LED封装用有机氟无规共聚物改性环氧材料及其制法制造技术

本发明专利技术公开了一种LED封装用有机氟无规共聚物改性环氧材料及其制法。所述有机氟无规共聚物改性环氧材料按质量份数计的原料组成为：有机氟无规共聚物0.01～50份、环氧树脂0.01～100份、环氧固化剂50～150份和促进剂0.1～3份。本发明专利技术所制备的LED封装用有机氟无规共聚物改性环氧材料，可解决有机氟与环氧基体之间的分相问题，并且使有机氟与环氧在固化过程中进行化学键的交联，目的在保证透光率的前提下，有效提升脂环族环氧树脂的耐水性能，并有效地改善体系的耐热性、耐候性、化学稳定性以及力学强度等特性。

【技术实现步骤摘要】
LED封装用有机氟无规共聚物改性环氧材料及其制法
本专利技术属于光电器件封装材料
，涉及一种用于密封发光二极管(LED)的封装材料，具体涉及一种LED封装用有机氟无规共聚物改性环氧材料及其制法。
技术介绍
发光二极管(LED)是新型固体光源，与传统的固体光源相比，具有高效节能、绿色环保和使用寿命长的特点。LED产业开始于20世纪70年代，90年代以来在全球范围内迅速崛起并高速发展，世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的竞争。我国LED产业从2001年起也进去了高速发展的增长时期，目前，随着LED制造技术的不断进步，LED在各方面的性能都得到了很大的改善。为了保证LED的可靠性，需对发光芯片进行封装，以免大气中水汽、尘埃和化学物质的侵蚀。迄今为止，90％的LED采用环氧树脂来封装，环氧树脂种类很多，考虑到应用于LED封装材料的环氧树脂必须具有高透光率、高折射率、优异的耐热性、绝缘性等特点，目前国内外主要采用脂环族环氧树脂。但因其具有吸湿性、易老化、耐热性差、高温和短波下易变色，固化的内应力差等缺陷，易降低LED器件使用寿命。并且在固化过程中，也会产生羟基等极性基团，增大吸水率，严重影响LED透光率。有机氟材料具有含氟基团，由于氟的电负性大(3.98)，范德华半径(0.135)除氢外最小，所以C-F键十分稳定，可显著降低材料表面能，并且具有优异的耐水、耐候、耐污和耐化学品性。因此利用有机氟改性环氧树脂必将满足LED封装材料抗湿性的要求。但是，单纯的有机氟与环氧树脂的相容性差，以改性的环氧树脂为基料，将对所制备的LED封装材料透光率有一定的影响。
技术实现思路
为解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种LED封装用有机氟无规共聚物改性环氧材料，其具有高耐水性、优良的粘结力、力学强度以及耐候性。本专利技术的另一目的在于提供上述LED封装用有机氟无规共聚物改性环氧材料的制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种LED封装用有机氟无规共聚物改性环氧材料，该材料由下述按质量份数计的原料制备而成：所述的有机氟无规共聚物的通式如式1所示：其中，所述的Rf为氟代烷烃，优选为-CH2CF3、-CH2CF2CHFCF3、-CH2CF2CF2CF3、-CH2(CF2)5CHF2、-CH2CH2(CF2)5CF3、-CH2(CF2)6CF3和-CH2(CF2)8CF3中的一种；所述的R1、R2、R3分别为-H-或-CH3；所述的R4为-CnH2n+1中的一种，其中n为1～17的整数；所述的R为的一种或两种混合。所述的有机氟无规共聚物由以下步骤制备得到：将0.01～40质量份含氟丙烯酸单体、0～50质量份脂环族乙烯基环氧单体、0.01～20质量份丙烯酸烷基酯及20～220质量份有机溶剂A组成的混合液体加入反应器中，在氮气气氛，机械搅拌下，加热至60℃～100℃，将引发剂预先用有机溶剂B溶解得到引发剂溶液，逐步分2～3次加入5～30质量份引发剂溶液，反应3～9h，反应结束后，将反应产物在真空度为1×103～2×104Pa、及60～100℃条件下旋蒸10min～30min除去溶剂和副产物，得到有机氟无规共聚物。所述的含氟丙烯酸单体优选为甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸-2,2,3,3,4,4,4-七氟代-丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸-1H,1H-全氟代辛酯和1H,1H-全氟正癸基丙烯酸酯的中的至少一种；所述的脂环族乙烯基环氧单体优选为3,4-环氧环己基甲基甲基丙烯酸酯3,4-环氧环己基甲基丙烯酸酯和4-乙烯基环氧环己烷中的至少一种；所述的丙烯酸烷基酯优选为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯和甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种；所述的有机溶剂A和有机溶剂B均优选为1,4-二氧六环、丁酮、四氢呋喃、乙醇、环己烷、甲苯、异丙醇、乙二醇二甲醚和乙酸乙酯中的至少一种；所述的机械搅拌转速为300～1000rpm；所述的引发剂优选为偶氮类引发剂或有机过氧类引发剂，所述的引发剂溶液浓度为0.01～0.5g/ml。所述的有机溶剂A的作用是溶解含氟丙烯酸单体、脂环族环氧单体和丙烯酸烷基酯，有机溶剂B的作用是溶解引发剂；所述的引发剂的作用是引发含氟丙烯酸单体、脂环族乙烯基环氧单体及丙烯酸烷基酯单体三者发生自由基聚合反应，其用量为反应体系固含量的0～5％。所述的偶氮类引发剂优选为偶氮二异丁氰(AIBN)和偶氮二异庚腈(ABVN)的一种以上；所述的有机过氧类引发剂优选为过氧化苯甲酰、过氧化十二酰和过氧化二叔丁基中的至少一种。所述的环氧树脂优选为脂环族环氧树脂，其中更优选为型号ERL-4221、ERL-4234、ERL-4206和ERL-4299的至少一种。所述的环氧固化剂优选为酸酐类固化剂，所述的促进剂优选为季铵盐类或叔胺类促进剂。所述酸酐类固化剂优选为邻苯二甲酸酐(PA)、纳迪克酸酐(NA)、甲基纳迪克酸酐(MNA)、六氢化邻苯二甲酸酐(HHPA)、甲基六氢邻苯二甲酸酐(MHHPA)、4-甲基六氢苯酐(4-MHHPA)、四氢邻苯二甲酸酐(THPA)、4-甲基四氢苯酐(4-MTHPA)、十二烯基丁二酸酐(DDSA)和聚壬二酸酐(PAPA)的至少一种；所述季铵盐类促进剂优选为四丁基溴化铵(TBAB)、十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的至少一种。上述LED封装用有机氟无规共聚物改性环氧材料的制备方法，包括以下步骤：将0.01～50质量份有机氟无规共聚物加入0.01～100质量份环氧树脂中，机械搅拌均匀后，加入50～150质量份环氧固化剂与0.1～3质量份促进剂的混合物，继续机械搅拌0.5～3h后，真空脱泡，于70～100℃在真空条件下预固化1～3h，再于110～140℃固化2～6h，最后于150～180℃固化2～6h，制得所述有机氟无规共聚物改性环氧材料。优选的，所述的机械搅拌转速为300～1000rpm；所述真空脱泡在真空度为1×103Pa条件下进行；所述预固化的真空条件为真空度为290～(2×104)Pa。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：(1)本专利技术是在比较温和的条件下，通过自由基聚合，合成一种含氟基、脂环族环氧基以及烷酯基三官能团的有机氟无规共聚物，同时该有机氟无规共聚物与固化剂、固化促进剂直接和环氧树脂基体复合固化得到LED封装用有机氟无规共聚物改性环氧材料。(2)本专利技术所制备的有机氟无规共聚物与环氧树脂基体进行复合制备有机氟无规共聚物改性环氧材料，可解决有机氟与环氧基体之间的分相问题，并且使有机氟与环氧在固化过程中进行化学键的交联，目的在保证透光率的前提下，有效提升脂环族环氧树脂的耐水性能，并有效地改善体系的耐热性、耐候性、化学稳定性以及力学强度等特性。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1按照以下步骤制备一种LED封装用有机氟无规共聚物改性环氧材料：(1)有机氟无规共聚物的制备取20g丙烯酸三氟乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED封装用有机氟无规共聚物改性环氧材料，其特征在于，由下述按质量份数计的原料制备而成：

