本發(fā)明屬于絕緣固晶膠制備技術領域，具體是一種LED用單組分環(huán)氧絕緣固晶膠及制備方法。

背景技術：

隨著科技的進步和社會的發(fā)展，人們對資源短缺和環(huán)境污染的認識逐漸提高。為了實現(xiàn)社會經濟可持續(xù)發(fā)展的目標，我國在節(jié)能和環(huán)保領域投入了大量的人力，財力與物力。照明耗能作為能源消耗大戶，每年消耗了大量的電能，因此，有必要發(fā)展和使用更為節(jié)能環(huán)保的照明方式。LED具有省電，壽命長，環(huán)保等特點，近年來取得了快速的發(fā)展。而在LED制造過程中，高性能的LED固晶封裝材料則是最重要的物料之一，也是各國研究的重要領域。

環(huán)氧固晶膠具有優(yōu)異的機械強度，穩(wěn)定的理化性能（硬度高，耐化學腐蝕），是目前LED產業(yè)中最常用的固晶材料。但由于本身分子結構的影響，其也具有韌性差，在長時間點燈實驗中會黃變等缺點。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種耐黃變性優(yōu)異，韌性好，抗沖擊性，高粘接強度的LED用單組分環(huán)氧絕緣固晶膠及制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種LED用單組分環(huán)氧絕緣固晶膠，按其重量份數(shù)計算，組成如下：環(huán)氧樹脂100份、異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂25~60份、稀釋劑5~20份、固化劑8~25份、固化促進劑1~10份、抗氧劑0.1~1份、觸變劑1~10份。

一種LED用單組分環(huán)氧絕緣固晶膠的制備方法，稱量環(huán)氧樹脂、異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂并將它們在80℃的加熱臺下混合，混合的方式是機械攪拌，攪拌速率為1000轉/分，時間為10分鐘，然后將攪拌均勻的混合物冷卻至室溫，并依次加入稀釋劑，抗氧劑和觸變劑，添加結束后繼續(xù)攪拌10分鐘，待混合均勻后向混合物中加入固化劑及固化促進劑，機械攪拌5分鐘后將混合物轉入高速剪切混合機中進行混合，混合速率為2000轉/分，時間為30s，重復在高速剪切混合機中的混合過程3次得到混合均勻的膠狀物即為固晶膠粘劑。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述環(huán)氧樹脂實例是一種氫化環(huán)氧樹脂例如EP-4080E。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述聚氨酯改性環(huán)氧樹脂是通過異氰酸酯與環(huán)氧樹脂反應制得，由于脂肪族異氰酸酯和氫化的環(huán)氧樹脂不含有容易被氧化的不飽和雙鍵，故其具有優(yōu)異的耐黃變性；用于制備聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的異氰酸酯為脂肪族異氰酸酯，環(huán)氧樹脂為氫化的環(huán)氧樹脂。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備方法如下：向1000ml三頸瓶中加入氫化環(huán)氧樹脂A(450g，EEW=200)，通入氮氣，攪拌并加熱至145~150℃，然后加入2-甲基咪唑（0.15g），升溫至160℃，同時，在30分鐘內將脂肪族異氰酸酯HDI(50g)緩慢地滴加到上述三頸瓶混合溶液中，繼續(xù)在160℃反應，并用紅外光譜檢測，直至異氰酸酯基團特征峰完全消失時，停止反應；得到含有惡唑酮環(huán)的異氰酸酯改性的環(huán)氧樹脂，EEW=235，在80℃時的粘度為800mPa.s。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述固化劑優(yōu)選為雙氰胺類固化劑。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述固化促進劑包括苯基-二甲脲類衍生物、叔胺類衍生物、咪唑類衍生物、端叔胺超支化聚合物或上述物質的混合物，使用效果較好的是苯基-二甲脲類衍生物，例如1,1-二甲基-3-苯基脲。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述稀釋劑包括反應型稀釋劑和非反應型稀釋劑，優(yōu)選反應型稀釋劑，最優(yōu)選不含苯環(huán)，雙鍵等不飽和鍵的反應型稀釋劑，例如1,6-己二醇二縮水甘油醚。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述抗氧劑，包括芳香胺類抗氧劑和受阻酚類抗氧劑等，例如2,6-二叔丁基對甲基苯酚。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述觸變劑，包括氣相白炭黑、氫化蓖麻油和液體有機硅類觸變劑等；優(yōu)選氣相白炭黑。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：一、具有優(yōu)異耐黃變性，好的韌性和抗沖擊性，高的粘接強度，適用高速點膠工藝等優(yōu)點；二、采用自制的異氰酸酯改性的環(huán)氧樹脂，解決了傳統(tǒng)環(huán)氧固晶膠中耐黃變性不足，韌性差等缺點；三、本發(fā)明所發(fā)展的制備異氰酸酯改性的環(huán)氧樹脂的方法條件簡單，無溶劑，對環(huán)境無污染，成本低。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)存環(huán)氧固晶膠的耐黃變性不足，韌性差等缺點，提供一種耐黃變性優(yōu)異，韌性好，抗沖擊性，高粘接強度的單組分環(huán)氧絕緣固晶膠組合物，并提供了該固晶膠組合物的制備方法。

