Led封装用的固化性硅橡胶组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种LED封装用的固化性硅橡胶组合物、其制备方法及其用途。 现有技术
[0002]目前，发光二极管（LED)因能耗低、体积小、寿命长、避免汞的使用、无环境污染等 优点，而被广泛应用于汽车、背光源、交通信号灯、工业设备、仪器仪表等特种照明领域。随 着LED性能的改进，LED有望取代荧光灯、白炽灯等传统光源而成为第四代照明光源。
[0003] 早期LED封装用的材料多是环氧树脂，虽然环氧树脂具有折光指数较高、粘接性 能好等优点，但在耐候性耐黄变方面存在明显的缺点。而硅橡胶材料具有优异的耐候性、耐 热性及抗黄变等一系列优良的性能，故硅橡胶材料在LED封装方面的应用已成为当今的发 展趋势。但硅橡胶材料用作为LED封装材料还需解决一些技术上的问题，比如与PPA(聚邻 苯二甲酰胺树脂)及金属的粘接力、良好的透光率以及产品的贮存稳定性等问题。在通常情 况下，通过简单添加各种硅烷偶联剂来提高粘结性，但大多数情况下存在的问题是难以兼 顾粘接力及透明度的要求，或者产品在贮存过程中容易出现混浊从而导致透明度降低及相 应保质期变短等各种问题。
[0004] 为了与例如PPA等热塑性材料制成的各种封装材料或者与例如由Ag、Au等金属制 成的电极实现良好粘结，并同时兼顾优异透明性，现有技术中提出了采用折射率之差在非 常狭窄的范围内（如0. 03以下)的特定的有机聚硅氧烷组分作为硅橡胶组合物的基质，并且 一般还添加诸如铝金属螯合物催化剂的金属类缩合反应催化剂来促进偶联和粘结。但是， 这样的方案就限制了硅橡胶组合物中材料的选择。此外也已经发现，金属类缩合反应催化 剂诸如铝金属螯合物催化剂，虽然从机理上及一些实验上数据上表明对粘接有一定的促进 作用，但在实际应用过程中该类催化剂在通常的操作情况下比如空气中极易发生反应而导 致该催化剂变质并影响使用。在工业生产中，需要增加特别的工艺过程控制才能避免这一 问题。
[0005] 此外，CN101935455A中提出了一种LED封装用有机硅材料及其制备方法，用以同 时提高产品的光学、机械力学性能和与支架的粘接力。该组合物中使用了乙烯基聚硅氧烷、 含氢聚硅氧烷和乙烯基MQ树脂作为主要组分，其中同时也使用了三甲氧基硅烷、钛酸正丁 酯等多种偶联剂和催化剂的混合物。但是，如果在偶联剂的选择上没有任何限制而仅仅考 虑粘接力的话，许多偶联剂很可能会由于贮存过程缓慢水解而导致产品浑浊或变白，从而 影响最终产品的透光率及保持期。
【发明内容】
[0006] 本发明的任务在于提供一种固化性硅橡胶组合物，其应当具有改善的光学性能 (较高的透光率）与诸如PPA的热塑性材料及金属的改善的粘接力，同时该组合物在贮存过 程中应当具有较好的稳定性。此外，还应当能拓宽硅橡胶组合物的组分范围并舍去金属类 缩合反应催化剂，从而更加有利于硅橡胶组合物的配制。
[0007] 现已发现，通过采用如下所述的一种固化性硅橡胶组合物，能够非常良好地解决 本发明所提出的任务。
[0008] 因此，本发明的第一个方面涉及一种固化性硅橡胶组合物，其包含：
[0009] A)至少一种每分子具有至少两个键接在硅原子上的烯基的有机聚硅氧烷A，或者 所述的至少一种有机聚硅氧烷A与至少一种每分子具有至少一个键接在硅原子上的烯基 的有机聚硅氧烷树脂A'的组合，
[0010] B)至少一种每分子具有至少两个键接在相同或不同娃原子上的氢原子的有机聚 硅氧烷B或有机聚硅氧烷树脂B'，或者是至少一种每分子具有至少一个键接在相同或不同 硅原子上的氢原子的有机聚硅氧烷B和有机聚硅氧烷树脂B'的混合物，
[0011] C)至少一种包含至少一种钼族金属的催化剂C，和
[0012] D)至少一种增粘剂组分D，其包含
[0013] a)具有烯基或硅氢基的异氰脲酸酯化合物E，和
