本發(fā)明涉及有機硅橡膠復(fù)合物，特別涉及大功率集成LED封裝用的有機硅橡膠復(fù)合物。
背景技術(shù)：
目前我國的高亮度、大功率集成LED封裝用有機硅膠大部分需要靠進口，價格昂貴，這極大地限制了LED產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，且因國內(nèi)資金的缺乏和技術(shù)存在的缺陷，導(dǎo)致國產(chǎn)大功率集成LED封裝用有機硅膠產(chǎn)品存在透光率不高、耐熱性不佳、力學(xué)性能差、粘接性能差等問題。
為了解決上述問題，本發(fā)明利用氯鉑酸或鉑絡(luò)合物作為固化催化劑，在溫和的條件下，所制備的大功率集成LED封裝用的有機硅橡膠復(fù)合物在60～100℃的溫度下即可固化(表明低溫即可快速固化)，催化劑用量少，固化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高；通過優(yōu)選交聯(lián)劑的種類和配比，提高了膠體在高溫連續(xù)沖擊下的內(nèi)應(yīng)力釋放速率和分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使得其耐高溫性能優(yōu)異；通過進一步對粘接促進劑的配方優(yōu)化選擇，使得膠體在長期高溫作用下，粘接力強度幾乎無衰減。該有機硅橡膠復(fù)合物具有固化條件溫和、固化速率快、透明性好、硬度適宜、粘結(jié)強度高、耐高溫、耐老化等優(yōu)點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的旨在提供一種具有優(yōu)異的耐溫性、優(yōu)異的粘接性能和抗老化性能的可以作為大功率集成LED封裝用的有機硅橡膠復(fù)合物。
本發(fā)明的可以作為大功率集成LED封裝用的有機硅橡膠復(fù)合物包括A組分和B組分，所述的A組分與所述的B組分的重量比為1:1。
其中：
以甲基乙烯基硅油的重量份為基準，A組分由以下組分的原料及含量混合制備得到：
甲基乙烯基硅油(a)40～70重量份，優(yōu)選50～60重量份；
甲基乙烯基MQ硅樹脂(b)30～60重量份，優(yōu)選為40～50重量份；
鉑系催化劑(c)0.01～0.3重量份，優(yōu)選為0.1～0.3重量份；
以甲基乙烯基硅油的重量份為基準，B組分由以下組分的原料及含量混合制備得到：
甲基乙烯基硅油(a)60～80重量份，優(yōu)選為70～80重量份；
交聯(lián)劑(d)5～20重量份，優(yōu)選為7～13重量份；
抑制劑(e)0.1～0.3重量份，優(yōu)選為0.1～0.25重量份；
粘接促進劑(f)3～5重量份，優(yōu)選為3.5～5重量份。
所述的甲基乙烯基硅油(a)是本發(fā)明的有機硅橡膠復(fù)合物的主要組分。甲基乙烯基硅油(a)具有基本上直鏈的分子結(jié)構(gòu)。對甲基乙烯基硅油(a)的粘度推薦范圍為3000～20000mPa·s(使用旋轉(zhuǎn)粘度計，在25℃、750rpm測試)，優(yōu)選范圍為5000～10000mPa·s(使用旋轉(zhuǎn)粘度計，在25℃、750rpm測試)。
所述的甲基乙烯基MQ硅樹脂(b)是提高本發(fā)明的有機硅橡膠復(fù)合物的粘接強度和提高膠體韌性的重要組分之一，同時也對固化后的有機硅橡膠復(fù)合物的機械強度具有優(yōu)異的改善作用。所述的甲基乙烯基MQ硅樹脂是由CH2＝CH(CH3)2SiO1/2單元、(CH3)3SiO1/2單元和SiO4/2單元組成的共聚物。
所述的鉑系催化劑(c)是加速本發(fā)明的有機硅橡膠復(fù)合物固化所使用的一種催化劑組分。所述的鉑系催化劑(c)可以選自：氯鉑酸、四氯化鉑、醇改性的氯鉑酸、鉑和富勒烯烴的絡(luò)合物、鉑和鏈烯基(鏈烯基選自乙烯基或者烯丙基)硅氧烷的絡(luò)合物、鉑和羰基的絡(luò)合物中的一種或幾種。優(yōu)選為鉑和鏈烯基硅氧烷的絡(luò)合物。所述的鉑系催化劑(c)中鉑的質(zhì)量含量為2000～8000ppm，優(yōu)選為3000～7000ppm。