【技术特征摘要】
1.一种LED封装用有机氟无规共聚物改性环氧材料，其特征在于，由下述按质量份数计的原料制备而成：所述的有机氟无规共聚物的通式如式1所示：其中，所述的Rf为氟代烷烃；所述的R1、R2、R3分别为-H-或-CH3；所述的R4为-CnH2n+1中的一种，其中n为1～17的整数；所述的R为的一种或两种混合。2.根据权利要求1所述的LED封装用有机氟无规共聚物改性环氧材料，其特征在于，所述的有机氟无规共聚物由以下步骤制备得到：将0.01～40质量份含氟丙烯酸单体、0～50质量份脂环族乙烯基环氧单体、0.01～20质量份丙烯酸烷基酯及20～220质量份有机溶剂A组成的混合液体加入反应器中，其中脂环族乙烯基环氧单体的添加量不为0，在氮气气氛，300～1000rpm机械搅拌下，加热至60℃～100℃，将引发剂预先用有机溶剂B溶解得到引发剂溶液，分2～3次加入5～30质量份引发剂溶液，反应3～9h，反应结束后，将反应产物在真空度为1×103～2×104Pa、及60～100℃条件下旋蒸10min～30min除去溶剂和副产物，得到有机氟无规共聚物。3.根据权利要求2所述的LED封装用有机氟无规共聚物改性环氧材料，其特征在于，所述的含氟丙烯酸单体为甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸-2,2,3,3,4,4,4-七氟代-丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸-1H,1H-全氟代辛酯和1H,1H-全氟正癸基丙烯酸酯的中的至少一种；所述的脂环族乙烯基环氧单体为3,4-环氧环己基甲基甲基丙烯酸酯、3,4-环氧环己基甲基丙烯酸酯和4-乙烯基环氧环己烷中的至少一种；所述的丙烯酸烷基酯为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯和甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种；所述的有机溶剂A和有机溶剂B...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟区，孙洋，
申请(专利权)人：中科院广州化学有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44