[0014] b)具有至少两种选自烯基、环氧基、烷氧基及硅氢基的官能团的粘接性赋予成分， 该成分由具有至少一种选自烯基、环氧基、烷氧基及硅氢基的官能团的聚硅氧烷F和任选 地偶联剂G组成。
[0015] 在一个优选的实施方式中，应当有利地调整根据本发明的固化性硅橡胶组合物的 组分，使得组合物中硅氢基与烯基的摩尔比为〇. 7-4,优选为0. 8-3,更优选为1-2。
[0016] 本发明的第二个方面涉及所述固化性硅橡胶组合物的制备方法。
[0017] 本发明的第三个方面涉及所述组合物用于LED封装材料中的用途。
[0018] 本发明的第四个方面涉及一种如上所述的增粘剂组分的用途，用于在LED封装用 的固化性硅橡胶组合物中改善粘结性并省去金属类缩合反应催化剂。
[0019] 本发明的第五个方面涉及一种硅橡胶，其通过固化如上所述的固化性硅橡胶组合 物而得到。
[0020] 有机聚硅氣烷A
[0021] 在本发明的固化性硅橡胶组合物中，使用至少一种每分子包含至少两个键接在硅 原子上的烯基的有机聚硅氧烷A。所述的烯基可以在有机聚硅氧烷主链上的任何位置，例如 在分子链的末端或者中间或者两端与中间。
[0022] 所述的有机聚硅氧烷A包含：
[0023] (i)式（1-1)的甲硅烷氧基单元
【主权项】
1. 一种固化性硅橡胶组合物，其包含： A) 至少一种每分子包含至少两个键接在硅原子上的烯基的有机聚硅氧烷A，或者所述 的至少一种有机聚硅氧烷A与至少一种有机聚硅氧烷树脂A'的组合， B) 至少一种每分子具有至少两个键接在相同或不同硅原子上的氢原子的有机聚硅氧 烷B或有机聚硅氧烷树脂B'，或者是至少一种每分子具有至少一个键接在相同或不同硅原 子上的氢原子的有机聚硅氧烷B和有机聚硅氧烷树脂B'的混合物， C) 至少一种包含至少一种钼族金属的催化剂C，和 D) 至少一种增粘剂组分D，其包含： a) 具有烯基或硅氢基的异氰脲酸酯化合物E，和 b) 具有至少两种选自烯基、环氧基、烷氧基及硅氢基的官能团的粘接性赋予成分，该成 分由聚硅氧烷F和任选地偶联剂G组成。
2. 根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组分D)中所述的具有烯基或硅氢 基的异氰脲酸酯化合物E具有如下结构式III :
其中R1可以相同或不同地表示Cp12的烷基，C2_12的烯基，C 6_M的芳基、芳烷基或烷基芳 基，其中所述烷基、烯基、芳基、芳烷基或烷基芳基还可以被环氧乙基、烷基烷氧基硅烷基团 和线性或环状的聚硅氧烷基团所取代，前提是至少一个R 1含有烯基或硅氢基。
3. 根据权利要求2或3所述的组合物，其特征在于，R1相互独立地表示甲基、乙基、丙 基、丁基、乙烯基、稀丙基、缩水甘油基、1 _二甲氧基甲娃烷基-丙基、四甲基环四娃氧烷基 团。
4. 根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述的异氰脲酸酯化合物E为式III中 一个或两个基团R1为烯丙基而其余的基团R 1包含环氧或烷氧基的异氰脲酸酯，或者是三烯 丙基异氰脲酸酯。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的组合物，其特征在于，所述的有机聚硅氧烷树脂 A'包含： a) 至少两种不同的硅氧烷单元，其选自式R3SiOv2的硅氧烷单元M、式R2SiO 272的硅氧 烷单元D、式RSiOv2的硅氧烷单元T和式Si04/2的硅氧烷单元Q，其中R表示具有1到20个 碳原子的单价烃基，和 b) 条件是这些硅氧烷单元至少之一是硅氧烷单元T或Q，并且硅氧烷单元M、D和T的 至少之一包含烯基。
6. 根据权利要求1至5任一项所述的组合物，其特征在于，所述的有机聚硅氧烷树脂 B'包含： a)至少两种不同的硅氧烷单元，其选自式R3SiOv2的硅氧烷单元M、式R2SiO 272的硅氧 烷单元D、式RSiOv2的硅氧烷单元T和式Si04/2的硅氧烷单元Q，其中R表示具有1到20个 碳原子的单价烃基，和 b)条件是这些硅氧烷单元至少之一是硅氧烷单元T或Q，并且硅氧烷单元M、D和T的 至少之一包含娃氢基。
