高折射率樹枝狀聚合物及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種樹枝狀聚合物，具體涉及一種高折射率樹枝狀聚合物及其制備方法。
【背景技術】
[0002]環(huán)氧樹脂因具有良好的力學性能，高透明性及低成本等特點而被廣泛用作LED封裝材料。但當前的技術水平下，大功率LED只能將約5% -10%的輸入功率轉化為光能，而將其余的轉化為熱能，過多的熱量會對芯片及周圍封裝材料傷害。隨著LED亮度和功率的不斷提高及白光LED的發(fā)展，傳統(tǒng)的透明環(huán)氧樹脂在短波長光的透過性、耐光老化性、耐溫性、耐熱沖擊性等方面已不能滿足封裝要求。因此，在大功率LED的封裝中必須尋求其他的替代封裝材料。
[0003]隨著對如何提高LED器件發(fā)光效率的深入研宄，對作為封裝材料的折光指數等也提出了新的要求。有機硅透光率高、熱穩(wěn)定性好、耐紫外光性強、內應力小、吸濕性低，性能明顯優(yōu)于環(huán)氧樹脂，成為LED封裝材料的理想選擇。隨著高亮度長壽命白光LED及無鉛回流焊接工藝的出現與發(fā)展，有機硅LED封裝材料受到國內外研宄者的關注，成為當前LED封裝材料新的發(fā)展趨勢和研宄熱點。
[0004]太陽能電池將太陽光能轉化為電能，可以安裝在房屋等建筑構件上、汽車等行動裝置上、室內、甚至各種便攜式電子裝置上，是能源領域的研宄重點。傳統(tǒng)的太陽光電模塊的結構包括背板、第一黏膠層、太陽能電池、第二黏膠層和玻璃。此種太陽光電模塊的封裝結構也存在許多封裝損失，如空氣與玻璃間的反射損失、太陽電池表面與黏膠的反射損失及背板反射光損失，而降低發(fā)電功率。
[0005]折射率差異過大導致全反射發(fā)生，將光線反射回芯片內部而無法有效導出，因此提高封裝材料的折射率將可減少全反射的發(fā)生。例如，當封裝材料的折射率從1.5提升至1.7時，光取出效率提升了近30%。因此，提升封裝材料的折射率降低芯片與封裝材料間折射率差異來達到提升出光效能，是目前封裝材料研發(fā)的主攻方向。
【發(fā)明內容】
[0006]針對現有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種高折射率樹枝狀聚合物，作為添加劑加入到環(huán)氧樹脂和有機硅材料中時，能顯著改善其折光性能；本發(fā)明同時提供其制備方法。
[0007]本發(fā)明所述的高折射率樹枝狀聚合物，由樹枝狀聚合物與含有苯環(huán)或巰基的有機化合物在催化劑和耐高溫抗氧劑的作用下反應制成。
[0008]其中，
[0009]樹枝狀聚合物為PAMAM-Gl、PAMAM-G2或PAMAM-G3中的一種或幾種。本發(fā)明所用的樹枝狀聚合物是近年來發(fā)展起來的一類新型高分子材料，它的結構呈球形，內部有空腔，外層有大量的官能團，改性比較簡單，能很好的與其他材料相容；由于樹枝狀聚合物的球狀結構有納米尺寸結構，而且分子之間不糾纏，具有低粘度，在常溫下為粘稠狀。
[0010]樹枝狀聚合物與含有苯環(huán)或巰基的有機化合物的質量比為1:1-99:1。
[0011]催化劑為對甲苯磺酸和氯化亞錫的混合物，對甲苯磺酸與氯化亞錫的質量比為0.1:0.9-0.9:0.1 ;催化劑的量為樹枝狀聚合物質量的3% -5%。
[0012]含有苯環(huán)的有機化合物為苯甲酸或羥基水楊酸中的一種或兩種。
[0013]含有巰基的有機化合物為巰基苯甲酸、2，3- 二巰基丙磺酸或巰基苯硼酸中的一種或幾種。
