一种led封装胶所用的交联剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种LED封装胶所用的交联剂及制备方法。所述LED封装胶所用的交联剂按照重量份数计算由1～5份羟基氟硅油、100～105份苯基三甲氧基硅烷、100～120份二苯基二甲氧基硅烷、10～20份含氢环体、40～60份含氢双封头、30～50份蒸馏水、100～200份溶剂和3～5份催化剂组成。其制备方法即将各原料加入到容器中，在氮气保护下升温至65℃，搅拌下保温3h，然后升温至100℃，搅拌下保温反应5h，所得反应液用蒸馏水水洗至中性，最后控制温度为200℃，压力为-0.096MPa下减压蒸馏0.5～2.0h，即得LED封装胶所用的交联剂。该交联剂具有高透光率、高折射率、粘度适中稳定等特点。
【专利说明】一种LED封装胶所用的交联剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子材料【技术领域】，具体涉及一种LED封装胶所用的交联剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前LED封装胶主要由乙烯基硅树脂和含氢硅油组成。其中含氢硅油作为LED封装胶的交联剂。
[0003]市面上的含氢硅油的折射率普遍偏低，低于1.53 ;并且现有的含氢硅油都是通过含氢氯硅烷与非含氢氯硅烷经水解缩聚反应制成的，反应可控性差。不同的原料配比及水解条件下所得含氢硅油组成差别极大，导致产物的稳定性差，放置一段时间产物透光性变差、粘度变大；而且，反应重复性差，即使在同样的原料配比及同样的反应条件下，所得产物仍可能不同。而且处于存放期的含氢硅油的粘度在很大范围内波动，难以满足大功率LED封装业的发展需要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的之一是为了解决上述的技术问题而提供一种同时具有高折射率、高透光性、粘度适中稳定、易于规模化生产的LED封装胶所用的交联剂。
[0005]本发明的目的之二是提供上述的LED封装胶所用的交联剂的制备方法。
[0006]本发明的技术方案
一种LED封装胶所用的交联剂，按照重量份数计算，其原料组成和含量如下:
轻基氟娃油I?5份
苯基三甲氧基硅烷100?105份
二苯基二甲氧基硅烷100?120份
含氢环体10?20份
含氢双封头40?60份
蒸懼水30?50份
溶剂100?200份
催化剂3?5份；
所述的溶剂为甲苯、苯或甲苯与苯组成的混合物；
所述的催化剂为质量百分比浓度为98%的硫酸水溶液、质量百分比浓度为37.5%的盐酸水溶液或质量百分比浓度为98%的硫酸水溶液与质量百分比浓度为37.5%的盐酸水溶液组成的混合酸水溶液；
所述的羟基氟硅油为广州大熙化工原材料有限公司。
[0007]上述的一种LED封装胶所用的交联剂的制备方法，具体包括如下步骤:
首先将羟基氟硅油、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、含氢环体、含氢双封头、蒸馏水、溶剂和催化剂依次加入到容器中，然后在氮气保护下升温至65°C，搅拌下保温3h，然后升温至100°c，搅拌下保温反应5h，所得的反应液用蒸馏水水洗至中性，最后控制温度为200°C，压力为-0.096MPa下减压蒸馏0.5?2.0h以除去溶剂及残余水分，即得LED封装胶所用的交联剂。
[0008]上述所得的LED封装胶所用的交联剂其折光率高，按照国家标准GB/T 614-2006《化学试剂折光率通用方法》对其折光率进行了测试，室温下其折光率范围为1.5359?1.5532 ；
采用尤尼柯(上海)仪器有限公司的UV-2102PC紫外可见光分光光度计，将上述所得的LED封装胶所用的交联剂的样品置于ImmXlmmXlOmm的石英比色皿中，扫描波段为300-800nm，测试样品透光率，其透光率可达95?99% ；
