工，其中A組分由脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、增柔劑、活性稀釋劑、透明藍(lán)紫染料色漿和消泡劑組成，B組分由固化劑、促進(jìn)劑、硅烷偶聯(lián)劑改性的納米紫外吸收劑、多元醇和抗氧化劑組成。
2.如權(quán)利要求I所述的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于各組分制備方法如下⑴組分A的制備將質(zhì)量百分比為95% 97%脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、I. 6% 2. 6%活性稀釋劑、0. 5% 1%增柔劑、0. 08% 0. 18%消泡劑和0. 02%~0. 10%透明藍(lán)紫染料色漿按比例稱量好，在70-90°C條件下攪拌3-4h，混合均勻；⑵組分B的制備將質(zhì)量百分比為98% 99%混合酸酐固化劑、0. 2% 0.8%促進(jìn)劑、0. 5%多元醇、0. 1%硅烷偶聯(lián)劑改性的納米紫外吸收劑和0. 01% 0. 09%抗氧化劑按比例稱量好，在70-90°C條件下攪拌3-4h，混合均勻。
3.如權(quán)利要求I和2所述的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為4-乙烯基環(huán)氧環(huán)己烷、3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基異丁烯酸酯、3，4-環(huán)氧環(huán)已基甲基-3，4-環(huán)氧環(huán)已基碳酸酯、3-環(huán)氧乙基-7-氧雜二環(huán)[4，I, 0]庚烷、雙(7-氧雜雙環(huán)[4. I. 0]3_庚甲基己二酸酯)、雙環(huán)戊二烯二環(huán)氧化物、六氫鄰苯二甲酸雙縮水甘油酯中的一種或幾種。
4.如權(quán)利要求I和2所述的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的活性稀釋劑為環(huán)氧丙烷丁基醚、環(huán)氧丙烷苯基醚、芐基縮水甘油醚、叔碳酸縮水甘油醚、1，4- 丁二醇縮水甘油醚中的一種或幾種。
5.如權(quán)利要求I和2所述的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的固化劑為60%-70%甲基六氫鄰苯二甲酸酐或六氫鄰苯二甲酸酐與30%-40%聚壬二酸酐的混合物。
6.如權(quán)利要求I和2所述的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的促進(jìn)劑為四甲基溴化胺、四乙基溴化銨、四甲基碘化胺、四乙基碘化胺、四丁基碘化胺、碘化四甲基磷和氯化四苯磷中的一種或幾種。
7.如權(quán)利要求I和2所述的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑改性的納米紫外吸收劑的制備方法如下將硅烷偶聯(lián)劑水溶液調(diào)PH值至3-4，倒入恒壓滴液漏斗中，再慢慢滴加到75°C的納米顆粒分散液中，于30min內(nèi)滴完并保溫反應(yīng)3h即可。
8.如權(quán)利要求I和7所述的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑為三烷基聚醚型硅烷偶聯(lián)劑。
9.如權(quán)利要求I和7所述的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的納米紫外吸收劑為粒徑為15nm的氧化鋅。
10.如權(quán)利要求I和2所述的一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，其特征在于所述的抗氧化劑為2，6- 二叔丁基對(duì)甲酚，四[P - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、￠- (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改性納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠。其特征在于該封裝膠由A、B兩組分構(gòu)成，經(jīng)A、B組分按1∶(0.9-1.0)混合后用于施工，其中A組分由脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、透明藍(lán)紫染料色漿、消泡劑和增柔劑組成，B組分由固化劑、促進(jìn)劑、硅烷偶聯(lián)劑改性的納米紫外吸收劑、多元醇和抗氧化劑組成。本發(fā)明提供一種透明度高、耐紫外老化性能好、粘結(jié)力強(qiáng)、固化快、粘度低的納米氧化鋅摻雜脂環(huán)族環(huán)氧樹脂LED封裝膠，避免采用成本高的有機(jī)硅，同時(shí)克服現(xiàn)有雙酚A型環(huán)氧樹脂高吸濕性、耐紫外性差及短波透過率低等缺點(diǎn)，更適合用做高端LED封裝膠、大功率LED封裝膠或基于紫外光的白光與藍(lán)光LED封裝膠。
文檔編號(hào)C09J11/06GK102719213SQ20121023216
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者喬毅, 常楊軍, 曹祥明, 曹祥來(lái) 申請(qǐng)人:江蘇泰特爾化工有限公司