一种用于提高LED银元件防硫化性能的保护剂及制备和使用方法与流程

文档序号:11828904阅读:776来源:国知局
本发明提供一种可以提高银和镀银层防硫化性能的保护剂,应用于纪念币、电器原件、尤其是LED银支架层的防护。技术背景银具有光亮的银白色、良好的导电、导热、反光能力,常被用于制作银饰品和电子仪器设备的导电元件以及LED基底。但银及镀银层有一个致命的缺点,即易受电器原件及大气中硫化合物的腐蚀而变色,严重影响其应用。近年来,随着大功率LED照明装置的发展,对银基底的保护要求也越来越高,普通的环氧封装胶由于耐温度性差、易黄变、尺寸稳定性不佳、不耐老化等问题,已经不能满足要求。耐老化和耐温性能更好的有机硅封装胶越来越得到工业界的关注和采用。但是由于有机硅封装胶以聚硅氧烷为主体,气体阻隔性能差,不能有效阻止气体对底层银基板的侵蚀。针对银易变色这一现象,目前市场上存在两种保护LED银基底的方法,其一,在LED银基底表面提供保护剂,再封装硅氧烷树脂的方式来提高银的防硫能力。比如专利CN102766871A,通过在LED银基板表面施加含有锌盐或锌络合物以提高LED元件的防硫能力,其二,通过改性覆盖银支架上的封装树酯,以提高其整体交联密度,比如专利CN102965069A报道了通过优化有机硅封装胶苯基、乙烯基以及乙烯基MQ树脂的比例,来提高封装胶的防硫化效果。第一种方法虽然可以有效提高LED银基底的防硫能力,但是保护剂中含有磷元素,会对环境造成污染,第二种方法封装树脂易透气,不能有效阻隔硫化氢气体,也就不能很好的保护LED银基底。技术实现要素:本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种用于提高LED银元件防硫化性能的聚酰亚胺酸保护剂,从根本提高LED元件防硫化性能。本发明是通过以下技术方案实现的。本发明以二胺、二酐为原料,合成一种聚酰亚胺酸保护剂,所述的聚酰亚胺酸保护剂有如下式(1)的重复结构单元,或是两种的混合物,所述重复单元的个数为3-10000之间,优选10-2000之间的整数。其中,R1为芳香烃,R2为脂肪烃。本发明所述的用于提高LED银元件防硫化性能的保护剂的制备方法,按如下步骤:以三颈烧瓶为反应容器,配以磁力搅拌,通以氮气保护,加入0.1mol的二胺,用10mlN,N-二甲基乙酰胺极性溶剂使其溶解,再加入0.1-0.15mol的二酐,于室温下(如25℃)反应12-18h,以溶剂稀释至50-100mg/ml,置于4℃保存。本发明所述的聚酰亚胺酸保护剂的使用方法,即浸泡-固化的过程:将LED银基板置于溶液液面以下(溶液没过LED银基板即可),浸泡30s,然后取出,将浸泡过的LED银基板置于30-80℃烘箱中0.5-1h,使溶剂挥发,然后成膜。本发明中所述的聚酰亚胺薄膜优选以下a,b,c,d,四种结构。如式(1)所示,结构中含-NH-和-COOH-,游离的羧基和氨基与银以化学键的方式键合,所形成的聚酰亚胺酸膜紧紧的附着在银表面,由于银表面形成的聚酰亚胺酸膜非常的致密,可以防止气体与LED银基底接触,从而从根本上提高银的防硫化性能。选用合适的溶剂,便于聚酰亚胺酸对基板的浸润,使其更好的与银基底键合,固化步骤使聚酰亚胺形成交联网状结构,起到保护作用。本方法成本低廉、不影响后期封装过程、合成过程简单、后续使用操作简便,而且属于环境友好型产品。附图说明图1为本发明红墨水渗透实验结果。具体实施方式本发明将通过以下实施例作进一步说明。如上所述,本发明利用二胺和二酐形成致密的聚酰亚胺酸高分子薄膜,并利用游离的羧基和氨基与银以化学键的方式键合,增强膜的附着力,从而提高保护剂的稳定性。膜本身具有极好的致密性,有效的阻隔了硫化氢气体与银接触,从而达到了银防硫化的效果。下面通过结合具体实例对本发明做进一步说明,但并不因此而限制本发明。本发明所用材料,在无特殊说明情况下,均可以通过公开商业途径获得。同时,以下实例中所使用的LED元件,均为普通市售,在使用前未进一步对银表面做特殊处理,一般不对尺寸加以限制和要求。一、防银变色溶液的配制。实施例1。防银变色溶液的配制,以三颈烧瓶为反应容器,配以磁力搅拌,通以氮气保护,准确称取二胺4,4’-二氨基二苯醚0.2g,然后加入N,N-二甲基乙酰胺10ml,待二胺溶解后,称取二酐3,3’,4,4’-二苯酮四甲酸二酐0.3g加入三颈瓶中,于25℃下反应12h,然后将其于4℃下保存待用。取上述溶液1ml,加入8.0mlN,N-二甲基乙酰胺,摇匀,命名为A1,取A11ml,加入9mlN,N-二甲基乙酰胺,摇匀,命名为A2,取A21ml,加入9mlN,N-二甲基乙酰胺,摇匀,命名为A3。取三个LED银元件分别浸入上述三种溶液,溶液没过LED银基底即可,然后缓慢取出,不可使溶液溢出LED元件的凹槽,然后将其于50℃烘箱中固化0.8h。实施例2。