Led封裝用納米二氧化硅改性有機(jī)硅密封膠的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種LED封裝用納米二氧化硅改性有機(jī)硅密封膠的制備方法，通過(guò)將硅烷偶聯(lián)劑改性的納米二氧化硅加入到氯硅烷水解和縮聚反應(yīng)體系中，這樣可以大大提高納米二氧化硅與有機(jī)硅樹脂的相容性。再加入少量的固化劑、催化劑、消泡劑，繼續(xù)攪拌混合均勻，室溫下固化可制得納米二氧化硅改性有機(jī)硅密封膠。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本低，操作條件易控制，可以獲得一系列的高折光率、高透過(guò)率用于多種LED電子元器件的封裝密封膠。
【專利說(shuō)明】LED封裝用納米二氧化硅改性有機(jī)硅密封膠的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有機(jī)硅密封膠的制備方法，尤其是指一種LED封裝用納米二氧化娃改性有機(jī)娃密封膠的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]功率型發(fā)光二極管(Light Emitting D1de, LED)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,被廣泛用于大面積圖文顯示全彩屏、狀態(tài)指示、標(biāo)志照明、信號(hào)顯示、液晶顯示器的背光源、汽車組合尾燈及車內(nèi)照明等方面。LED具有節(jié)能、環(huán)保、安全、壽命長(zhǎng)、低耗、低熱、防震、防水、微型、高亮度、易調(diào)光、光束集中且減少維修等優(yōu)點(diǎn)，有望成為繼白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度氣體放電燈之后的第四代光源。
[0003]一般來(lái)講，LED的封裝材料有如下幾種:環(huán)氧樹脂、硅膠、硅樹脂。但是結(jié)合目前市場(chǎng)主流的三種LED封裝材料來(lái)看，環(huán)氧樹脂封裝材料雖然在透光性和成本上具有優(yōu)勢(shì)，但是在亮度衰減、抗UV、耐熱等方面略顯不足。硅樹脂在耐熱、抗UV和亮度衰減等方面的性能比環(huán)氧樹脂要強(qiáng)，且和環(huán)氧樹脂結(jié)合得較好無(wú)界面問(wèn)題，比較適合用在白光和一些低衰減要求的封裝上(如顯示屏、線路板、接線盒等)，價(jià)格相對(duì)較為昂貴。硅膠相對(duì)前兩者來(lái)說(shuō)，在抗UV、耐熱和亮度衰減上有較大的優(yōu)勢(shì)，特別適合用在大功率LED產(chǎn)品和部分低衰減及白光產(chǎn)品上，但缺點(diǎn)是結(jié)合力較差，和環(huán)氧結(jié)合容易產(chǎn)生界面問(wèn)題，易吸濕，防塵性較差。
[0004]在高溫環(huán)境下，封裝材料可能引起碳化，在器件表面形成褐色覆蓋層，致使器件失效。本研究將聚合物與無(wú)機(jī)納米粒子復(fù)合，可使復(fù)合材料既具有聚合物的易加工和抗沖擊性，又具有無(wú)機(jī)材料的高導(dǎo)熱和耐摩擦等特性。向聚硅氧烷產(chǎn)品中加入耐熱添加劑是一種既實(shí)用又簡(jiǎn)便的方法，納米二氧化硅是無(wú)色有機(jī)硅高聚物體系中應(yīng)用最普遍的一種填料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明采用納米二氧化硅作填料，對(duì)有機(jī)硅膠起到了增稠、觸變、補(bǔ)強(qiáng)、增加機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)達(dá)到高光澤、高透明性、高塑性成型等效果。該膠黏劑具有優(yōu)異的耐高低溫、耐老化、透明度高，成型性好，固化條件溫和等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:1.一種LED封裝用納米二氧化硅改性有機(jī)硅密封膠的制備方法，該方法的具體步驟如下:
[0007]I)納米二氧化硅改性處理:將一定量的二氧化硅與硅烷偶聯(lián)劑按質(zhì)量比100:(0.01-1.00)溶解于適量的有機(jī)溶劑中，在不斷攪拌下于110°C -150°C溫度下加熱回流3_8h，然后冷卻，并在在烘箱中干燥，以揮發(fā)掉剩余的有機(jī)溶劑；有機(jī)溶劑為苯，甲苯，二甲苯中的任一種；