所述的交聯(lián)劑(d)是本發(fā)明的有機硅橡膠復(fù)合物中在以上所述的鉑類催化劑(c)存在下，與所述的甲基乙烯基硅油(a)和所述的甲基乙烯基MQ硅樹脂(b)反應(yīng)且交聯(lián)的固化劑。所述的交聯(lián)劑(d)的分子結(jié)構(gòu)可具有直鏈分子結(jié)構(gòu)、支鏈分子結(jié)構(gòu)、環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)或三維網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)；其是在一個有機氫聚硅氧烷分子內(nèi)具有至少兩個Si-H基團的有機氫聚硅氧烷，優(yōu)選選自四甲基四氫環(huán)四硅氧烷、端含氫硅油、支鏈型含氫硅油中的一種或幾種。
所述的抑制劑(e)是用以改進本發(fā)明的有機硅橡膠復(fù)合物的儲存穩(wěn)定性和可操作性。所述的抑制劑(e)選自2-甲基-3-丁炔-2-醇、3,5-二甲基-1-己炔 -3-醇、2-苯基-3-丁炔-2-醇、3-甲基-1-戊烯-4-炔-3-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、3-甲基-3-(三甲基硅氧)-1-丁炔、乙炔基環(huán)己醇中的一種或幾種。
所述的粘接促進劑(f)用以保持本發(fā)明的有機硅橡膠復(fù)合物的粘接性能的重要組分，是一種含有環(huán)氧基團的有機硅化合物，選自以下結(jié)構(gòu)的粘接促進劑中的一種或幾種：
粘接促進劑1：
粘接促進劑2：
粘接促進劑3：
粘接促進劑4：
本發(fā)明的可以作為大功率集成LED封裝用的有機硅橡膠復(fù)合物的制備方法包括A組分的制備及B組分的制備。
其中：
所述的A組分的制備為：以甲基乙烯基硅油的重量份為基準，將40～70重量份(優(yōu)選50～60重量份)的甲基乙烯基硅油、30～60重量份(優(yōu)選為40～50 重量份)的甲基乙烯基MQ硅樹脂和0.01～0.3重量份(優(yōu)選0.1～0.3重量份)的鉑系催化劑，依次加入到攪拌機內(nèi)進行攪拌混合均勻，即得到所述的A組分；
所述的B組分的制備為：以甲基乙烯基硅油的重量份為基準，將60～80重量份(優(yōu)選為70～80重量份)的甲基乙烯基硅油、5～20重量份(優(yōu)選為7～13重量份)的交聯(lián)劑、0.1～0.3重量份(優(yōu)選為0.1～0.25重量份)的抑制劑和3～5重量份(優(yōu)選為3.5～5重量份)的粘接促進劑，依次加入到攪拌機內(nèi)攪拌混合均勻，即得到所述的B組分；
使用時，將所述的A組分與所述的B組分按照重量比為1:1的配比進行混合均勻，真空脫泡(一般真空脫泡的時間為15～30分鐘)，點膠或灌膠于待封裝件上，先在60～100℃的溫度下加熱0.5～2小時(進行初步固化)，再在100～200℃下加熱1～4小時(進一步進行深度固化)，固化即可。
本發(fā)明的可以作為大功率集成LED封裝用的有機硅橡膠復(fù)合物中所涉及的各種原料均可從商業(yè)途徑獲得。將本發(fā)明的有機硅橡膠復(fù)合物點膠或灌膠在大功率集成LED上，經(jīng)過分段高溫固化后，獲得可售的產(chǎn)品。使用了本發(fā)明的有機硅橡膠復(fù)合物封裝的大功率集成LED耐溫性和粘接性能優(yōu)異。
本發(fā)明的有機硅橡膠復(fù)合物的透光率超過97％，且因引入了復(fù)合含氫硅油作為固化劑，引入含有環(huán)氧基團的改進硅烷偶聯(lián)劑作為粘接促進劑，從而提高了耐溫性和抗熱沖擊性，且對銀、鋁、PPA等基材附著力優(yōu)異。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例進一步對本發(fā)明進行說明，但它們并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，根據(jù)本發(fā)明的公開所做的一些非本質(zhì)的變化與調(diào)整，均視為落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
