一种led封装用液体硅橡胶组合物及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种LED封装用液体硅橡胶组合物及其制备方法。一种LED封装用液体硅橡胶组合物，组分如下，均为重量份：含有脂肪族不饱和键的有机聚硅氧烷60～120份、有机氢聚硅氧烷份2～45份、特种功能基聚硅氧烷5～30份、铂络合物催化剂0.01～0.5份、抑制剂0.01～0.05份、增粘剂0.5～3份。本发明还涉及该LED封装用液体硅橡胶组合物的制备方法。本发明在液体硅橡胶组合物中添加了特种功能基聚硅氧烷，其起到了高强度补强的作用，大大提高了产品的拉伸强度、撕裂强度、扯断伸长率等机械力学性能，而且产品有很好的粘结性，透光率≥99%。
【专利说明】一种LED封装用液体硅橡胶组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种LED封装用液体硅橡胶组合物及其制备方法，属于液体硅橡胶制备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)，具有效率高，光色纯，能耗小，寿命长，响应快，无污染，全固态等优点，是一种新型照明光源，被称为是绿色的“固态照明”。随着LED技术的不断发展与成熟，白光LED的光效已经达到甚至超过普通白炽灯的光效水平，光通量也在大幅增加，这使得LED有望成为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代照明光源。
[0003]通常的LED封装用材料主要包括环氧树脂、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、热固性环氧树脂和光学尼龙等，随着LED功率的加大和亮度的提高，这些材料因耐热性不好，易产生黄变，导致光衰，无法满足功率型LED芯片的性能要求，因此，需要寻求新的替代材料。有机硅材料具有耐冷热冲击、耐黄变、无色透明、低应力等优点，是LED封装用的最佳材料。
[0004]普通硅橡胶未经补强时，强度较低，基本没有使用性能。采用气相白炭黑进行补强，由于气相白炭黑与有机硅材料的折射率相差较大，会降低LED封装材料的透光率，并且随气相白炭黑用量的增加，胶料粘度急剧增大，造成操作困难，影响点胶工艺。仅用MQ硅树脂补强时，虽然能使硅橡胶的拉伸强度有所改善，但对于撕裂强度和扯断伸长率的提高，存在一定局限性，不能满足要求较高的LED封装。
[0005]中国专利文献CN102344684A (申请号201110233591.3)引入了二异氰酸酯改性、末端为羟基的乙烯基硅油制备了 LED模组封装有机硅橡胶，提高了硅橡胶的撕裂性能，但对于拉伸强度和扯断伸长率的提高不明显。
[0006]中国专利文献CN103146202A (申请号201310087259.X)引入了端乙烯基超支化聚
硅氧烷，将其应用在发光二极管封装用液体硅橡胶中，对于力学性能有一定提高，但仍不能满足更高要求的LED封装。
[0007]中国专利文献CN102181159A (申请号201110061714.X)将POSS应用在LED封装材料中，由于制备POSS不仅需要使用溶剂，而且工艺复杂，成本较高。
[0008]另外，添加增粘剂的LED硅橡胶组合物，与很多材料都有不同程度的粘结性，因此，使用金属模具或玻璃模具硫化制备测试样时，往往会让LED硅胶难以脱模，得不到完整的硅橡胶测试片，需要加入脱模剂或在模具上铺膜。加入脱模剂会使硅橡胶表面易粘灰尘，影响透光率，铺膜容易移位，造成LED硅胶片表面出现沟沟坎坎，不平整，影响力学性能数据的准确性。
【发明内容】
