一種高黏度自交聯(lián)型led封裝膠樹脂及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂及其制備方法。所述的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂按重量份數(shù)計算，將100～105份苯基三甲氧基硅烷、100～120份二苯基二甲氧基硅烷、10～20份含氫環(huán)體、20～60份蒸餾水、30～50份乙烯基雙封頭、100～200份溶劑、3～5份催化劑依次加入到容器中，升溫至40～60℃，攪拌下恒溫4～8h，然后升溫至100～130℃，攪拌下恒溫反應4～8h，所得反應液用蒸餾水水洗至中性，然后控制溫度為200℃，壓力為-0.096MPa下減壓蒸餾以除去溶劑及殘余水分，即得具有高透光率、高折射率等特點的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂。
【專利說明】一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料【技術領域】，具體涉及一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂及其制備方法。

【背景技術】
[0002]目前普遍使用的LED封裝材料為環(huán)氧樹脂和有機硅材料，環(huán)氧樹脂因其價格低廉應用最廣泛，但因環(huán)氧樹脂的耐熱性、耐濕性、柔軟性差，容易變黃，性脆、沖擊強度低、容易產生應力開裂、固化物收縮等不足，會因溫度驟變產生內應力，使金絲與引線框架斷開，從而降低LED的壽命，因此不適合大功率LED的封裝。功率型LED器件使用的封裝材料要求折射率高于1.5( 25°C )、透光率不低于70% (厚度為Imm樣品在可見光波長450 nm處的透光率)。有機硅材料可以制成高透明(透光率大于95%)和高折射率(可超過1.50)耐高溫的彈性體，將其用于LED的封裝材料時，不僅能克服環(huán)氧樹脂耐熱性差，耐溫性差、應力大、柔軟性差、容易變黃等缺點，而且能提高LED燈的光通量5%，大大地了延長了LED的壽命。目前，用于LED封裝用的有機硅樹脂基本為雙包裝，一個包裝為乙烯基樹脂，另一個包裝為交聯(lián)劑。如，中國發(fā)明專利申請?zhí)朇N201210532360.7公開了種LED封裝用苯基烯基硅樹脂及其制備方法，由這種苯基烯基硅樹脂作為LED封裝膠尚需要加入交聯(lián)劑才能使其固化。
[0003]現(xiàn)有的有機硅樹脂，多采用乙烯基苯基硅樹脂和交聯(lián)劑的形式固化得到。這樣制備存在的問題主要有:一方面當乙烯基苯基硅樹脂和交聯(lián)劑的折射至相差加大，這時兩者的分子結構就差異就較大，因此相容性就變差.硅凝膠透光率較差；另一方面二者在混合、固化時難以做到均勻混合、充分固化，導致LED封裝膠的性能下降；難以滿足大功率LED封裝業(yè)的發(fā)展需要。
[0004]而自交聯(lián)型樹脂由于本身分子結構中即含有S1-H鍵和乙烯基雙鍵，而不需要另外加入交聯(lián)劑，使封裝膠的制備和固化變得十分簡單。高黏度的封裝膠用樹脂是保障部分LED封裝工藝順利進行的基礎。使用時可以和低黏度樹脂具體根據工藝要求調解黏度。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決上述的乙烯基苯基硅樹脂和交聯(lián)劑固化前混合不均、相容性差等技術問題而提供一種同時具有高折射率、高透光性、易于規(guī)模化生產的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂及其制備方法，該高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠分子結構中同時含有乙烯基、苯基、S1-H鍵等分子結構，在固化時自身分子結構的乙烯基和S1-H鍵發(fā)生加成反應，大大減少了目前雙組分封裝膠存在的混合不均、相容性差等技術問題。該高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂在使用時可以和低黏度樹脂搭配使用，也可單獨使用，具體根據工藝要求調解黏度，使封裝工藝靈活穩(wěn)步推進。
[0006]本發(fā)明的技術方案一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，按重量份數(shù)計算，其原料組成及含量如下: 苯基三甲氧基硅烷100?105份
二苯基二甲氧基硅烷100?120份
含氫環(huán)體10?20份
乙烯基雙封頭30?50份
蒸懼水20?60份
溶劑100?200份
催化劑3?5份；
所述的溶劑為甲苯、苯或甲苯與苯組成的混合物；
所述的催化劑為質量百分比濃度為70%的硫酸水溶液、質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液或質量百分比濃度為70%的硫酸水溶液與質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液組成的混合酸水溶液；
上述的一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂的制備方法，步驟如下:
將苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、含氫環(huán)體、乙烯基雙封頭、蒸餾水、溶劑和催化劑依次加入到容器中，升溫至40?60°C，攪拌下恒溫4?8h，然后升溫至100?130°C，攪拌下恒溫反應4?8h，所得的反應液用蒸餾水水洗至中性，然后控制溫度為200°C，壓力為-0.096MPa下減壓蒸餾3.0?4.0h,以除去溶劑及殘余水分，即得高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂。
[0007]上述所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，其折光率高，按照國家標準GB/T614-2006《化學試劑折光率通用方法》對其折光率進行了測試，室溫下為1.5321?1.5401。
[0008]采用尤尼柯(上海)儀器有限公司的UV-2102PC紫外可見光分光光度計，將上述制備高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂的樣品置于ImmX ImmX 1mm的石英比色皿中；掃描波段為300-800nm，測試樣品透光率，其透光率可達98?99%。
[0009]上述所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，由于其具有高透光率、高折射率、粘度高等特點，可用于LED封裝領域，還可用于電子業(yè)LED室內外顯示板、LED交通信號等的封裝、隔絕保護等。