7. 根据权利要求1至6任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物中的硅氢基与烯 基的摩尔比为0. 7-4。
8. 根据权利要求1至7任一项所述的组合物，其特征在于，组分D)的含量为以组合物 的所有组分的总重量计的〇. 005-30%、优选0. 005-15%。
9. 根据权利要求1至8任一项所述的组合物，其特征在于，所述的组合物中不包含金属 类缩合反应催化剂。
10. 根据权利要求9所述的组合物，其特征在于，所述的金属类缩合反应催化剂包括铝 金属螯合物催化剂。
11. 根据权利要求1至10任一项所述的组合物，其特征在于，所述增粘剂组分D中的聚 硅氧烷F包含式（I. 1)和选自式（1.2)、式（1.3)、式（1.4)和式（1.5)的至少一种的甲硅 烷氧基单兀：
其中 -a' =1 或 2, b' =0、1 或 2 和 a' +b' =1、2 或 3， -c，=1、2 或 3, -d' =1 或 2, e' =0、1 或 2 和 d' +e' =1、2 或 3， -f' =1 或 2, g' =0、1 或 2 和 f' +g' =1、2 或 3， -h' =1 或 2, i' =0、1 或 2 和 h' +i' =1、2 或 3 -Y独立地表示环氧官能的烃基，其任选包含一个或多个杂原子如氧原子并优选具有2 至20个碳原子，更优选地选自烷基缩水甘油醚，直链、分支和/或环状的环氧基烷基，直链、 分支和/或环状的环氧基烯基和羧酸的缩水甘油酯， -Y'独立地表示烷氧基，优选具有1至12、更优选1至6个碳原子的烷氧基，更优选是 甲氧基或乙氧基， -γ"独立地表不〇2_12、优选C2_6的烯基，最优选是乙烯基或稀丙基， -z1、Z2、Z3相同或不同地表示具有1至30个、优选1至12个碳原子的单价烃基，其任 选地包含一个或多个杂原子并优选选自Cp8的烷基，包括任选地被至少一个卤素原子取代 的烷基，以及还优选选自芳基、特别是c6_2(l的芳基。
12. 根据权利要求1至11任一项所述的组合物，其特征在于，所述的增粘剂组分D)由 所述的异氰脲酸酯化合物E和所述的粘接性赋予成分组成。
13. 根据权利要求1至12任一项所述的组合物，其特征在于，偶联剂在所述粘接性赋予 成分中的量不超过80%，优选不超过60%，例如不超过30%。
14. 根据权利要求1至13任一项所述的组合物的制备方法，其特征在于，将根据权利要 求1至11任一项所述的各个组分（A)到（D)以及任选的其他添加剂均匀混合。
15. 硅橡胶，其通过固化根据权利要求1至13任一项所述的组合物而得到。
16. 根据权利要求1至13任一项所述的组合物的用途，用于LED封装材料中。
17. -种根据权利要求1至13中任一项所述的增粘剂组分的用途，用于在LED封装用 的固化性硅橡胶组合物中改善粘结性并省去金属类缩合反应催化剂。
【专利摘要】本发明涉及一种LED封装用的固化性硅橡胶组合物、其制备方法及其用途。所述组合物中特别包含至少一种增粘剂组分D，其包含：a）具有烯基或硅氢基的异氰脲酸酯化合物E，和b）具有至少两种选自烯基、环氧基、烷氧基及硅氢基的官能团的粘接性赋予成分，该成分由聚硅氧烷F和任选地偶联剂G组成。
【IPC分类】C09J11-06, C09J183-05, C09J11-08, C09J183-07, H01L33-56
【公开号】CN104745142
【申请号】CN201310737774
【发明人】贾丽亚, 赵世方, 杨一力
【申请人】蓝星有机硅（上海）有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月27日
【公告号】WO2015096570A1