[0009]本发明针对现有技术的不足，提供一种LED封装用液体硅橡胶组合物及其制备方法。[0010]发明概述
[0011]本发明提供的一种LED封装用液体硅橡胶组合物及其制备方法，是在液体硅橡胶组合物中添加了容易获得、成本较低的特种功能基聚硅氧烷高强度补强组分，得到拉伸强度、撕裂强度、扯断伸长率等机械力学性能得到极大改善的液体硅橡胶产品，同时采用聚四氟乙烯模具制备测试样。
[0012]发明详述
[0013]一种LED封装用液体硅橡胶组合物，组分如下，均为重量份:
[0014]含有脂肪族不饱和键的有机聚硅氧烷(A)60~120份、有机氢聚硅氧烷(B)份2~45份、特种功能基聚硅氧烷(C) 5~30份、钼络合物催化剂(D) 0.01-0.5份、抑制剂(E)0.01~0.05份、增粘剂(F) 0.5~3份; [0015]所述含有脂肪族不饱和键的有机聚硅氧烷(A)为分子中含有2个以上链烯基的直链有机聚硅氧烷(A-1)和/或分子中含有2个以上链烯基的树脂结构的有机聚硅氧烷(A-2)；
[0016]所述的有机氢聚硅氧烷(B)为分子中含有2个以上H原子的直链有机氢聚硅氧烷(B-1)和/或分子中含有2个以上H原子的树脂结构的有机氢聚硅氧烷(B-2)；
[0017]所述的特种功能基聚硅氧烷(C)，为分子中含有多乙烯基环硅氧烷基的聚硅氧烷(C-1)和/或羟基乙烯基聚硅氧烷(C-2)；
[0018]分子中含有多乙烯基环硅氧烷基的聚硅氧烷的通式如下:
[0019]
【权利要求】
1.一种LED封装用液体硅橡胶组合物，其特征在于，组分如下，均为重量份: 含有脂肪族不饱和键的有机聚硅氧烷(A) 60~120份、有机氢聚硅氧烷(B)份2~45份、特种功能基聚硅氧烷(C) 5~30份、钼络合物催化剂(D) 0.01-0.5份、抑制剂(E).0.01~0.05份、增粘剂(F) 0.5~3份; 所述含有脂肪族不饱和键的有机聚硅氧烷(A)为分子中含有2个以上链烯基的直链有机聚硅氧烷(A-1)和/或分子中含有2个以上链烯基的树脂结构的有机聚硅氧烷(A-2)；所述的有机氢聚硅氧烷(B)为分子中含有2个以上H原子的直链有机氢聚硅氧烷(B-1)和/或分子中含有2个以上H原子的树脂结构的有机氢聚硅氧烷(B-2)； 所述的特种功能基聚硅氧烷(C)，为分子中含有多乙烯基环硅氧烷基的聚硅氧烷(C-1)和/或羟基乙烯基聚硅氧烷(C-2)； 分子中含有多乙烯基环硅氧烷基的聚硅氧烷的通式如下:
2.如权利要求1所述的LED封装用液体硅橡胶组合物，其特征在于，组分如下，均为重量份: 含有脂肪族不饱和键的有机聚硅氧烷(A) 80~100份、有机氢聚硅氧烷(B) 7~30份、特种功能基聚硅氧烷(C) 5~15份，钼络合物催化剂(D) 0.015~0.03份、抑制剂(E)0.015~0.02份、增粘剂(F) I~2份。
3.如权利要求1所述的LED封装用液体硅橡胶组合物，其特征在于，所述分子中含有2个以上链烯基的直链有机聚硅氧烷(A-1)选自乙烯基硅油和/或苯基乙烯基硅油，粘度为3000~15000mPa.s ;所述分子中含有2个以上链烯基的树脂结构的有机聚硅氧烷(A-2)选自乙烯基硅树脂和/或苯基乙烯基硅树脂，粘度为5000~20000mPas。 根据本发明优选的，所述分子中含有2个以上H原子的直链有机氢聚硅氧烷(B-1)选自含氢硅油和/或苯基含氢硅油，粘度为20~IOOmPas ;所述分子中含有2个以上H原子的树脂结构的有机氢聚硅氧烷(B-2)选自含氢硅树脂和/或苯基含氢硅树脂的粘度为20~1500mPaso 根据本发明优选的，所述R1为多乙烯基三环硅氧烷基、多乙烯基四环硅氧烷基、多乙烯基五环硅氧烷基中的一种或两种以上以任意比的组合；进一步优选的，R1为多乙烯基三环娃氧烷基、多乙烯基四环娃氧烷基的一种或两种以上以任意比的组合。