[0010]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，由于在分子主鏈引入了 S1-H鍵，分子鏈末端基引入乙烯基，在一定條件下，在催化劑的作用下可以控制同一分子鏈上S1-H鍵和分子鏈末端的乙烯基發(fā)生加成反應，生成自交聯(lián)結構，這樣的自交聯(lián)過程克服了目前雙組份封裝膠存在的混合不均、反應中相容性差等技術問題。由于聚合時加入了苯基三甲氧基硅烷，其獨特所帶的三個甲氧基團的存在，使得最終所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂形成一種三維網狀結構，該結構使該樹脂的黏度較大，適用于高黏度的LED封裝用膠使用。
[0011]進一步，本發(fā)明的一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，通過控制苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、含氫環(huán)體、乙烯基雙封頭等原料的組分的含量來實現(xiàn)對最終所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂中苯基含量的控制，由于苯基含量能很好的控制在30%-60%之間，因此最終所得的低黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂在滿足高折射率的同時，還具有高透光率。
[0012]本發(fā)明的一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂的制備方法，其制備路線短、環(huán)保， 因此具有制備過程簡單、操作方便、反應條件溫和，適于工業(yè)化生產。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1、實施例1所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂的紅外光譜圖。

【具體實施方式】
[0014]下面通過實施例并結合附圖對本發(fā)明進一步詳細描述，但并不限制本發(fā)明。
[0015]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)格均為化學純。
[0016]含氫環(huán)體，由浙江潤禾有機硅化工有限公司生產；
乙烯基雙封頭，由曲阜市萬達化工有限公司提供。
[0017]本發(fā)明所用的各種設備的型號及生產廠家的信息如下:
2W型阿貝折射率儀，蘇州圣輝精密儀器設備有限公司；
NDJ-1旋轉式黏度計，上海精密儀器有限公司；
UV-2102PC紫外分光光度計，尤尼柯(上海)儀器有限公司；
Shore D硬度計，上海鑫福電子科技有限公司。
[0018]實施例1
一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，按重量份數(shù)計算，其原料組成及含量如下:
苯基三甲氧基硅烷100份
二苯基二甲氧基硅烷100份含氫環(huán)體20份
乙烯基雙封頭30份蒸餾水20份溶劑100份催化劑3份；
所述的溶劑為甲苯；
所述的催化劑為質量百分比濃度為70%的硫酸水溶液。
[0019]上述的一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂的制備方法，步驟如下:
將苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、含氫環(huán)體、乙烯基雙封頭、蒸餾水、溶劑和催化劑依次加入到容器中，升溫至60°C，攪拌下恒溫4h，然后升溫至100°C，攪拌下恒溫反應8h，所得的反應液用蒸餾水水洗至中性，然后控制溫度為200°C，壓力為-0.096MPa下減壓蒸餾3.0h,以除去溶劑及殘余水分，即得高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，苯基含量理論值為60%。
[0020]將上述所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂通過紅外色譜儀(美國Nicolet公司380型)進行紅外光譜分析，所得的紅外光譜圖如圖1所示，從圖1中可以看出，3348CHT1為羥基的吸收峰，由此表明高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂分子結構中含有-OH ；
1635cm—1處峰形尖銳的吸收峰為S1-苯基的特征吸收峰，由此表明高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂分子結構中含有苯基；
2167 cm—1為S1-H鍵吸收峰，由此表明高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂分子結構中含有S1-H鍵；
1411 cm—1是S1-乙烯基的吸收峰，由此表明高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂分子結構中含有S1-乙烯基，說明乙烯基雙封頭成功進行了封端反應；
1261 cm—1是S1-CH3的吸收峰，由此表明高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂分子結構中含有甲基；
1096cm ―1處的寬而強的吸收帶為S1-O-Si的反對稱伸縮振動吸收峰，這是硅樹脂的特征吸收峰，由此表明已成功制備了含有S1-O-Si的有機硅樹脂。
[0021]上述所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂中由于含有S1-O-S1、S1-H鍵、乙烯基雙鍵等特征基團，說明S1-o、S1-H鍵、乙烯基雙鍵已成功引入到高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂中。
[0022]上述所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，采用蘇州圣輝精密儀器設備有限公司的2W型阿貝折射率儀，按照國家標準GB/T 614-2006《化學試劑折光率通用方法》對其折光率進行了測試，室溫下其折光率為1.5401 ；
采用尤尼柯(上海)儀器有限公司的UV-2102PC紫外可見光分光光度計，將上述所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，置于ImmXlmmXlOmm的石英比色皿中，掃描波段為300-800nm，測試樣品透光率，其透光率可達98% ；