實施例1
A組分的制備：分別稱取原料粘度為3000mPa·s的甲基乙烯基硅油55g，甲基乙烯基MQ硅樹脂(由CH2＝CH(CH3)2SiO1/2單元、(CH3)3SiO1/2單元和SiO4/2單元組成的共聚物，浙江建橙有機硅有限公司，VM-37)44.9g，催化劑鉑-乙烯基硅氧烷的絡(luò)合物0.1g，其中鉑-乙烯基硅氧烷的絡(luò)合物中鉑的質(zhì)量含量為7000ppm；依次將上述稱取的原料加入到攪拌機內(nèi)攪拌混合均勻，即得到A組分；
B組分的制備：分別稱取原料粘度為3000mPa·s的甲基乙烯基硅油80g，由支鏈型含氫硅油和端含氫硅油按質(zhì)量比為3∶1復(fù)配而得的交聯(lián)劑14.8g，抑制劑乙炔基環(huán)己醇0.2g，粘接促進劑5g(前述的粘接促進劑1)；依次將上述稱取的原料加入到攪拌機內(nèi)攪拌混合均勻，即得到B組分；
使用時，將得到的A組分與B組分按照重量比為1:1的配比進行混合均勻，真空脫泡20分鐘，點膠或灌膠于待封裝的大功率集成LED器件上，先在90℃加熱1小時，再在150℃加熱3小時，即可。
實施例2
A組分的制備：分別稱取原料粘度為6000mPa·s的甲基乙烯基硅油(60g，甲基乙烯基MQ硅樹脂(由CH2＝CH(CH3)2SiO1/2單元、(CH3)3SiO1/2單元和SiO4/2單元組成的共聚物，浙江建橙有機硅有限公司，VM-37)39.9g，催化劑鉑-乙烯基硅氧烷的絡(luò)合物0.1g，其中鉑-乙烯基硅氧烷的絡(luò)合物中鉑的質(zhì)量含量為5000ppm；依次將上述稱取的原料加入到攪拌機內(nèi)攪拌混合均勻，即得到A組分；
B組分的制備：分別稱取原料粘度為6000mPa·s的甲基乙烯基硅油77g，由四甲基四氫環(huán)四硅氧烷和端含氫硅油按質(zhì)量比為3∶2復(fù)配而得的交聯(lián)劑17.8g，抑制劑3-甲基-1-戊炔-3-醇0.2g，粘接促進劑5g(前述的粘接促進劑2)；依次將上述稱取的原料加入到攪拌機內(nèi)攪拌混合均勻，即得到B組分；
使用時，將得到的A組分與B組分按照重量比為1:1的配比進行混合均勻，真空脫泡20分鐘，點膠或灌膠于待封裝的大功率集成LED器件上，先在90℃加熱1小時，再在150℃加熱3小時，即可。
實施例3
A組分的制備：分別稱取原料粘度為8000mPa·s的甲基乙烯基硅油50g，甲基乙烯基MQ硅樹脂(由CH2＝CH(CH3)2SiO1/2單元、(CH3)3SiO1/2單元和SiO4/2單元組成的共聚物，浙江建橙有機硅有限公司，VM-37)49.9g，催化劑鉑-乙烯基硅氧烷的絡(luò)合物0.1g，其中鉑-乙烯基硅氧烷的絡(luò)合物中鉑的質(zhì)量含量為5000ppm；依次將上述稱取的原料加入到攪拌機內(nèi)攪拌混合均勻，即得到A組分；
B組分的制備：分別稱取原料粘度為8000mPa·s的甲基乙烯基硅油80g， 由四甲基四氫環(huán)四硅氧烷和支鏈型含氫硅油按質(zhì)量比為1∶1復(fù)配而得的交聯(lián)劑14.8g，抑制劑2-甲基-3-丁炔-2-醇0.2g，粘接促進劑5g(前述的粘接促進劑3)；依次將上述稱取的原料加入到攪拌機內(nèi)攪拌混合均勻，即得到B組分；
使用時，將得到的A組分與B組分按照重量比為1:1的配比進行混合均勻，真空脫泡20分鐘，點膠或灌膠于待封裝的大功率集成LED器件上，先在90℃加熱1小時，再在150℃加熱3小時，即可。
實施例4