[0014]耐高溫抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1098或抗氧劑3114中的一種或幾種；耐高溫抗氧劑的量為樹枝狀聚合物質量的1% -3%。加入耐高溫抗氧劑防止樹枝狀聚合物在高溫過程中被氧化。
[0015]所述的高折射率樹枝狀聚合物的制備方法，包括以下步驟:
[0016]首先，將樹枝狀聚合物、含有苯環(huán)或者巰基的有機化合物、有機溶劑加入到反應器中，再加入催化劑和耐高溫抗氧劑，升溫反應，反應完畢后提純，干燥，即得高折射率樹枝狀聚合物。
[0017]其中，
[0018]有機溶劑優(yōu)選為DMF。
[0019]升溫反應，反應溫度為60-130°C，反應時間為8-24小時。反應溫度優(yōu)選為90°C，反應時間優(yōu)選為12小時。
[0020]反應完畢后提純?yōu)槭褂靡颐堰M行洗滌。將乙醚加入到反應結束后的溶液中，放入到高速攪拌器中攪拌，攪拌3-5min后，靜置沉淀，濾除上層澄清液，余下物質加入乙醚洗滌1-2 次。
[0021]測定制備得到的高折射率樹枝狀聚合物的折射率發(fā)現，測定結果是高于反應前的樹枝狀聚合物的，這也很好的證明了反應過程的確將高折基團引入到了樹枝狀聚合物中。
[0022]與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0023](I)本發(fā)明高折射率樹枝狀聚合物的主要成分為樹枝狀聚合物，其合成簡單，污染小；作為新一代材料，樹枝狀聚合物具有的球狀結構，分子與分子之間高度獨立，具有納米尺寸，是其他材料無法取代的；在樹枝狀聚合物末端引入了苯環(huán)或巰基高折基團，增加了樹枝狀聚合物的折光系數。
[0024](2)本發(fā)明高折射率樹枝狀聚合物作為一種添加劑加入到高通明的環(huán)氧樹脂和有機硅材料中可改善光透過率；提高光電膜材料的折光性能，減少反射損失。
[0025](3)本發(fā)明同時提供制備方法，工藝簡單、易于實現。
【具體實施方式】
[0026]下面結合實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0027]實施例中用到的所有原料除特殊說明外，均為市購。
[0028]實施例1
[0029]首先，將樹枝狀聚合物PAMAM-Gllg、羥基水楊酸4g、DMF 1g加入到反應釜中，再加入催化劑對甲苯磺酸0.004g和氯化亞錫0.036g，然后加入抗氧劑10100.02g，升溫至90°C反應12h，反應完畢，加入60g乙醚，用高速攪拌器攪拌5min后，靜置沉淀，濾除上層澄清液，余下物質加入乙醚洗滌2次，將得到的產品旋蒸，除去產品中含有的乙醚，即得高折射率樹枝狀聚合物。
[0030]樹枝狀聚合物PAMAM-Gl折射率為1.49，實施例1制備得到的高折射率樹枝狀聚合物折射率1.67。
[0031]將實施例1制備得到的高折射率樹枝狀聚合物作為添加劑加入到高通明的環(huán)氧樹脂中，測其光學性能發(fā)現:450nm波長光透過率為96%，折光性能1.593。其中，高折射率樹枝狀聚合物的添加量為環(huán)氧樹脂質量的3%。
[0032]沒加入高折射率樹枝狀聚合物的高通明的環(huán)氧樹脂的光學性能:450nm波長光透過率為88%，折光性能1.428。
[0033]經對比，發(fā)現將實施例1制備得到的高折射率樹枝狀聚合物加入到高通明的環(huán)氧樹脂中時，可顯著改善光透過率；提高光電膜材料的折光性能，減少反射損失。
[0034]實施例2
[0035]首先，將樹枝狀聚合物PAMAM-G20.5g和PAMAM-G30.5g、巰基苯甲酸50g、DMF 50g加入