采用上海锐风仪器制造有限公司提供的NDJ-1旋转粘度计，通过GB/T2794-2013，《胶粘剂粘度的测定单圆筒旋转粘度计法》，在室温25°C的条件下对上述所得的上述所得的LED封装胶所用的交联剂其折光率高，进行检测，其粘度为4000?7000mPa.S。
[0009]本发明的有益成果
本发明的一种LED封装胶所用的交联剂，由于加入羟基氟硅油使LED封装胶所用的交联剂在低表面能的氟硅基团的作用下内部的微气泡得以快速消除，使其具有更好的透光性，其透光率可达95?99%。
[0010]进一步，本发明的一种LED封装胶所用的交联剂，由于含有三官能团的苯基三甲氧基硅烷和二官能团的二苯基二甲氧基硅烷等烷氧基硅烷，制备过程中经过硅烷单体的开环聚合所得到的一种优化的空间网络结构的含氢硅油体系，这种优化的网络结构即较多的线性结构，辅以少量的三维结构，因此在长期贮存的情况下该网络结构稳定，即宏观粘度适中、稳定，长期存储中粘度波动不大，采用上海锐风仪器制造有限公司提供的NDJ-1旋转粘度计，通过GB/T2794-2013，《胶粘剂粘度的测定单圆筒旋转粘度计法》，在室温25°C的条件下进行检测，其粘度为4000?7000mPa.S。比现有工业中以氯硅烷的产品粘度波动大、结构不稳定的技术工艺要优越的多。
[0011]进一步，本发明的一种LED封装胶所用的交联剂，由于以含氢环体和含氢双封头为原料，可以使S1-H键在有机硅的其端、侧基生成，增加了 S1-H键在有机硅分子结构的布置的灵活性，同时通过控制含氢环体和含氢双封头的相对质量，可以实现S1-H键含量的控制，进而可以制备不同交联度的封装胶。
[0012]进一步，本发明的一种LED封装胶所用的交联剂，通过控制苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷的加入量来实现甲基/苯基比例的控制，从而使所得的LED封装胶所用的交联剂在满足高折射率的同时，具有高透光率，其折光率范围为1.5359?1.5532，其透光率可达95?99%，同时实现的高透光、高折光率优于现有工业产品指标。
[0013]进一步，本发明的一种LED封装胶所用的交联剂，在交联剂的分子链中引入了苯基，由于苯基的引入使其具有较好的耐高温性能、高折射率和耐紫外线等性能。
[0014]进一步，本发明的一种LED封装胶所用的交联剂的制备方法，其制备路线短、以环保易得的水为主要反应介质，并于略高于常温的温度下反应制备，因此具有制备过程简单、操作方便、反应条件温和，适于工业化生产。相对于现有工业通过含氢氯硅烷与非含氢氯硅烷经水解缩聚的含氢硅油来说，工艺中不脱出HC1，方法环保先进。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1、实施例1所得的一种LED封装胶所用的交联剂的红外光谱图。
【具体实施方式】
[0016]下面通过实施例并结合附图对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。
[0017]本发明各实施例所用的原料中除特殊表明的厂家及型号外，其他原料均为市售，规格均为化学纯；
含氢环体，由浙江润禾有机硅化工有限公司提供；
含氢双封头，由浙江润禾有机硅化工有限公司提供。
[0018]本发明所用的各种设备的型号及生产厂家的信息如下:
2W型阿贝折射率仪，苏州圣辉精密仪器设备有限公司；
NDJ-1旋转粘度计，上海锐风仪器制造有限公司；
UV-2102PC紫外可见光分光光度计，尤尼柯(上海)仪器有限公司。
[0019]实施例1
一种LED封装胶所用的交联剂，按照重量份数计算，其原料组成和含量如下:
羟基氟硅油I份
苯基三甲氧基硅烷100份
二苯基二甲氧基硅烷100份
含氢环体20份
含氢双封头40份蒸馏水30份溶剂100份催化剂3份；
所述的溶剂为甲苯；
所述的催化剂为质量百分比浓度为98%的硫酸水溶液；
