一种LED封装用高折射率乙烯基苯基硅树脂制造技术

本发明专利技术提供了一种LED封装用高折射率乙烯基苯基硅树脂及其制备方法。本发明专利技术制备工艺简单，易于操作，制备的乙烯基苯基硅树脂的透光率高、折光指数和乙烯基含量合理，适合用于LED封装。

【技术实现步骤摘要】
一种LED封装用高折射率乙烯基苯基硅树脂
本专利技术涉及一种光电器件封装用硅树脂，尤其是涉及一种LED封装用高折射率乙烯基苯基硅树脂。
技术介绍
从20世纪90年代末，随着第三代半导体材料氮化镓技术的突破和蓝、绿及白光发光二极管的问世，半导体技术继引发微电子革命之后，又孕育一场新的产业革命—照明革命，其标志是半导体灯将逐步替代白炽灯和荧光灯，是人类照明史上的一大飞跃。在制造功率型LED器件过程中，由于LED本身不具有抗湿气、防氧化、防短路、保护芯片等作用，因此需经过不同型式的组装打线、胶体封装等制程。封装材料不仅能为LED芯片提供保护，而且还能起到决定光分布、降低芯片与空气之间折射率差距以增加光输出等作用，对LED的可靠性及光输出效果有绝对性影响。使用高导热、高折射率、高耐紫外和耐老化能力且透明的封装材料可明显提高LED器件的光输出功率和使用寿命。有机硅材料主链由Si-O-Si键组成，侧基连有不同的功能基团，赋予材料本身许多优异的性能，如高透光率、高耐候性及耐老化性等，可在200-250℃长期使用，或短时间内达到300-350℃不会发生质变。有机硅材料的出现有效解决了传统环氧树脂封装材料的易黄变、对冷热冲击适应性差、无法散热等问题。因此，有机硅材料成为目前大功率LED封装的首选。有机硅作为封装材料的一个缺点就是机械性能较差。本专利技术从改善其机械性能出发，通过对硅树脂中乙烯基含量的可控调节来调控硅氢加成的交联密度，从而实现对封装胶机械性能的综合调控。当乙烯基硅树脂中的乙烯基含量太低时，封装胶的交联密度小；反之，则交联密度过大，封装胶变脆，伸长率、耐老化性能不好，因此需要可控调节乙烯基含量，使其在一定范围内变化。现有专利关于乙烯基苯基硅树脂的制备多是采用氯硅烷水解-缩聚的方法，如专利CN101343365A、CN101979427A和US2002006794（Al），反应过程中有大量HCl产生，需要进行后处理，不仅增加劳动强度，而且对环境造成污染。CN101475689A采用硅氧烷为反应原料制备甲基苯基乙烯基硅树脂，所用硅氧烷为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲基乙烯基甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷等，该专利制备的乙烯基苯基硅树脂的乙烯基含量可调控范围非常小，只能在分子链端基调节，同时该专利没有明确指出乙烯基含量可调，也没有说明调节的方法。本专利技术专利主要针对现有技术存在的问题，在有机硅树脂主链中可控引入乙烯基，并且通过乙烯基双封装头进行封端，达到乙烯基含量的可控，提供一种新型有机硅封装胶，尤其是应用在LED封装领域用的高折射率乙烯基苯基硅树脂，并且提供该树脂的制备方。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种LED封装用高折射率乙烯基苯基硅树脂及其制备方法。为达到专利技术目的本专利技术采用的技术方案是：一种LED封装用高折射率乙烯基苯基硅树脂，其特征在于具有以下结构通式（I）：（SiO2）a1（PhSiO1.5）a2（Ph2SiO）b1（ViMeSiO）b2(Me2ViSiO0.5)c1（I）其中：0≤a1<1、0<a2<1、0<b1<1、0<b2<1、0<c1<1，且a1+a2+b1+b2+c1=1；所述乙烯基苯基硅树脂具有三维网状结构。上述结构通式（I）中：硅氧烷单元SiO2表示四官能链节，PhSiO1.5硅氧烷单元表示三官能链节，Ph2SiO与ViMeSiO硅氧烷单元表示双官能链节，Me2ViSiO0.5硅氧烷单元表示单官能链节，其中Ph为苯基、Vi为乙烯基、Me为甲基。a1、a2、b1、b2、c1表示构成硅树脂的全部硅氧烷单元为1mol时各个硅氧单元所占的摩尔数，其中0≤a1<1（不包括1），（不包括0）0<a2<1（不包括1），（不包括0）0<b1<1（不包括1），（不包括0）0<b2<1（不包括1），（不包括0）0<c1<1（不包括1）。本专利技术提供的制备LED封装用高折射率乙烯基苯基硅树脂的方法，包括以下步骤：（1）在反应器中加入去离子水和有机溶剂组成的混合溶剂，加入烷氧基硅烷，控制20～50℃温度，使烷氧基硅烷进行水解反应2～8h，所述烷氧基硅烷的结构通式为R1nSi(OR2)4-n，其中：R1选自甲基、乙基、苯基或芳基，R2为甲基或乙基，（不包括0）0<n<3（不包括3），所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、四氢呋喃、异丙醇和正丁醇中的一种、两种或三种以上组合；（2）水解反应结束后，加入催化剂，升高温度至65～125℃进行缩合反应，回流2～16h，然后冷却至40～50℃，加入封端剂进行封端；（3）将步骤（2）获得的产物在0.02～0.95Mpa压力下进行减压蒸馏，得到蒸馏产物；（4）将步骤（3）所获得的蒸馏产物在145～185℃下进行熟化反应，经有机溶剂洗涤后得到目标产物。上述步骤（1）中，使用的烷氧基硅烷优选自苯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基苯基甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯和二甲基乙烯基硅氧烷中的两种、三种或多种组合；烷氧基硅烷中Ph/Me摩尔比优选为0.25～0.75，Vi/Me摩尔比优选为0.01～0.5；去离子水与烷氧基硅烷的质量比优选为1.8～4.5:1，所述有机溶剂与烷氧基硅烷的质量比为1.6～5:1，优选为2.1～5:1。上述封端剂优选为二甲基乙烯基硅氧烷或四甲基二乙烯基二硅氧烷；封端剂与烷氧基硅烷的质量比优选为0.6%～5.2%:1，进一步优选为0.8%～4.5%:1。上述催化剂优选为氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、乙醇钠、叔丁醇钾、硫酸或四甲基氢氧化胺；催化剂与烷氧基硅烷的质量比优选为0.1%～2%:1。上述步骤（3）中，减压蒸馏温度优选为140～160℃。上述步骤（4）中，洗涤用有机溶剂优选为甲苯或二甲苯，有机溶剂与产物的质量比优选为5%～25%:1。本专利技术制备的LED封装用高折射率乙烯基苯基硅树脂及其制备方法相比现有的技术，具有以下优势：（1）在合成过程中，使用硅氧烷作为反应原料，避免了常用的氯硅烷水解而产生的盐酸对环境造成的污染；（2）在主链结构中引入乙烯基，使产物树脂的乙烯基含量可调，利于调控封装胶的机械性能；（3）制备工艺简单，易于操作。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术进行说明，但并不将本专利技术局限于这些具体实施例中。本领域技术人员应该认识到，本专利技术涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。实施例1（1）将二苯基二甲氧基硅烷30.76g，二甲基二甲氧基硅烷42.29g，苯基三甲氧基硅烷8.75g，乙烯基甲基二甲氧基硅烷2.36g和正硅酸乙脂1.43g的烷氧基硅烷混合物滴入30℃的由186.91g去离子水、229.38g二甲苯和67.94g异丙醇组成的混合溶剂中进行水解反应，反应时间为3h；（2）水解反应结束后，加入四甲基氢氧化胺0.82g，升高温度至122℃进行缩合反应，回流4h，然后冷却至50℃，加入3.98g四甲基二乙烯基二硅氧烷进行封端；（3）将步骤（2）获得的产物在0.05MPa压力下进行进行减压蒸馏，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED封装用高折射率乙烯基苯基硅树脂，其特征在于具有以下结构通式（I）：（SiO2）a1（PhSiO1.5）a2（Ph2SiO）b1（Vi MeSiO）b2(Me2ViSiO0.5)c1    （I）其中：0≤a1<1、0<a2<1、0<b1<1、0<b2<1、0<c1<1，且a1+a2+b1+b2+c1=1；所述乙烯基苯基硅树脂具有三维网状结构。