[0008]2)改性有機(jī)硅膠的制備:將氯硅烷與改性二氧化硅的混合物加入到甲苯與水組成的混合溶劑中，在溫度T = 40°C條件下水解24h，反應(yīng)結(jié)束后，靜置分層取上層液體，用去離子水把上層液體洗滌至中性，得到水解產(chǎn)物硅醇甲苯溶液；
[0009]3)加入一定量的甲苯溶液稀釋硅醇甲苯溶液，加入適量催化劑，在溫度T = 100C下回流反應(yīng)12h，冷卻至室溫后加入5%的三甲基氯硅烷作為封端劑，用去離子水洗滌至中性，對(duì)得到的產(chǎn)物進(jìn)行濃縮以除去甲苯和水；
[0010]4)納米二氧化硅改性有機(jī)樹脂的固化工藝:在制得納米二氧化硅改性有機(jī)硅樹脂中加入一定量的固化劑和催化劑，以及一定量的消泡劑，所述催化劑的量按有機(jī)樹脂的質(zhì)量為基準(zhǔn)；經(jīng)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，室溫固?h，最終得到固化的納米二氧化硅改性有機(jī)硅樹脂密封膠。
[0011]作為優(yōu)選，所述的硅烷偶聯(lián)劑包括Y-氨基丙基三乙氧基硅烷、Y-氨基丙基三甲氧基硅烷、N- β _氣基乙基_ Y _氣基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-乙基二甲氧基硅烷、3-乙基三甲氧基硅烷、4-乙基三甲氧基硅烷、2-環(huán)氧環(huán)己烷基硅烷、3-環(huán)氧環(huán)己烷基硅烷、4-環(huán)氧環(huán)己烷基硅烷、Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧硅烷、Y-丙基三甲氧基硅烷、Y -甲基丙烯酰氧硅烷、Y-丙基三乙氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧硅烷、Y-丙基二甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧硅烷中的一種或幾種偶聯(lián)劑的混合。
[0012]作為優(yōu)選，所述的氯硅烷是甲基苯基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷。
[0013]作為優(yōu)選，所述的催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉，四甲基氫氧化銨，質(zhì)量濃度為 0.05% -0.2%ο
[0014]作為優(yōu)選，所用的固化劑為二乙烯三胺、三乙烯四胺，質(zhì)量濃度為3% _5%。
[0015]作為優(yōu)選，所用的催化劑為二月桂酸二丁基錫、二月桂酸二辛酸錫、二月桂酸二醋酸錫、二新癸酸二甲基錫、辛酸亞錫中的一種，質(zhì)量濃度為0.1% -1%。
[0016]作為優(yōu)選,所用的消泡劑為聚二甲基硅氧烷,質(zhì)量濃度為0.05% -1%。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法的機(jī)理和特點(diǎn)如下所述:
[0018](I)本發(fā)明利用納米二氧化硅的高導(dǎo)熱率和高折光率改進(jìn)有機(jī)硅封裝膠的性能。經(jīng)過(guò)硅烷偶聯(lián)劑表面處理后的納米二氧化硅表面覆蓋了一層有機(jī)物，使得納米二氧化硅與有機(jī)硅之間具有更好的相容性，且有利于納米二氧化硅在有機(jī)硅膠基體中的分散。
[0019](2)本發(fā)明采用將改性納米二氧化硅直接分散在有機(jī)硅樹脂的縮聚反應(yīng)體系中，大大提聞了納米氧化娃和有機(jī)娃樹脂的相容性；
[0020](3)本發(fā)明的方法制備的有機(jī)硅密封膠，由于含有甲基苯基硅氧鏈節(jié)以及納米二氧化硅和有機(jī)硅樹脂的較好的相容性；折光率和透光率大大提高；
[0021](4)本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本低，操作條件易控制，可以獲得一系列的高折光率、高透過(guò)率用于LED封裝密封膠。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行闡述，應(yīng)理解，引用實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0023]實(shí)施例1
[0024]一種LED封裝用納米二氧化硅改性有機(jī)硅密封膠的制備方法，該方法的具體步驟如下:
[0025]I)納米二氧化硅改性處理:將一定量的二氧化硅與Y-氨基丙基三乙氧基硅烷按質(zhì)量比100:1.00溶解于適量的苯中，在不斷攪拌下于110°C -150°C溫度下加熱回流3-8h，然后冷卻，并在在烘箱中干燥，以揮發(fā)掉剩余的苯；