上述所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，采用上海銳風儀器制造有限公司提供的NDJ-1旋轉粘度計，通過GB/T2794-2013，《膠粘劑粘度的測定單圓筒旋轉粘度計法》，在室溫25°C的條件下進行檢測，其粘度為25000mPa.S。
[0023]上述所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂放入150°C烘箱中固化lh，得無色透明硅樹脂，采用上海鑫福電子科技有限公司提供的Shore D硬度計測試其shore D硬度為33。
[0024]上述結果表明，實施例1所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂具有自固化交聯(lián)反應特性，在折射率、透光率及黏度等方面適用于目前大功率LED封裝膠樹脂使用。
[0025]實施例2
一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，按重量份數(shù)計算，其原料組成及含量如下:
苯基三甲氧基硅烷105份
二苯基二甲氧基硅烷120份
含氫環(huán)體10份
乙烯基雙封頭50份蒸餾水60份溶劑200份催化劑5份；
所述的溶劑為苯；
所述的催化劑為質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液。
[0026]上述的一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂的制備方法，步驟如下:
將苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、含氫環(huán)體、乙烯基雙封頭、蒸餾水、溶劑和催化劑依次加入到容器中，升溫至40°C，攪拌下恒溫8h，然后升溫至130°C，攪拌下恒溫反應4h，所得的反應液用蒸餾水水洗至中性，然后控制溫度為200°C，壓力為_0.096MPa下減壓蒸餾4.0h,以除去溶劑及殘余水分，即得高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，苯基含量理論值為30%。
[0027]上述所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，采用蘇州圣輝精密儀器設備有限公司的2W型阿貝折射率儀，按照國家標準GB/T 614-2006《化學試劑折光率通用方法》對其折光率進行了測試，室溫下其折光率為1.5321 ；
采用尤尼柯(上海)儀器有限公司的UV-2102PC紫外可見光分光光度計，將上述所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，置于ImmXlmmXlOmm的石英比色皿中，掃描波段為300-800nm,測試樣品透光率，其透光率可達99% ；
上述所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，采用上海銳風儀器制造有限公司提供的NDJ-1旋轉粘度計，通過GB/T2794-2013，《膠粘劑粘度的測定單圓筒旋轉粘度計法》，在室溫25°C的條件下進行檢測，其粘度為16000mPa.S。
[0028]上述所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂放入150°C烘箱中固化lh，得無色透明硅樹脂，采用上海鑫福電子科技有限公司提供的Shore D硬度計測試其shore D硬度為31。
[0029]上述結果表明，實施例2所得的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂具有自固化交聯(lián)反應特性，在折射率、透光率及黏度等方面適用于目前大功率LED封裝膠樹脂使用。
[0030]所述內容僅為本發(fā)明構思下的基本說明，而依據本發(fā)明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，其特征在于所述的高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂按重量份數(shù)計算，其原料組成及含量如下: 苯基三甲氧基硅烷100?105份 二苯基二甲氧基硅烷100?120份 含氫環(huán)體10?20份 乙烯基雙封頭30?50份 蒸懼水20?60份 溶劑100?200份催化劑3?5份； 所述的溶劑為甲苯、苯或甲苯與苯組成的混合物； 所述的催化劑為質量百分比濃度為70%的硫酸水溶液、質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液或質量百分比濃度為70%的硫酸水溶液與質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液組成的混合酸水溶液。
2.如權利要求1所述的一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，其特征在于按重量份數(shù)計算，其原料組成及含量如下: 苯基三甲氧基硅烷100份 二苯基二甲氧基硅烷100份含氫環(huán)體20份 乙烯基雙封頭30份蒸餾水20份溶劑100份催化劑3份； 所述的溶劑為甲苯； 所述的催化劑為質量百分比濃度為70%的硫酸水溶液。
3.如權利要求1所述的一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂，其特征在于按重量份數(shù)計算，其原料組成及含量如下: 苯基三甲氧基硅烷105份 二苯基二甲氧基硅烷120份含氫環(huán)體10份 乙烯基雙封頭50份蒸餾水60份溶劑200份催化劑5份； 所述的溶劑為苯； 所述的催化劑為質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液。
4.如權利要求1、2或3所述的一種高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂的制備方法，其特征在于步驟如下: 將苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、含氫環(huán)體、乙烯基雙封頭、蒸餾水、溶劑和催化劑依次加入到容器中，升溫至40?60°C，攪拌下恒溫4?8h，然后升溫至100?130°C，攪拌下恒溫反應4?8h，所得的反應液用蒸餾水水洗至中性，然后控制溫度為200°C，壓力為-0.096MPa下減壓蒸餾3.0?4.0h,即得高黏度自交聯(lián)型LED封裝膠樹脂。
【文檔編號】C09J183/07GK104231273SQ201410471227
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權日:2014年9月16日
【發(fā)明者】張英強, 張林林, 吳蓁 申請人:上海應用技術學院