专利名称：含氟基和环氧基团的聚硅氧烷及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种聚硅氧烷，特别涉及一种含氟基和环氧基团的聚硅氧烷及其制备方法与应用。
背景技术：
LED是一类能直接将电能转化为光能的发光元件，即在半导体p-n结中地方施加正向电流时，能够发出可见光、红外光、紫外光的半导体发光器件。作为新型高效固体光源， LED具有体积小、耗电量低、寿命长、节能、绿色环保等显著优点，因而广泛应用于手机、显示、汽车、照明、信号灯以及其他领域，是21世纪最具发展前景的高技术产品之一，是继火、 白炽灯和荧光灯后人类照明的第四次革命。LED作为照明光源正朝着高亮度、优异耐气候性等方向发展，对应要求LED封装材料具有优异的密封性、透光性、粘接性、耐热性、介电性和机械性能等特点。目前市场上用于封装用的高分子材料有环氧树脂、有机硅、聚碳酸酯、玻璃及聚甲基丙烯酸甲酯等，其中环氧树脂和有机硅是占有市场最大的两大产品，既可用于封装，也可作为透镜使用。环氧树脂具有优良的粘接性、电绝缘性能、密封性、耐腐蚀性和介电性能等，占有国内LED封装市场的65%以上，是LED封装中成本最低且用量最多的封装材料；例如1962年通用电器公司的尼克 何伦亚克(Hol-onyak)开发出第一种实际应用的可见光发光二极管就是使用环氧树脂封装的，但环氧树脂存在耐热性不高，耐湿热性和耐候性比较差，且质脆、易疲劳、抗冲击韧性差等问题，因而易发生黄变导致光衰，影响LED器件的使用寿命。有机硅特殊的组成和独特的分子结构使其集无机物的功能与有机物的特性于一身，因而其具有优异的热稳定性、耐候性、耐高低温性、高透光性、低吸湿性和绝缘性特点；但有机硅材料的折光率一般为 1.4 1.5，与晶片的折光率(η = 2.0 2. 2)相差较大，在晶片的光输出过程中易发生全反射而降低发光效率，从而会大幅度降低LED发光亮度。
发明内容
针对上述问题特点，本发明制备了一种LED封装用含氟基和环氧基团的聚硅氧烷，在有机硅中引入了含有疏水性的氟烃基链端及环氧功能基，有效提高折光率同时改善体系韧性、吸水性等性能，兼具了环氧树脂与有机硅的优点；同时该硅氧烷可单独或与环氧树脂进行复合制备LED封装材料，所制备的LED封装材料具有优异的耐热性、耐候性、力学性能，以及低吸水率、低表面能等性能。本发明的首要目的在于提供一种含氟基和环氧基团的聚硅氧烷。本发明的另一目的在于提供所述含氟基和环氧基团的聚硅氧烷的制备方法。本发明的再一目的在于提供所述含氟基和环氧基团的聚硅氧烷的应用。本发明的目的通过下述技术方案实现一种含氟基和环氧基团的聚硅氧烷，如式 I所示
权利要求
1.一种含氟基和环氧基团的聚硅氧烷，其特征在于其化学结构式如式I所示
2.权利要求1所述的含氟基和环氧基团的聚硅氧烷的制备方法，其特征在于包含以下步骤(1)将环氧烃基硅烷、氟烃基硅烷和有机溶剂混合均勻，得到溶液A；(2)将水、催化剂和有机溶剂混合，得到溶液B；(3)将溶液A加热至50 120°C，溶液B以每毫升70秒的速度往溶液A中进行滴加； 滴加完毕后，继续于50 120°C反应3 48h，冷却，除去溶剂制得含氟基和环氧基团的聚硅氧烷；氟烃基硅烷和环氧烃基硅烷按摩尔比15 51进行配比； 环氧烃基硅烷的结构如式II或式III所示
3.根据权利要求2所述的含氟基和环氧基团的聚硅氧烷的制备方法，其特征在于所述的环氧烃基硅烷为 OC6H9CH2CH2Si (OMe) 3、OCH2CHCH2OC3H6Si (OMe) 3、 OCH2CHCH2OC3H6SiPh (OEt)2, OCH2CHCH2OC3H6Si (OEt) 3、OCH2CHCH2OC3H6SiMe (OEt) 2、 OCH2CHCH2OC8H16Si (OMe) 3 或 OOl2CHCH2OC^8Si (OMe) 3。