4.如权利要求1所述的LED封装用液体硅橡胶组合物，其特征在于，所述R1含有多乙烯基环硅氧烷基的聚硅氧烷的链接数a=10~100，b=50~500，c=10~500。
5.如权利要求1所述的LED封装用液体硅橡胶组合物，其特征在于，所述钼络合物催化剂(D)的钼含量为3000~lOOOOppm。
6.如权利要求1所述的LED封装用液体硅橡胶组合物，其特征在于，所述羟基乙烯基聚硅氧烷的链接数t和s的取值为S=O~200，t=20~50，q=30~200。
7.如权利要求1所述的LED封装用液体硅橡胶组合物，其特征在于，所述LED封装用液体硅橡胶组合物中，S1-Vi = S1-H的摩尔比为1: (I~1.8)，进一步优选的，S1-V1:S1-H的摩尔比为1: (1.1~1.5); 根据本发明优选的，所述的抑制剂为丙炔醇、1-乙炔基-1-环己醇、2-苯基-3-丁炔-2-醇、甲基丁炔醇。
8.如权利要求1所述的LED封装用液体硅橡胶组合物，其特征在于，所述的多乙烯基环硅氧烷基的聚硅氧烷(C-1)采用如下方法制备: (1)分别将二甲基环硅氧烷和甲基苯基环硅氧烷脱除水分后，按质量比90:(O~I)或I: (18.5~37)混合，再按二甲基环硅氧烷和甲基苯基环硅氧烷总质量的0.08~0.1的比例加入干燥的含氢环体、含氢双封头及总重量0.5~1.5%的质量浓度98%的浓硫酸，在30~50°C下聚合反应3~5h，加入碳酸氢钠中和pH至中性，过滤，脱低，得到含氢聚硅氧烧; (2)向步骤(1)制得的含氢聚硅氧烷中加入5倍质量以上的四乙烯基四甲基环硅氧烷，再加入钼催化剂，使钼催化剂的浓度为15~25ppm，在80~100°C的条件下反应4~6h，升温至140~150°C真空脱除低分子，得到多乙烯基环硅氧烷基的聚硅氧烷(C-1)； 进一步优选的，所述的含氢环体选自甲基氢环硅氧烷；所述的含氢双封头选自四甲基二氢基二硅氧烷。 根据本发明优选的，所述的羟基乙烯基聚硅氧烷(C-2)采用如下方法制备: 将二甲基环硅氧烷、甲基苯基环硅氧烷和甲基乙烯基环硅氧烷分别在35~40°C脱除水分，然后按二甲基环硅氧烷、甲基苯基环硅氧烷与甲基乙烯基环硅氧烷的质量比为10:(O ~0.005): (I ~1.2)或 1: (18.4 ~37.5): (0.1 ~0.12)混合，加入碱胶，在 90 ~IOO0C的条件下聚合3~5h，再加入0.18~0.20g水，升温至140~160°C，分解催化剂3~5h，再经真空脱低分子，得到羟基乙烯基聚硅氧烷(C-2 ); 进一步优选的，所述的碱胶选自四甲基氢氧化铵的硅醇盐。
9.一种权利要求1所述LED封装用液体硅橡胶组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 将含有脂肪族不饱和键的有机聚硅氧烷(A)、有机氢聚硅氧烷(B)和特种功能基聚硅氧烷(C)按比例混合后，再加入钼络合物催化剂、抑制剂、增粘剂，混合均匀，制得LED封装用液体硅橡胶组合物。
10.权利要求1所述LED封装用液体硅橡胶组合物的测试样的制备方法，其特征在于，步骤如下: 将制得的LED封装用液体硅橡胶组合物在室温条件下，真空脱泡5~30min，置于聚四氟乙烯模具中；经在50~80°C硫化0.5~1.5h，然后在100~200°C硫化0.5~4h，或者，经在100~200°C硫化2h，即得测试样。
【文档编号】C08L83/05GK103627178SQ201310624813
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】高俊杰, 王安营, 毛宁, 刘海龙, 许栋 申请人:山东东岳有机硅材料有限公司, 中国科学院过程工程研究所