LED封装胶用甲基苯基乙烯基铝硅树脂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种制备LED封装胶用甲基苯基乙烯基铝硅树脂的方法，包括以下步骤：1）将三官能团的烷氧基硅烷、二官能团的烷氧基硅烷、异丙醇铝和封端剂溶解在溶剂中；2）加入强酸水溶液，在氮气保护下进行水解缩聚反应，反应时间为4~8h，反应温度为20~80℃；反应后水洗分液；3）减压蒸馏回收溶剂；4）在145~175℃，压力不大于-0.095MPa的条件下进行真空脱除低沸点化合物即得甲基苯基乙烯基铝硅树脂。本发明专利技术中方法节省设备投资、节省工序；并且制备的甲基苯基乙烯基铝硅树脂透光率高，应用于LED封装胶后的粘结强度高，耐高温性能好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机硅树脂制备领域，具体涉及一种甲基苯基乙烯基铝硅树脂的制备方法。
技术介绍
现有的LED封装技术一般以环氧树脂、硅橡胶系树脂等高透明性树脂作为封装材料。随着LED亮度和功率不断提高对LED封装材料的性能提出了更高的要求,如高折射率、高透光率、高导热性、耐紫外耐热老化能力及低的热膨胀系数低离子含量和应力等。环氧树脂封装材料在可靠性以及耐紫外和热老化性能等方面远远不能满足封装材料的要求。有机硅封装材料则具有良好的透明性、耐高低温性、耐候性等特点被认为是用于大功率LED封装的最佳材料。目前大功率LED封装用硅胶的主要是由甲基苯基乙烯树脂和含氢聚硅氧烷在一定条件下通过硅氢加成反应制得的。甲基苯基乙烯基树脂的合成主要是利用二苯基二氯硅烷(Ph2SiCl2)与二甲基氯硅烷(Me2SiCl2)、甲基乙烯基二氯硅烷(MeViSiCl2)、苯基三氯硅烷(PhSiCl3)等共水解-缩聚制备而成，然后将乙烯基硅树脂与含苯基硅氧链节的含氢硅油在铂络合物催化下硫化成型，获得高折射率LED封装有机硅材料。也有的以甲基苯基二氯硅烷(MePhSiCl2)代替Ph2SiCl2合成甲基苯基乙烯基聚硅氧烷，有文献报道以环硅氧烷为原料通过开环共聚制备了高折射率、高透光率的乙烯基硅树脂。还有的是以苯基三甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷等含烷氧基的有机硅单体为原料固体酸水解缩聚获得甲基苯基乙烯基硅树脂。目前甲基苯基乙烯基硅树脂的合成存在诸多问题，如以二苯基二氯硅烷、二甲基氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷等氯硅烷单体为原料进行合成存在原料危险、不易贮存、合成不稳定、存在碱缩聚水洗等缺陷；以苯基三甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、八苯基环四硅氧烷等含烷氧基的有机硅单体和有机硅环体为原料经固体酸水解缩聚获得的甲基苯基乙烯基硅树脂存在易发黄、粘结性差、强度低等缺点。目前集成LED应用越来越广泛，其功率的不断提高，对封装胶的要求越来越高，很多功率超过100瓦以上的LED点亮后温度高达350℃以上，甲基苯基乙烯基硅树脂不能长时间耐受。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种甲基苯基乙烯基铝硅树脂及其制备方法，以克服现有技术中甲基苯基乙烯基铝硅树脂的易发黄、粘结性差、强度低和不耐高温的缺点。为实现上述目的及其他目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种制备LED封装胶用甲基苯基乙烯基铝硅树脂的方法，包括以下步骤：1)将三官能团的烷氧基硅烷、二官能团的烷氧基硅烷、异丙醇铝、封端剂溶解在溶剂中；2)加入强酸水溶液，在氮气保护下进行水解缩聚反应，反应时间为4～8h，反应温度为20～80℃；反应后水洗分液；3)减压蒸馏回收溶剂；4)在145～175℃，压力不大于-0.095MPa的条件下进行真空脱除低沸点化合物即得甲基苯基乙烯基铝硅树脂。优选地，步骤1)中所述三官能团的烷氧基硅烷选自苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。