可固化有机硅树脂光学材料及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种可固化有机硅树脂光学材料及其应用。所述可固化有机硅树脂光学材料包含：含乙烯基的聚硅氧烷，其分子中的至少一支链内包含有乙烯基；以及，基于有机硅的硫醇，其选自硫代烷醇基与烷基硅氧烷的共聚物。在一些较佳实施例中，所述含乙烯基的聚硅氧烷可选自甲基乙烯基硅氧烷和二甲基硅氧烷的共聚物，其头尾由三甲基硅氧基封端；而所述基于有机硅的硫醇可选自硫代丙醇基，甲基硅氧烷和二甲基硅氧烷的共聚物。本发明专利技术的可固化有机硅树脂光学材料能以光和/或热固化方式快速完全固化，且形成的固化物具有良好光透过率(尤其是高可见光透过率)和优异综合力学性能(例如高力学强度和良好柔韧性)，可作为光学胶、封装材料等广泛应用。

【技术实现步骤摘要】
可固化有机硅树脂光学材料及其应用
本专利技术涉及一种有机硅树脂材料，特别涉及一种可固化有机硅树脂光学材料及其应用。
技术介绍
对于诸如LED等半导体发光元件的封装用材料，除了要求具备从外部保护发光元件的功能外，为防止发光元件的亮度降低，还要求具备高度的透明性。目前习用的LED封装材料主要是环氧树脂和有机硅材料。相较于环氧树脂，有机硅材料具有更多优良特性，例如良好透明性、耐候性、绝缘性及强疏水性等。但现有有机硅材料同时还存在一些缺陷，例如：透光率仍有待进一步改良，固化速度和程度有待提升，以及固化产物的强度、柔韧性等力学性能也尚未能良好的满足一些实际应用的需求。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种可固化有机硅树脂光学材料及其应用，从而克服现有技术中的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：在一些实施例提供了一种可固化有机硅树脂光学材料，其包含：含乙烯基的聚硅氧烷，其分子中的至少一支链内包含有乙烯基；以及，基于有机硅的硫醇，其选自硫代烷醇基硅氧烷与烷基硅氧烷的共聚物。进一步的，所述光学材料为透明且易流动的流体。在一些较为优选的实施例中，所述含乙烯基的聚硅氧烷选自具有下式所示结构的化合物：其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6独立的选自H，卤素原子、羟基，羧基，芳基，包含或不包含一个以上杂原子或取代基团的直链或支链烷基、直链或支链烷氧基、直链或支链烯基、直链或支链炔基、单环或多环烷基、单环或多环烯基、单环或多环炔基，m、n选自正整数。所述基于有机硅的硫醇选自具有下式所示结构的化合物：其中，R8、R9、R10、R11独立的选自H，卤素原子，羟基，羧基，芳基，包含或不包含一个以上杂原子或取代基团的直链或支链烷基、直链或支链烷氧基、直链或支链烯基、直链或支链炔基、单环或多环烷基、单环或多环烯基、单环或多环炔基，M为连接基团，x、y选自正整数。在一些实施例中，所述的可固化有机硅树脂光学材料还可包含烯基封端的聚硅氧烷，例如优选自乙烯基烷氧基硅封端的聚硅氧烷。在一些较为优选的实施例中，所述烯基封端的聚硅氧烷、含乙烯基的聚硅氧烷、基于有机硅的硫醇中任意两者对于可见光的折射率的差值小于0.5。在一些实施例中，所述的可固化有机硅树脂光学材料还包括用量足以固化该光学材料的光和/或热引发剂。在一些实施例中，所述的可固化有机硅树脂光学材料还包括可见光透明纳米填料。在一些实施例还提供了由所述可固化有机硅树脂光学材料形成的透明固化物，其具有较为理想的力学性能(包括强度及柔韧性等)及可见光透过率等。在一些实施例还提供了所述可固化有机硅树脂光学材料作为光学胶、封装材料、密封材料、微流控装置构建材料等的用途。与现有技术相比，本专利技术的优点包括：该可固化有机硅树脂光学材料能以光和/或热固化方式快速完全固化，且形成的固化物具有良好可见光透过率和优异综合力学性能，例如高的力学强度和柔韧性，在工程学，物理学，化学，微加工和生物工程等领域有广泛应用前景。具体实施方式如本领域技术人员所知悉的那样，现有有机硅材料均或多或少存在一些缺陷，难以很好的满足实际应用，例如作为封装材料的应用需求。本案专利技术人在经大量研究后，并佐以大量的组配试验，得以探知了本专利技术的技术方案。事实上本专利技术技术方案，即，通过将分子侧链中具有乙烯基的聚硅氧烷和基于有机硅的硫醇作为主要组分而组配形成可固化有机硅树脂光学材料，及其技术效果，例如，该光学材料不仅具有良好透明度和流动性，而且其完全固化条件要求低、速率快，所形成的固化产物亦兼具良好的粘接力、硬度、柔韧性、延展性和可见光透光率等性能，这些技术效果对于包括本案专利技术人在内的业界研究人员而言，都是非常意外和令人惊喜的。本专利技术的一个方面提供了一种可固化有机硅树脂光学材料，其主要包含：含乙烯基的聚硅氧烷，其分子中的至少一支链内包含有乙烯基；以及，基于有机硅的硫醇，其选自硫代烷醇基硅氧烷与烷基硅氧烷的共聚物。前述“聚硅氧烷”是指一类以重复的Si-O键为主链，硅原子上直接连接有机基团的聚合物，其聚合度不小于2。前述“支链”是相对于聚硅氧烷的Si-O主链而言。本专利技术的可固化有机硅树脂光学材料应包含至少一种液体成分，以与该光学材料中的其余材料组合为具有良好流动性的流体，特别是透明且易流动的流体，从而使可以通过注射器或泵等常规装置输运、分送。进一步的，所述的可固化有机硅树脂光学材料为透明且易流动的流体，其粘度为100～5000000cSt，尤其优选为500～1000000cSt，更进一步地优选为1000～500000cSt。在一些较为优选的实施例中，所述含乙烯基的聚硅氧烷选自具有下式所示结构的化合物：其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6独立的选自H，卤素原子、羟基，羧基，芳基，包含或不包含一个以上杂原子或取代基团的直链或支链烷基、直链或支链烷氧基、直链或支链烯基、直链或支链炔基、单环或多环烷基、单环或多环烯基、单环或多环炔基，m、n选自正整数。