[0026]2)改性有機(jī)硅膠的制備:將甲基苯基二氯硅烷與改性二氧化硅的混合物加入到甲苯與水組成的混合溶劑中，在溫度T = 40°C條件下水解24h，反應(yīng)結(jié)束后，靜置分層取上層液體，用去離子水把上層液體洗滌至中性，得到水解產(chǎn)物硅醇甲苯溶液；
[0027]3)加入一定量的甲苯溶液稀釋硅醇甲苯溶液，加入適量0.2%的氫氧化鈉，在溫度T = 10(rC下回流反應(yīng)12h，冷卻至室溫后加入5%的三甲基氯硅烷作為封端劑，用去離子水洗滌至中性，對(duì)得到的產(chǎn)物進(jìn)行濃縮以除去甲苯和水；
[0028]4)納米二氧化硅改性有機(jī)樹脂的固化工藝:在制得納米二氧化硅改性有機(jī)硅樹脂中加入一定量的質(zhì)量濃度為5%的二乙烯三胺和質(zhì)量濃度為1%的二月桂酸二丁基錫，以及一定量的質(zhì)量濃度為I %聚二甲基硅氧烷，所述催化劑的量按有機(jī)樹脂的質(zhì)量為基準(zhǔn)；經(jīng)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅覝毓袒?h，最終得到固化的納米二氧化硅改性有機(jī)硅樹脂密封膠。
[0029]實(shí)施例2
[0030]一種LED封裝用納米二氧化硅改性有機(jī)硅密封膠的制備方法，該方法的具體步驟如下:
[0031]I)納米二氧化硅改性處理:將一定量的二氧化硅與Y-氨基丙基三甲氧基硅烷和Ν-β -氨基乙基-Y -氨基丙基甲基三甲氧基硅烷按質(zhì)量比100:1.00溶解于適量的甲苯中，在不斷攪拌下于110°C -150°C溫度下加熱回流3-8h，然后冷卻，并在在烘箱中干燥，以揮發(fā)掉剩余的甲苯；
[0032]2)改性有機(jī)硅膠的制備:將苯基三氯硅烷與改性二氧化硅的混合物加入到甲苯與水組成的混合溶劑中，在溫度T = 40°C條件下水解24h，反應(yīng)結(jié)束后，靜置分層取上層液體，用去離子水把上層液體洗滌至中性，得到水解產(chǎn)物硅醇甲苯溶液；
[0033]3)加入一定量的甲苯溶液稀釋硅醇甲苯溶液，加入適量0.2%的氫氧化鉀，在溫度T = 10(rC下回流反應(yīng)12h，冷卻至室溫后加入5%的三甲基氯硅烷作為封端劑，用去離子水洗滌至中性，對(duì)得到的產(chǎn)物進(jìn)行濃縮以除去甲苯和水；
[0034]4)納米二氧化硅改性有機(jī)樹脂的固化工藝:在制得納米二氧化硅改性有機(jī)硅樹脂中加入一定量的質(zhì)量濃度為3%的三乙烯四胺和質(zhì)量濃度為0.1%二月桂酸二辛酸錫，以及一定量的質(zhì)量濃度為0.05%聚二甲基硅氧烷，所述催化劑的量按有機(jī)樹脂的質(zhì)量為基準(zhǔn)；經(jīng)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅覝毓袒?h，最終得到固化的納米二氧化硅改性有機(jī)硅樹脂密封膠。
[0035]實(shí)施例3
[0036]一種LED封裝用納米二氧化硅改性有機(jī)硅密封膠的制備方法，該方法的具體步驟如下:
[0037]I)納米二氧化硅改性處理:將一定量的二氧化硅與2-乙基三甲氧基硅烷和3-乙基三甲氧基硅烷按質(zhì)量比100:1.00溶解于適量的二甲苯中，在不斷攪拌下于1101:-1501:溫度下加熱回流3-8h，然后冷卻，并在在烘箱中干燥，以揮發(fā)掉剩余的二甲苯；
[0038]2)改性有機(jī)硅膠的制備:將甲基苯基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷與改性二氧化硅的混合物加入到甲苯與水組成的混合溶劑中，在溫度T = 40°C條件下水解24h，反應(yīng)結(jié)束后，靜置分層取上層液體，用去離子水把上層液體洗滌至中性，得到水解產(chǎn)物硅醇甲苯溶液；
[0039]3)加入一定量的甲苯溶液稀釋硅醇甲苯溶液，加入適量0.2%的四甲基氫氧化銨，在溫度T = 100°C下回流反應(yīng)12h，冷卻至室溫后加入5%的三甲基氯硅烷作為封端劑，用去離子水洗滌至中性，對(duì)得到的產(chǎn)物進(jìn)行濃縮以除去甲苯和水；
[0040]4)納米二氧化硅改性有機(jī)樹脂的固化工藝:在制得納米二氧化硅改性有機(jī)硅樹脂中加入一定量的質(zhì)量濃度為4%的三乙烯四胺和質(zhì)量濃度為I %辛酸亞錫，以及一定量的質(zhì)量濃度為I %聚二甲基硅氧烷，所述催化劑的量按有機(jī)樹脂的質(zhì)量為基準(zhǔn)；經(jīng)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，室溫固?h，最終得到固化的納米二氧化硅改性有機(jī)硅樹脂密封膠。