【技术特征摘要】
1.一种LED封装用高折射率乙烯基苯基硅树脂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在反应器中加入去离子水和有机溶剂组成的混合溶剂，加入烷氧基硅烷，控制20～50℃温度，使烷氧基硅烷进行水解反应2～8h，所述烷氧基硅烷的结构通式为R1nSi(OR2)4-n，其中：R1选自甲基、乙基、苯基或芳基，R2为甲基或乙基，0<n<3，所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、四氢呋喃、异丙醇和正丁醇中的一种、两种或三种以上组合；(2)水解反应结束后，加入催化剂，升高温度至65～125℃进行缩合反应，回流2～16h，然后冷却至40～50℃，加入封端剂进行封端；(3)将步骤(2)获得的产物在0.02～0.95MPa压力下进行减压蒸馏，得到蒸馏产物；(4)将步骤(3)所获得的蒸馏产物在145～185℃下进行熟化反应，经有机溶剂洗涤后得到目标产物；所述乙烯基苯基硅树脂具有以下结构通式(I)：(SiO2)a1(PhSiO1.5)a2(Ph2SiO)b1(ViMeSiO)b2(Me2ViSiO0.5)c1(I)其中：0≤a1<1、0<a2<1、0<b1<1、0<b2<1、0<c1<1，且a1+a2+b1+b2+c1＝1；所述乙烯基苯基硅树脂具有三维网状结构。2.按照权利要求1所述的LED封装用高折射率乙烯基苯基硅树脂的制备方法，其特征在于所述烷氧基硅烷选自苯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、、甲基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴昌龙，徐立环，钟桂云，陈卡凌，阮环阳，
申请(专利权)人：中化蓝天集团有限公司，浙江省化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33