防银变色溶液的配制,以三颈烧瓶为反应容器,配以磁力搅拌,通以氮气保护,准确称取二胺,4,4’-二氨基二苯醚0.2g,然后加入N,N-二甲基甲酰胺10ml,待二胺溶解后,称取二酐,均苯四甲酸二酐0.2g加入三颈瓶中,于25℃下反应14h,然后将其于4℃下保存待用。取上述溶液1ml,加入6mlN,N-二甲基甲酰胺,摇匀,命名为B。取LED银元件浸入上述溶液,溶液没过LED银基底即可,然后缓慢取出,不可使溶液溢出LED元件的凹槽,然后将其于60℃烘箱中固化1h。实施例3。防银变色溶液的配制,以三颈烧瓶为反应容器,配以磁力搅拌,通以氮气保护,准确称取二胺,4,4’-二氨基二苯醚0.2g,然后加入N,N-二甲基乙酰胺10ml,待二胺溶解后,称取二酐,4,4-氧二邻苯二甲酸酐0.3g加入三颈瓶中,于25℃下反应15h,然后将其于4℃下保存待用。取上述溶液1ml,加入8.0mlN,N-二甲基乙酰胺,摇匀,命名为C,取LED银元件浸入上述溶液,溶液没过LED银基底即可,然后缓慢取出,不可使溶液溢出LED元件的凹槽,然后将其于40℃烘箱中固化1h。实施例4。防银变色溶液的配制,以三颈烧瓶为反应容器,配以磁力搅拌,通以氮气保护,准确称取二胺,4,4’-二氨基二苯醚0.2g,然后加入N,N-二甲基甲酰胺10ml,待二胺溶解后,称取二酐,均苯四甲酸二酐0.2g加入三颈瓶中,于25℃下反应14h,然后将其于4℃下保存待用。取上述溶液1ml,加入6mlN,N-二甲基甲酰胺,摇匀,命名为D,取LED银元件浸入上述溶液,溶液没过LED银基底即可,然后缓慢取出,不可使溶液溢出LED元件的凹槽,然后将其于60℃烘箱中固化1h。实施例5。防银变色溶液的配制,以三颈烧瓶为反应容器,配以磁力搅拌,通以氮气保护,准确称取二胺,对苯二胺0.1g,然后加入N,N-二甲基乙酰胺10ml,待二胺溶解后,称取二酐,均苯四甲酸二酐0.2g加入三颈瓶中,于25℃下反应13h,然后将其于4℃下保存待用。取上述溶液1ml,加入4mlN,N-二甲基乙酰胺,摇匀,命名为E,取LED银元件浸入上述溶液,溶液没过LED银基底即可,然后缓慢取出,不可使溶液溢出LED元件的凹槽,然后将其于60℃烘箱中固化1h。实施例6。防银变色溶液的配制,以三颈烧瓶为反应容器,配以磁力搅拌,通以氮气保护,准确称取二胺,4,4’-二氨基二苯醚0.2g,然后加入N,N-二甲基乙酰胺10ml,待二胺溶解后,称取二酐,六氟二酐0.45g加入三颈瓶中,于25℃下反应14h,然后将其于4℃下保存待用。取上述溶液1ml,加入10.5mlN,N-二甲基乙酰胺,摇匀,命名为F,取LED银元件浸入上述溶液,溶液没过LED银基底即可,然后缓慢取出,不可使溶液溢出LED元件的凹槽,然后将其于60℃烘箱中固化1h。二、防硫化性能。将用上述实例1-实例6溶液处理过的LED银元件A1,A2,A3,B,C,D,E,F,未处理过的LED银元件G,分别用市面上的封装胶对其进行封装,然后统一放入500ml密封玻璃瓶中,瓶内装有20g硫磺,0.2g水,在100℃密封条件下,每隔2h取出硫华瓶,待降至室温,取出LED银元件测光衰。对于实例1考察了浓度对LED银基底放硫化性能的影响,结果表明,浓度越大,防硫性能越好。然后取标准浓度的A1与其他6组作比较。具体数据见下表:样品/逐级光衰A1BCDEFG2h5.3%5.5%5.7%5.3%5.8%6.0%53.0%4h1.5%1.8%1.7%1.6%1.7%1.9%6h2.9%3.0%3.1%3.2%3.3%3.2%8h0.6%0.7%0.8%0.8%1.0%1.1%注:LED灯光衰高于50%为死灯。将实例2-4中的LED银元件以及未经处理的G,LED银元件(不加封装胶)防硫化效果进行检测,检测方法为:硫华加速硫化实验。具体测试步骤如下:将实施例2-4中的B,C,D,LED银元件(不加封装胶)统一放入500mL密封玻璃瓶中,瓶内装有20g硫磺,0.2g去离子水,在100℃密封条件下,硫化后分15分钟、4小时、8小时、10小时后定点取出硫华瓶,分别待将至室温,取出LED银元件对比硫化程度,具体硫化情况见下表:银基硫化情况/样品BCDG15min银基底表面光亮光亮光亮全部变黑4h银基底表面光亮光亮光亮8h银基底表面光亮光亮光亮10h银基底表面边角部分变黑边角部分变黑边角部分变黑为了进一步证明聚酰亚胺酸薄膜对封装胶性能不会产生影响,我们做了红墨水渗透实验,将实施例2-4中处理过的B,C,D以及未经处理的G,LED银元件(加封装胶)统一放入装有红墨水的500mL的不锈钢杯中,高温蒸煮。具体测试条件如下:170℃红墨水溶液(红墨水:乙醇=1:1)蒸煮1小时。防渗透情况见下表:渗透性/样品BCDG红墨水渗透情况中等渗透中等渗透中等渗透严重渗透结果表明,聚酰亚胺酸薄膜有效的延缓了红墨水的渗透,没有影响封装胶的性能。具体结果见附图1,左边为未经过处理的LED银元件,右边为实施例2中处理过的B元件,且两个已经封胶。当前第1页1 2 3 
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