A組分的制備：分別稱取原料粘度為10000mPa·s的甲基乙烯基硅油60g，甲基乙烯基MQ硅樹脂(由CH2＝CH(CH3)2SiO1/2單元、(CH3)3SiO1/2單元和SiO4/2單元組成的共聚物，浙江建橙有機硅有限公司，VM-37)39.9g，催化劑鉑-乙烯基硅氧烷的絡(luò)合物0.1g，其中鉑-乙烯基硅氧烷的絡(luò)合物中鉑的質(zhì)量含量為3000ppm；依次將上述稱取的原料加入到攪拌機內(nèi)攪拌混合均勻，即得到A組分；
B組分的制備：分別稱取原料粘度為10000mPa·s的甲基乙烯基硅油76g，由四甲基四氫環(huán)四硅氧烷、支鏈型含氫硅油和端含氫硅油按質(zhì)量比1∶1∶1復(fù)配而得的交聯(lián)劑19.3g，抑制劑3-甲基-3-(三甲基硅氧)-1-丁炔0.2g，粘接促進劑4.5g(前述的粘接促進劑4)；依次將上述稱取的原料加入到攪拌機內(nèi)攪拌混合均勻，即得到B組分；
使用時，將得到的A組分與B組分按照重量比為1:1的配比進行混合均勻，真空脫泡20分鐘，點膠或灌膠于待封裝的大功率集成LED器件上，先在90℃加熱1小時，再在150℃加熱3小時，即可。
實施例5
A組分的制備：分別稱取原料粘度為20000mPa·s的甲基乙烯基硅油60g，甲基乙烯基MQ硅樹脂(由CH2＝CH(CH3)2SiO1/2單元、(CH3)3SiO1/2單元和SiO4/2單元組成的共聚物，浙江建橙有機硅有限公司，VM-37)39.9g，催化劑醇改性的氯鉑酸0.1g，其中鉑-乙烯基硅氧烷的絡(luò)合物中鉑的質(zhì)量含量為3000ppm；依次將上述稱取的原料加入到攪拌機內(nèi)攪拌混合均勻，即得到A組分；
B組分的制備：分別稱取原料粘度為20000mPa·s的甲基乙烯基硅油76g，由四甲基四氫環(huán)四硅氧烷、支鏈型含氫硅油和端含氫硅油按質(zhì)量比1∶1∶1復(fù)配而得的交聯(lián)劑19.3g，抑制劑2-苯基-3-丁炔-2-醇0.2g，粘接促進劑4.5g(前述的粘接促進劑4)；依次將上述稱取的原料加入到攪拌機內(nèi)攪拌混合均勻，即得到B組分；
使用時，將得到的A組分與B組分按照重量比為1:1的配比進行混合均勻，真空脫泡20分鐘，點膠或灌膠于待封裝的大功率集成LED器件上，先在90℃加熱1小時，再在150℃加熱3小時，即可。
比較例
道康寧公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，型號OE-6370M，20～30℃儲存?zhèn)溆谩?/p>
實施例與比較例的產(chǎn)品的性能測試：
分別將實施例1～5得到的A組分與B組分按照重量比為1:1的配比進行混合均勻，真空脫泡30分鐘后取出，及取出比較例的道康寧公司生產(chǎn)的產(chǎn)品；同時用以下4種方法進行評價，結(jié)果見表1。
測試一：將取出的混合物點膠至經(jīng)過120℃除濕2小時處理的大功率集成LED支架上，固化條件：先在90℃加熱1小時，再在150℃加熱3小時，固化后將LED支架放置在280℃電加熱臺上放置60分鐘，觀察膠體是否有黃變和開裂現(xiàn)象；
測試二：分別根據(jù)GB/T528-2009要求制作片材，將取出的混合物在模具內(nèi)流平。固化條件：先在90℃加熱1小時，再在150℃加熱3小時。根據(jù)GB/T528-2009要求制作啞鈴狀硅膠樣件，用拉力機測試拉伸強度(拉力機的型號為三思縱橫，UTM4000系列)；
測試三：分別根據(jù)GB/T528-2009要求制作片材，將取出的混合物在模具內(nèi)流平。固化條件：先在90℃加熱1小時，再在150℃加熱3小時。將固化后的樣品進行透光率測試；
測試四：用邵氏A硬度計測試固化后硅膠的硬度，測試方法根據(jù)GB/T2411-2008。
實施例及比較例的測試結(jié)果見表1。
表1 實施例及比較例測試結(jié)果
通過以上實施例及比較例數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明的有機硅橡膠復(fù)合物與道康寧OE-6370M相比，硬度適中，成本更低，透光率更高，可以滿足大功率集成LED的使用要求。