所述的羟基氟硅油为广州大熙化工原材料有限公司。
[0020]上述的一种LED封装胶所用的交联剂的制备方法，具体包括如下步骤:
首先将羟基氟硅油、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、含氢环体、含氢双封头、蒸馏水、溶剂和催化剂依次加入到容器中，然后在氮气保护下升温至65°C，搅拌下保温3h，然后升温至100°C，搅拌下保温反应5h，所得的反应液用蒸馏水水洗至中性，最后控制温度为200°C，压力为-0.096MPa下减压蒸馏2.0h以除去溶剂及残余水分，即得LED封装胶所用的交联剂。
[0021]将上述所得的LED封装胶所用的交联剂通过红外色谱仪(美国Nicolet公司380型)进行红外光谱分析，所得的红外光谱图如图1所示，从图1中可以看出，2164 cnT1为S1-H键吸收峰，由此表明LED封装胶所用的交联剂分子结构中含有S1-H键，也说明含氢环体和含氢双封头参加了聚合反应；
1639cm—1处峰形尖锐的吸收峰为S1-C6H5中苯环骨架振动吸收峰，由此表明LED封装胶所用的交联剂分子结构中含有苯环；
1429 cm-1是S1-C的面外弯曲振动，由此表明LED封装胶所用的交联剂分子结构中含有S1-C键；
1089cm ―1处的宽而强的吸收带为S1-O-Si的反对称伸缩振动吸收峰，这是硅树脂的特征吸收峰，由此表明LED封装胶所用的交联剂分子结构中含有S1-O-Si，此峰为有机硅聚合物的特征峰。
[0022]上述的红外光谱图的结果表明，本发明所得的LED封装胶所用的交联剂中含有S1-0-S1、S1-H键、苯环等特征基团，说明S1-0-S1、S1-H键已成功引入到LED封装胶所用的交联剂中。
[0023]上述所得的LED封装胶所用的交联剂，采用苏州圣辉精密仪器设备有限公司的2W型阿贝折射率仪，按照国家标准GB/T 614-2006《化学试剂折光率通用方法》对其折光率进行了测试，室温下其折光率为1.5359 ；
采用尤尼柯(上海)仪器有限公司的UV-2102PC紫外可见光分光光度计，将上述制备LED封装胶所用的交联剂的样品置于ImmXlmmXlOmm的石英比色皿中，扫描波段为300-800nm,测试样品透光率，其透光率可达99% ；
采用上海锐风仪器制造有限公司提供的NDJ-1旋转粘度计，通过GB/T2794-2013，《胶粘剂粘度的测定单圆筒旋转粘度计法》，在室温25°C的条件下对上述所得的LED封装胶所用的交联剂进行检测，其粘度为7000mPa.S。
[0024]上述结果表明，上述所得的LED封装胶所用的交联剂在折光率、透光率及粘度等方面综合优于现有的LED封装胶所用的交联剂。
[0025]实施例2
一种LED封装胶所用的交联剂，按照重量份数计算，其原料组成和含量如下:
羟基氟硅油5份
苯基三甲氧基硅烷105份
二苯基二甲氧基硅烷120份
含氢环体10份
含氢双封头60份蒸馏水50份溶剂200份催化剂5份；
所述的溶剂为苯；
所述的催化剂为质量百分比浓度为37.5%的盐酸水溶液；
所述的羟基氟硅油为广州大熙化工原材料有限公司。
[0026]上述的一种LED封装胶所用的交联剂的制备方法，具体包括如下步骤:
首先将羟基氟硅油、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、含氢环体、含氢双封头、蒸馏水、溶剂和催化剂依次加入到容器中，然后在氮气保护下升温至65°C，搅拌下保温3h，然后升温至100°C，搅拌下保温反应5h，所得的反应液用蒸馏水水洗至中性，最后控制温度为200°C，压力为-0.096MPa下减压蒸馏0.5h以除去溶剂及残余水分，即得LED封装胶所用的交联剂。
[0027]上述所得的LED封装胶所用的交联剂，采用苏州圣辉精密仪器设备有限公司的2W型阿贝折射率仪，按照国家标准GB/T 614-2006《化学试剂折光率通用方法》对其折光率进行了测试，其折光率为1.5532 ；
