本发明涉及功能材料技术领域，具体涉及一种透明氧化锌和有机硅纳米复合材料的制备方法。
背景技术：
随着白光发光二极管(LED)的发展，外层封装材料需要在保持可见光区高透明性的同时又能够对紫外可见光有较好的吸收率，以防止紫外可见光的辐射。另外，封装材料长期受到强紫外照射易产生老化现象，因此，需要有较强的抗紫外线老化能力。目前，国内外学者已采用纳米无机填料，如二氧化钛和氧化锌(ZnO)等改性环氧树脂封装材料，可以提高环氧树脂的力学性能、耐紫外老化性等。有机硅封装材料结构中同时含有有机和无机基团，具有优异的热稳定性、耐水性及透光性，已成为国内外LED 封装材料的重点研究方向，但使用纯有机硅材料作为封装材料还存在折射率低、表面能低导致的与基材黏结性差等问题，依然不能满足高性能LED 封装材料的要求。ZnO是一种无机半导体材料，即可作为热稳定剂又可作为光稳定剂。纳米ZnO具有较大的比表面积，与聚合物复合可形成较强的界面相互作用，从而可大幅度提高复合材料的物理机械性能。同时，纳米ZnO颗粒的纳米尺度效应可改善复合材料的光学性能，但由于纳米ZnO表面具有高表面能，在聚合物中分散性较差，且易产生团聚现象，导致复合材料的透光性变差，因此，需对纳米ZnO颗粒表面进行预处理。
技术实现要素：
本发明旨在提出一种透明氧化锌和有机硅纳米复合材料的制备方法。
本发明的技术方案在于：
透明氧化锌和有机硅纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）纳米ZnO的制备
采用沉积法制备：将20gZn(NO3 )2 溶于150 mL 去离子水中，并滴加1 g 的A 151，搅拌直至完全溶解；升温至45℃，边搅拌边滴加Na2CO3 溶液，并加入氨水调节溶液的pH值，时间为4 h；完全沉淀后进行真空脱水，经乙醇和去离子水过滤洗涤3 ~ 5 次，在100℃ 下烘干5 h后得到纳米ZnO前驱体；最后将纳米ZnO前驱体在300~500 ℃下进行真空煅烧，制得纳米ZnO颗粒；
（2）纳米ZnO的改性
将2 g ZnO分别溶于50 mL 无水乙醇中进行超声分散，待颗粒分散均匀后加入1 g A 151，升温至45 ℃搅拌直至乙醇完全挥发制得改性纳米ZnO颗粒；
（3）ZnO- PMHS 接枝物的制备
用去离子水清洗改性纳米ZnO，待烘干后称取10 mg，溶于10 g二甲苯溶液中进一步超声分散，并将分散液溶于装有120 g PMHS、1 g DBTDL 及1 g A 151 的密闭四口烧瓶中，升温至40 ~ 45℃ 并搅拌2 ~ 3 h后直至溶液成为均匀半透明状，冷却至室温得到ZnO- PMHS 接枝物；
（4）ZnO和有机硅纳米复合材料的制备
将60 g PMVS、1 g A 151 和0.2 g 铂金水加入装有氮气保护的密闭四口烧瓶中，常温下搅拌1 h，然后添加30 g ZnO- PMHS 接枝物和15 g MQ，继续混合搅拌2 h，均匀混合后进行真空和超声脱泡，将其置于脱模具中，调节加热箱固化，即可制得透明ZnO和有机硅纳米复合材料。
所述的Na2CO3 溶液的质量分数为6.5%，体积为200 mL。
所述的固化温度为150 ℃，固化时间为2 ~3 h。
本发明的技术效果在于：
本发明制成的有机硅纳米复合材料的透光率随着纳米ZnO颗粒粒径的增大而逐渐降低，且改性纳米ZnO颗粒填充复合材料的透光率明显优于未改性ZnO纳米颗粒填充复合材料, 固化后表面的平整性较好。