LED用單組分環(huán)氧絕緣固晶膠，按其重量份數(shù)計算，組成如下：

環(huán)氧樹脂 100份；

異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂 25~60份；

稀釋劑 5~20份；

固化劑 8~25份；

固化促進劑 1~10份；

抗氧劑 0.1~1份；

觸變劑 1~10份。

本發(fā)明中使用的較好的環(huán)氧樹脂是脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，脂肪族環(huán)氧樹脂和氫化環(huán)氧樹脂，更優(yōu)選氫化的環(huán)氧樹脂。其固化后表現(xiàn)出好的耐黃變性，優(yōu)異的機械、黏結和絕緣性能。該導熱膠中可以采用的一種樹脂實例是一種氫化環(huán)氧樹脂例如EP-4080E（Adeka公司）。

根據(jù)高分子互穿網(wǎng)絡原理，在環(huán)氧樹脂結構中帶有惡唑酮環(huán)的環(huán)氧樹脂、固化后其耐熱性、柔韌性俱佳。該固晶膠中采用的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂為自制的含惡唑酮環(huán)的環(huán)氧樹脂，其是通過異氰酸酯與環(huán)氧樹脂反應制得。由于脂肪族異氰酸酯和氫化的環(huán)氧樹脂不含有容易被氧化的不飽和雙鍵，故其具有優(yōu)異的耐黃變性。本文所述的用于制備聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的異氰酸酯為脂肪族異氰酸酯，所述的環(huán)氧樹脂為氫化的環(huán)氧樹脂。

用脂肪族異氰酸酯和氫化環(huán)氧樹脂制備含惡唑酮環(huán)的異氰酸酯改性的環(huán)氧樹脂的方法如下：向1000ml三頸瓶中加入氫化環(huán)氧樹脂A (450g，EEW=200)，通入氮氣，攪拌并加熱至145~150℃，然后加入2-甲基咪唑（0.15g），升溫至160℃，同時，在30分鐘內將脂肪族異氰酸酯HDI(50g)緩慢地滴加到上述三頸瓶混合溶液中，繼續(xù)在160℃反應，并用紅外光譜檢測，直至異氰酸酯基團特征峰完全消失時，停止反應。得到含有惡唑酮環(huán)的異氰酸酯改性的環(huán)氧樹脂，EEW=235，在80℃時的粘度為800 mPa.s。

該固晶膠中采用的固化劑：考慮到膠的室溫存放期以及固化速度以及色澤性等問題等因素，使用效果較好的是雙氰胺類固化劑，例如Omicure DDA 5（CVC公司）。

該固晶膠中可以采用的固化促進劑，包括苯基-二甲脲類衍生物，叔胺類衍生物，咪唑類衍生物，端叔胺超支化聚合物或上述物質的混合物，使用效果較好的是苯基-二甲脲類衍生物，例如1,1-二甲基-3-苯基脲（湖北鑫鳴泰化學有限公司）。

稀釋劑實質上用來溶解該樹脂體系和調整該膠粘劑的粘度，該固晶膠中可以采用的稀釋劑，包括反應型稀釋劑和非反應型稀釋劑，優(yōu)選反應型稀釋劑。最優(yōu)選不含苯環(huán)，雙鍵等不飽和鍵的反應型稀釋劑，例如1,6-己二醇二縮水甘油醚（上海紫銘試劑廠）。

該固晶膠中可以采用的抗氧劑，包括芳香胺類抗氧劑和受阻酚類抗氧劑等，例如2,6-二叔丁基對甲基苯酚（美嵐實業(yè)（上海）有限公司）?？寡鮿┰诰酆衔矬w系中僅少量存在時，就可延緩或抑制聚合物氧化過程的進行，從而抑制聚合物黃變，老化并延長其使用壽命。