优选的，R1、R2、R3、R4独立的选自C1～C20的直链或支链烷基、烯基或炔基。优选的，R1、R2、R3中的至少一者为乙烯基。优选的，R1、R2、R3选自C1～C20的直链或支链烷基，尤其优选自C1～C6直链或支链烷基。优选的，R4选自C1～C20的直链或支链烷基、烯基或炔基，尤其优选自C1～C10的直链或支链烷基，更进一步地优选为C1～C6直链或支链烷基。优选的，R5、R6独立的选自C1～C20的直链或支链烷基、烯基或炔基。优选的，m，n选自1～100000，尤其优选为10～10000，更进一步地优选为100～5000。优选的，所述含乙烯基的聚硅氧烷的数均分子量为500～5000000g/mol，尤其优选为5000～500000g/mol，更进一步地优选为10000～500000g/mol。优选的，所述含乙烯基的聚硅氧烷中乙烯基的含量为0.1mol％～99.9mol％，尤其优选为1.0mol％～50.0mol％，更进一步地优选为2.0mol％～15.0mol％。优选的，所述含乙烯基的聚硅氧烷的粘度为100～5000000cSt，尤其优选为500～1000000cSt，更进一步地优选为500～500000cSt。在一些较为优选的实施例中，所述基于有机硅的硫醇选自具有下式所示结构的化合物：其中，R8、R9、R10、R11独立的选自H，卤素原子，羟基，羧基，芳基，包含或不包含一个以上杂原子或取代基团的直链或支链烷基、直链或支链烷氧基、直链或支链烯基、直链或支链炔基、单环或多环烷基、单环或多环烯基、单环或多环炔基，M为连接基团，x、y选自正整数。优选的，R8、R9、R10、R11独立的选自C1～C20的直链或支链烷基、烯基或炔基。优选的，R8、R10、R11选自C1-C20的直链或支链烷基，尤其优选自C1～C6直链或支链烷基。优选的，R9选自C1-C20的直链或支链烷基、烯基或炔基，尤其优选自C1～C10的直链或支链烷基，更进一步地优选为C1～C6直链或支链烷基。优选的，x，y的取值范围为1～10000，尤其优选为1～1000，更进一步地优选为1～100。优选的，M选自具有碳氢链的连接基团，尤其优选的，M为其中z为1～20中的任一整数，尤其优选为1～6中的任一整数。优选的，所述基于有机硅的硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于包含：含乙烯基的聚硅氧烷，其分子中的至少一支链内包含有乙烯基；以及，基于有机硅的硫醇，其选自硫代烷醇基硅氧烷与烷基硅氧烷的共聚物。

【技术特征摘要】
1.一种可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于包含：含乙烯基的聚硅氧烷，其选自具有下式所示结构的化合物：其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6独立的选自H，卤素原子、羟基，羧基，芳基，包含或不包含一个以上杂原子或取代基团的直链或支链烷基、直链或支链烷氧基、直链或支链烯基、直链或支链炔基、单环或多环烷基、单环或多环烯基、单环或多环炔基，m、n选自正整数且取值范围为10～10000；基于有机硅的硫醇，其选自硫代烷醇基硅氧烷与烷基硅氧烷的共聚物，并具有下式所示结构：其中，R8、R9、R10、R11独立的选自H，卤素原子，羟基，羧基，芳基，包含或不包含一个以上杂原子或取代基团的直链或支链烷基、直链或支链烷氧基、直链或支链烯基、直链或支链炔基、单环或多环烷基、单环或多环烯基、单环或多环炔基，M为连接基团，x、y选自正整数且取值范围为1～5000；以及，用量足以固化所述光学材料的光和/或热引发剂；并且，所述可固化有机硅树脂光学材料中含乙烯基的聚硅氧烷的含量为50wt％～90wt％，而所述含乙烯基的聚硅氧烷与基于有机硅的硫醇的质量比为50：50～90：10，同时所述含乙烯基的聚硅氧烷与基于有机硅的硫醇对于可见光的折射率的差值为0～0.10。2.根据权利要求1所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：R1、R2、R3、R4独立的选自C1～C20的直链或支链烷基、烯基或炔基。3.根据权利要求2所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：R1、R2、R3中的至少一者为乙烯基。4.根据权利要求2所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：R1、R2、R3选自C1～C6直链或支链烷基。5.根据权利要求2所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：R4选自C1～C20的直链或支链烷基、烯基或炔基。6.根据权利要求5所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：R4选自C1～C10的直链或支链烷基。7.根据权利要求6所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：R4选自C1～C6直链或支链烷基。8.根据权利要求1所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：R5、R6独立的选自C1～C20的直链或支链烷基、烯基或炔基。9.根据权利要求1所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：m，n选自100～5000。