具体实施方式
透明氧化锌和有机硅纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：
实施例1
（1）纳米ZnO的制备
采用沉积法制备：将20gZn(NO3 )2 溶于150 mL 去离子水中，并滴加1 g 的A 151，搅拌直至完全溶解；升温至45℃，边搅拌边滴加Na2CO3 溶液，并加入氨水调节溶液的pH值，时间为4 h；完全沉淀后进行真空脱水，经乙醇和去离子水过滤洗涤3 ~ 5 次，在100℃ 下烘干5 h后得到纳米ZnO前驱体；最后将纳米ZnO前驱体在300~500 ℃下进行真空煅烧，制得纳米ZnO颗粒；
（2）纳米ZnO的改性
将2 g ZnO分别溶于50 mL 无水乙醇中进行超声分散，待颗粒分散均匀后加入1 g A 151，升温至45 ℃搅拌直至乙醇完全挥发制得改性纳米ZnO颗粒；
（3）ZnO- PMHS 接枝物的制备
用去离子水清洗改性纳米ZnO，待烘干后称取10 mg，溶于10 g二甲苯溶液中进一步超声分散，并将分散液溶于装有120 g PMHS、1 g DBTDL 及1 g A 151 的密闭四口烧瓶中，升温至40 ~ 45℃ 并搅拌2 ~ 3 h后直至溶液成为均匀半透明状，冷却至室温得到ZnO- PMHS 接枝物；
（4）ZnO和有机硅纳米复合材料的制备
将60 g PMVS、1 g A 151 和0.2 g 铂金水加入装有氮气保护的密闭四口烧瓶中，常温下搅拌1 h，然后添加30 g ZnO- PMHS 接枝物和15 g MQ，继续混合搅拌2 h，均匀混合后进行真空和超声脱泡，将其置于脱模具中，调节加热箱固化，即可制得透明ZnO和有机硅纳米复合材料。
实施例2
（1）纳米ZnO的制备
采用沉积法制备：将20gZn(NO3 )2 溶于150 mL 去离子水中，并滴加1 g 的A 151，搅拌直至完全溶解；升温至45℃，边搅拌边滴加Na2CO3 溶液，并加入氨水调节溶液的pH值，时间为4 h；完全沉淀后进行真空脱水，经乙醇和去离子水过滤洗涤3 ~ 5 次，在100℃ 下烘干5 h后得到纳米ZnO前驱体；最后将纳米ZnO前驱体在300~500 ℃下进行真空煅烧，制得纳米ZnO颗粒；
（2）纳米ZnO的改性
将2 g ZnO分别溶于50 mL 无水乙醇中进行超声分散，待颗粒分散均匀后加入1 g A 151，升温至45 ℃搅拌直至乙醇完全挥发制得改性纳米ZnO颗粒；
（3）ZnO- PMHS 接枝物的制备
用去离子水清洗改性纳米ZnO，待烘干后称取10 mg，溶于10 g二甲苯溶液中进一步超声分散，并将分散液溶于装有120 g PMHS、1 g DBTDL 及1 g A 151 的密闭四口烧瓶中，升温至40 ~ 45℃ 并搅拌2 ~ 3 h后直至溶液成为均匀半透明状，冷却至室温得到ZnO- PMHS 接枝物；
（4）ZnO和有机硅纳米复合材料的制备
将60 g PMVS、1 g A 151 和0.2 g 铂金水加入装有氮气保护的密闭四口烧瓶中，常温下搅拌1 h，然后添加30 g ZnO- PMHS 接枝物和15 g MQ，继续混合搅拌2 h，均匀混合后进行真空和超声脱泡，将其置于脱模具中，调节加热箱固化，即可制得透明ZnO和有机硅纳米复合材料。
其中，所述的Na2CO3 溶液的质量分数为6.5%，体积为200 mL。所述的固化温度为150 ℃，固化时间为2 ~3 h。