當固晶膠受剪切或者靜置狀態(tài)下，觸變劑用來控制膠體的流變性能，使其不會發(fā)生流淌或者滴落的一種改性劑，該固晶膠中可以采用的觸變劑，包括氣相白炭黑，氫化蓖麻油和液體有機硅類觸變劑等。優(yōu)選氣相白炭黑，例如Cabot TS720 (Cabot公司)。

本發(fā)明的積極進步效果在于：

（1）所述的絕緣固晶膠具有優(yōu)異耐黃變性，好的韌性和抗沖擊性，高的粘接強度，適用高速點膠工藝等優(yōu)點。

（2）采用自制的異氰酸酯改性的環(huán)氧樹脂，解決了傳統(tǒng)環(huán)氧固晶膠中耐黃變性不足，韌性差等缺點；

（3）本發(fā)明所發(fā)展的制備異氰酸酯改性的環(huán)氧樹脂的方法條件簡單，無溶劑，對環(huán)境無污染，成本低。

具體實施方式

本發(fā)明可以進一步通過如下的實施例進行描述。

實施例1：按照表1中給出的質量稱量環(huán)氧樹脂、異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂并將它們在80℃的加熱臺下混合，混合的方式是機械攪拌，攪拌速率為1000轉/分，時間為10分鐘，然后將攪拌均勻的混合物冷卻至室溫，并依次加入稀釋劑，抗氧劑和觸變劑，添加結束后繼續(xù)攪拌10分鐘，待混合均勻后向混合物中加入固化劑及固化促進劑，機械攪拌5分鐘后將混合物轉入高速剪切混合機中進行混合，混合速率為2000轉/分，時間為30s，重復在高速剪切混合機中的混合過程3次得到混合均勻的膠狀物即為固晶膠粘劑。

實施例2-6按照實施例1所示的步驟制備。

實施例7：LED用單組分環(huán)氧絕緣固晶膠，按其重量份數(shù)計算，組成如下：環(huán)氧樹脂100份、異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂25份、稀釋劑5份、固化劑8份、固化促進劑1份、抗氧劑0.1份、觸變劑1份。

實施例8：LED用單組分環(huán)氧絕緣固晶膠，按其重量份數(shù)計算，組成如下：環(huán)氧樹脂100份、異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂60份、稀釋劑20份、固化劑25份、固化促進劑10份、抗氧劑1份、觸變劑10份。

實施例7-8按照實施例1所示的步驟制備。

對比例1：按照表1中給出的質量稱量環(huán)氧樹脂，稀釋劑，抗氧劑和觸變劑并將它們混合均勻，混合的方式是機械攪拌，攪拌速率為1000轉/分，時間為10分鐘，待混合均勻后向混合物中加入固化劑及固化促進劑，機械攪拌5分鐘后將混合物轉入高速剪切混合機中進行混合，混合速率為2000轉/分，時間為30s，重復在高速剪切混合機中混合3次得到混合均勻的膠狀物即為固晶膠粘劑。

對比例2按照實施例1所示的步驟制備。

性能檢測：固晶膠粘結強度的測試樣品的準備按照標準GB7124-86進行，首先將用于測試的冷軋鋼基材用乙酸乙酯進行擦洗去油，然后將膠涂于需要粘結的表面，將兩片冷軋鋼片合攏，采用金屬夾子將其固定后放于固化爐中，固化條件為150℃，60分鐘，待固化后的樣品冷卻后在拉力試驗機上進行測試得到粘結強度具體數(shù)據(jù)。

固晶膠固化之后先通過紫外燈老化箱進行加速老化實驗，然后通過透光率測試考察加速老化前后透光率下降程度，以此來表針固晶膠的耐黃變性。樣品的制備：將固晶膠注入一個深度2mm，直徑12mm的四氟乙烯的模具中，待膠流平后將模具置入固化爐中進行固化處理，固化條件為150℃，60分鐘。待固化后的樣品冷卻到室溫后將圓盤狀樣品取出進行測試。先測試圓盤試樣的透光率，然后將圓盤試樣放入紫外燈老化箱進行老化實驗（波長365nm，溫度50 ℃， 老化時間500小時），待老化實驗完成后，將老化后的圓盤試樣取出并測試其透光率，計算老化前后透光率下降百分比。透光率下降百份比為0~3時，表示耐黃變性好，在3~6時，表示耐黃變性一般，大于6時，表示耐黃變性差。

表1

表2

上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。