采用尤尼柯(上海)仪器有限公司的UV-2102PC紫外可见光分光光度计，将上述所得的LED封装胶所用的交联剂的样品置于ImmXlmmXlOmm的石英比色皿中，扫描波段为300-800nm，测试样品透光率，其透光率可达95% ；
采用上海锐风仪器制造有限公司提供的NDJ-1旋转粘度计，通过GB/T2794-2013，《胶粘剂粘度的测定单圆筒旋转粘度计法》，在室温25°C的条件下对上述所得的LED封装胶所用的交联剂进行检测，其粘度为4000mPa.S。
[0028]上述结果表明，上述所得的LED封装胶所用的交联剂在折光率、透光率及粘度等方面综合优于现有的LED封装胶用交联剂。
[0029]综上所述，本发明的一种LED封装胶所用的交联剂，具有更少的微气泡，从而具有更好的透光性，甲基苯基原料的合理搭配使其同时具有高折光率和高透光率。二官能团、三官能团结构的合理运用使其宏观粘度稳定。大大克服了现有通过含氢氯硅烷与非含氢氯硅烷经水解缩聚反应制成的含氢硅油的反应可控性差、稳定性差，放置一段时间产物透光性变差、粘度变大等缺点。制备中采用活性适中的苯基烷氧基硅烷为有机硅主体原料，反应不剧烈、易于控制；不脱出HC1，工艺更加环保。
[0030]上述所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种LED封装胶所用的交联剂，其特征在于所述的LED封装胶所用的交联剂，按照重量份数计算，其原料组成和含量如下: 轻基氟娃油I?5份 苯基三甲氧基硅烷100?105份 二苯基二甲氧基硅烷100?120份 含氢环体10?20份 含氢双封头40?60份 蒸懼水30?50份 溶剂100?200份 催化剂3?5份； 所述的溶剂为甲苯、苯或甲苯与苯组成的混合物； 所述的催化剂为质量百分比浓度为98%的硫酸水溶液、质量百分比浓度为37.5%的盐酸水溶液或质量百分比浓度为98%的硫酸水溶液与质量百分比浓度为37.5%的盐酸水溶液组成的混合酸水溶液； 所述的羟基氟硅油为广州大熙化工原材料有限公司。
2.如权利要求1所述的一种LED封装胶所用的交联剂，其特征在于按照重量份数计算，其原料组成和含量如下: 羟基氟硅油I份 苯基三甲氧基硅烷100份 二苯基二甲氧基硅烷100份 含氢环体20份 含氢双封头40份蒸馏水30份溶剂100份催化剂3份； 所述的溶剂为甲苯； 所述的催化剂为质量百分比浓度为98%的硫酸水溶液； 所述的羟基氟硅油为广州大熙化工原材料有限公司。
3.如权利要求1所述的一种LED封装胶所用的交联剂，其特征在于按照重量份数计算，其原料组成和含量如下: 羟基氟硅油5份 苯基三甲氧基硅烷105份 二苯基二甲氧基硅烷120份 含氢环体10份 含氢双封头60份蒸馏水50份溶剂200份催化剂5份； 所述的溶剂为苯； 所述的催化剂为质量百分比浓度为37.5%的盐酸水溶液； 所述的羟基氟硅油为广州大熙化工原材料有限公司。
4.如权利要求1、2或3所述的一种LED封装胶所用的交联剂的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤: 首先将羟基氟硅油、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、含氢环体、含氢双封头、蒸馏水、溶剂和催化剂依次加入到容器中，然后在氮气保护下升温至65°C，搅拌下保温3h，然后升温至100°C，搅拌下保温反应5h，所得的反应液用蒸馏水水洗至中性，最后控制温度为200°C，压力-0.096MPa下减压蒸馏0.5?2.0h,即得LED封装胶所用的交联剂。
【文档编号】C08G77/18GK104263278SQ201410471341
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】张英强, 魏冬, 张林林, 吴蓁, 陈丽, 刘墨莹, 钱璐, 顾亚峰 申请人:上海应用技术学院