10.根据权利要求1所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：所述含乙烯基的聚硅氧烷的数均分子量为500～5000000g/mol。11.根据权利要求10所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：所述含乙烯基的聚硅氧烷的数均分子量5000～500000g/mol。12.根据权利要求11所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：所述含乙烯基的聚硅氧烷的数均分子量10000～500000g/mol。13.根据权利要求1所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：所述含乙烯基的聚硅氧烷中乙烯基的含量为1.0mol％～50.0mol％。14.根据权利要求13所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：所述含乙烯基的聚硅氧烷中乙烯基的含量为2.0mol％～15.0mol％。15.根据权利要求1-14中任一项所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：所述含乙烯基的聚硅氧烷的粘度为100～5000000cSt。16.根据权利要求15所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：所述含乙烯基的聚硅氧烷的粘度为500～1000000cSt。17.根据权利要求16所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：所述含乙烯基的聚硅氧烷的粘度为500～500000cSt。18.根据权利要求1所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：R8、R9、R10、R11独立的选自C1～C20的直链或支链烷基、烯基或炔基。19.根据权利要求18所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：R8、R10、R11选自C1-C20的直链或支链烷基。20.根据权利要求19所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：R8、R10、R11选自C1～C6直链或支链烷基。21.根据权利要求18所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：R9选自C1-C20的直链或支链烷基、烯基或炔基。22.根据权利要求21所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：R9选自C1～C10的直链或支链烷基。23.根据权利要求22所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：R9选自C1～C6直链或支链烷基。24.根据权利要求1所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：x，y的取值范围为1～1000。25.根据权利要求24所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：x，y的取值范围为1～100。26.根据权利要求1所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：M选自具有碳氢链的连接基团。27.根据权利要求26所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：M为其中z为正整数，取值范围为1～20。28.根据权利要求27所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：z的取值范围为1～6。29.根据权利要求1所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：所述基于有机硅的硫醇至少选自硫代丙醇基，甲基硅氧烷和二甲基硅氧烷的共聚物，并具有下式所示结构：其中x’、y’均为正整数，x’的取值范围为1～5000，y’的取值范围为1～5000。30.根据权利要求29所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：x’的取值范围为1～500。31.根据权利要求29所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：y’的取值范围为1～100。32.根据权利要求1、18-31中任一项所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：所述基于有机硅的硫醇的数均分子量为100～1000000g/mol。33.根据权利要求32所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：所述基于有机硅的硫醇的数均分子量为1000～100000g/mol。34.根据权利要求33所述的可固化有机硅树脂光学材料，其特征在于：所述基于有机硅的硫醇的数均分子量为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张汝志，
申请(专利权)人：弗洛里光电材料苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32