[0041]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種LED封裝用納米二氧化硅改性有機(jī)硅密封膠的制備方法，其特征在于，該方法的具體步驟如下: 1)納米二氧化硅改性處理:將一定量的二氧化硅與硅烷偶聯(lián)劑按質(zhì)量比100:(0.01-1.00)溶解于適量的有機(jī)溶劑中，在不斷攪拌下于110°C -150°C溫度下加熱回流3_8h，然后冷卻，并在在烘箱中干燥，以揮發(fā)掉剩余的有機(jī)溶劑；有機(jī)溶劑為苯，甲苯，二甲苯中的任一種； 2)改性有機(jī)硅膠的制備:將氯硅烷與改性二氧化硅的混合物加入到甲苯與水組成的混合溶劑中，在溫度T = 40°C條件下水解24h，反應(yīng)結(jié)束后，靜置分層取上層液體，用去離子水把上層液體洗滌至中性，得到水解產(chǎn)物硅醇甲苯溶液； 3)加入一定量的甲苯溶液稀釋硅醇甲苯溶液，加入適量催化劑，在溫度T= 100°C下回流反應(yīng)12h，冷卻至室溫后加入5%的三甲基氯硅烷作為封端劑，用去離子水洗滌至中性，對(duì)得到的產(chǎn)物進(jìn)行濃縮以除去甲苯和水； 4)納米二氧化硅改性有機(jī)樹脂的固化工藝:在制得納米二氧化硅改性有機(jī)硅樹脂中加入一定量的固化劑和催化劑，以及一定量的消泡劑，所述催化劑的量按有機(jī)樹脂的質(zhì)量為基準(zhǔn)；經(jīng)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，室溫固?h，最終得到固化的納米二氧化硅改性有機(jī)硅樹脂密封膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED封裝用納米二氧化硅改性有機(jī)硅密封膠的制備方法，其特征在于:所述的硅烷偶聯(lián)劑包括Y _氨基丙基二乙氧基硅烷、Y-氨基丙基二甲氧基硅烷、N- β -氣基乙基-X -氣基丙基甲基二甲氧基硅烷、2_乙基二甲氧基硅烷、3_乙基三甲氧基硅烷、4- 乙基三甲氧基硅烷、2-環(huán)氧環(huán)己烷基硅烷、3-環(huán)氧環(huán)己烷基硅烷、4-環(huán)氧環(huán)己烷基硅烷、Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧硅烷、Y-丙基三甲氧基硅烷、Y -甲基丙烯酰氧硅烷、Y-丙基三乙氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧硅烷、Y-丙基二甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧硅烷中的一種或幾種偶聯(lián)劑的混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED封裝用納米二氧化硅改性有機(jī)硅密封膠的制備方法，其特征在于:所述的氯硅烷是甲基苯基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED封裝用納米二氧化硅改性有機(jī)硅密封膠的制備方法，其特征在于:所述的催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉，四甲基氫氧化銨，質(zhì)量濃度為 0.05% -0.2%ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED封裝用納米二氧化硅改性有機(jī)硅密封膠的制備方法，其特征在于:所用的固化劑為二乙烯三胺、三乙烯四胺，質(zhì)量濃度為3% -5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED封裝用納米二氧化硅改性有機(jī)硅密封膠的制備方法，其特征在于:所用的催化劑為二月桂酸二丁基錫、二月桂酸二辛酸錫、二月桂酸二醋酸錫、二新癸酸二甲基錫、辛酸亞錫中的一種，質(zhì)量濃度為0.1% -1%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED封裝用納米二氧化硅改性有機(jī)硅密封膠的制備方法，其特征在于:所用的消泡劑為聚二甲基硅氧烷，質(zhì)量濃度為0.05% -1%。
【文檔編號(hào)】C08K3/36GK104073215SQ201410306649
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】嚴(yán)加彬 申請(qǐng)人:江蘇華程光電科技有限公司