4.根据权利要求2所述的含氟基和环氧基团的聚硅氧烷的制备方法，其特征在于 所述的氟烃基硅烷为 CF3CH2CH2SiMe(OMe)2、CF3CH2CH2Si (OMe) ·3、(CF3CH2CH2)2Si (OMe)2, C6F13CH2CH2Si (OEt) 3、C3F7CH2CH2Si (OEt) 3、(CF3) 2CFCFH (CF3) CFCH2CH2CH2CH2Si (OMe) 3、 C6F13CH2CH (CH3) C3H6Si (OCH3) 3、 n-C8F17C2H4S i (OCH3) 3 ^ (CF3) 2CFCFH (CF3) CFCH2CH2CH2CH2SiMe (OMe) 2。
5.根据权利要求2所述的含氟基和环氧基团的聚硅氧烷的制备方法，其特征在于 所述的有机溶剂为四氢呋喃、1，4 二氧六烷、乙醇、环己烷、丁酮、异丙醇或乙二醇二甲醚中的至少一种；所述的催化剂为金属羧酸盐催化剂、酸性催化剂或碱性催化剂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的含氟基和环氧基团的聚硅氧烷的制备方法，其特征在于所述的金属羧酸盐催化剂为二丁基二月桂酸锡；所述的酸性催化剂为乙二酸、甲酸或醋酸中的至少一种；所述的碱性催化剂为四甲基氢氧化铵、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、乙二胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的至少一种。
7.根据权利要求2所述的含氟基和环氧基团的聚硅氧烷的制备方法，其特征在于步骤O)中所述的水与氟烃基硅烷和环氧烃基硅烷硅烷中的烷氧基的配比为摩尔比0. 1 3. O ；所述的催化剂的用量为反应体系总质量的0. 01% 5%。
8.权利要求1所述的含氟基和环氧基团的聚硅氧烷在LED封装材料中的应用。
9.一种LED封装材料，其特征在于包括如下按重量份计的组分权利要求1所述的含氟基和环氧基团的聚硅氧烷环氧树脂固化剂促进剂
10.根据权利要求9所述的LED封装材料，其特征在于 所述的环氧树脂为脂环族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或环氧化丁二烯中的一种或至少两种；所述的固化剂为酸酐类固化剂或酚树脂类固化剂中的一种或两种；·0.1 100份 0 100份 10 150份 0.1 2.0 份。所述的促进剂为苄基二甲胺、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵或四丁基溴化铵中的一种或至少两种。
全文摘要
本发明公开了一种如式I所示的含氟基和环氧基团的聚硅氧烷及其制备方法与应用。本发明首先通过将环氧烃基硅烷、氟烃基硅烷和有机溶剂混合均匀，得到溶液A；将水、催化剂和有机溶剂混合，得到溶液B；将溶液A加热至50～120℃，溶液B以每毫升70秒的速度往溶液A中进行滴加；滴加完毕后，继续于50～120℃反应3～48h，冷却，除去溶剂制得含氟基和环氧基团的聚硅氧烷。该聚硅氧烷与固化剂固化或与环氧树脂复合用于LED封装材料。该聚硅氧烷与环氧树脂进行复合制备LED封装材料，可有效地改善体系的耐热性、耐候性、化学稳定性、吸水性及疏水防污等特性，是有机硅氟在LED封装材料领域研究的新方向。
文档编号C08G77/24GK102250355SQ20111014238
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者刘伟区, 高南 申请人:中科院广州化学有限公司