优选地，步骤1)中所述二官能团的烷氧基硅烷选自二苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种。优选地，步骤1)中所述封端剂选自四甲基二乙烯基二硅氧烷、二甲基乙烯基甲氧基硅烷和二甲基乙烯基乙氧基硅烷中的一种或多种。优选地，步骤1)中所述溶剂选自甲苯、二甲苯、甲基异丁基酮、环己酮、醋酸丁酯、二氯甲烷和氟碳溶剂中的一种或多种。优选地，步骤2)中所述强酸包括硫酸、盐酸和三氟甲磺酸中的一种。优选地，步骤2)中的反应温度为50～70℃。本专利技术中步骤2)中分液分为水相和溶剂相，保留溶剂相，去除水相。优选地，步骤1)三官能团的烷氧基硅烷、二官能团的烷氧基硅烷和封端剂中均包括非水解的有机基团，所述非水解的有机基团包括甲基、苯基和乙烯基；所述非水解的有机基团与硅原子的摩尔比为1.1～1.8；所述非水解的有机基团中的苯基与所述非水解的有机基团的摩尔比为0.2～0.7；铝原子与硅原子的摩尔比为0.01～0.3，封端剂中乙烯基与硅原子的摩尔比为0.15～0.35,三官能团的烷氧基硅烷、二官能团的烷氧基硅烷和封端剂中总的乙烯基与硅原子的摩尔比为0.15～0.40；所述硅原子的摩尔数为三官能团的烷氧基硅烷、二官能团的烷氧基硅烷和封端剂中的硅原子的摩尔数的总和；所述铝原子的摩尔数为异丙醇铝中铝原子的摩尔数。更优选地，所述非水解的有机基团与硅原子的摩尔比为1.5～1.8。更优选地，所述非水解的有机基团中的苯基与所述非水解的有机基团的摩尔比为0.40～0.49。更优选地，铝原子与硅原子的摩尔比为0.08～0.13。更优选地，三官能团的烷氧基硅烷、二官能团的烷氧基硅烷和封端剂中总的乙烯基与硅原子的摩尔比为0.25～0.30。优选地，步骤2)中所述强酸水溶液的浓度为10～50％。所述的浓度为质量百分含量，即为强酸的质量占强酸水溶液的质量的百分含量。本专利技术还公开了一种如上述所述方法制备的LED封装胶用甲基苯基乙烯基铝硅树脂。优选地，所述甲基苯基乙烯基铝硅树脂中，所述非水解的有机基团与硅原子的摩尔比为1.1～1.8；所述非水解的有机基团包括甲基、苯基和乙烯基；所述非水解的有机基团中的苯基与所述非水解的有机基团的摩尔比为0.2～0.7；铝原子与硅原子的摩尔比为0.01～0.3，封端的乙烯基与硅原子的摩尔比为0.15～0.35,总的乙烯基与硅原子的摩尔比为0.15～0.40。更优选地，所述甲基苯基乙烯基铝硅树脂中，所述非水解的有机基团与硅原子的摩尔比为1.5～1.8。更优选地，所述甲基苯基乙烯基铝硅树脂中，所述非水解的有机基团中的苯基与所述非水解的有机基团的摩尔比为0.40～0.49。更优选地，所述甲基苯基乙烯基铝硅树脂中，铝原子与硅原子的摩尔比为0.08～0.13。更优选地，所述甲基苯基乙烯基铝硅树脂中，三官能团的烷氧基硅烷、二官能团的烷氧基硅烷和封端剂中总的乙烯基与硅原子的摩尔比为0.25～0.30。本专利技术还公开了一种如上述所述甲基苯基乙烯基铝硅树脂在LED封装胶中的应用。本专利技术中公开的上述技术方案具有以下有益效果：通过选用含烷氧基的有机硅单体进行甲基苯基乙烯基铝硅树脂合成，更有利于安全生产，节省设备投资、节省工序。采用氮气保护、反应温度控制在20-80℃得到的树脂比一般方法得到的树脂透光率更高，达99％以上(分光光度计检测)，而且无色透明，常规方法合成的产品则常见为白色或半透明、<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备LED封装胶用甲基苯基乙烯基铝硅树脂的方法，包括以下步骤：1)将三官能团的烷氧基硅烷、二官能团的烷氧基硅烷、异丙醇铝和封端剂溶解在溶剂中；2)加入强酸水溶液，在氮气保护下进行水解缩聚反应，反应时间为4～8h，反应温度为20～80℃；反应后水洗分液；3)减压蒸馏回收溶剂；4)在145～175℃，压力不大于‑0.095MPa的条件下进行真空脱除低沸点化合物即得甲基苯基乙烯基铝硅树脂。

【技术特征摘要】
1.一种制备LED封装胶用甲基苯基乙烯基铝硅树脂的方法，包括以下步骤：
1)将三官能团的烷氧基硅烷、二官能团的烷氧基硅烷、异丙醇铝和封端剂溶解在溶剂中；
2)加入强酸水溶液，在氮气保护下进行水解缩聚反应，反应时间为4～8h，反应温度为
20～80℃；反应后水洗分液；
3)减压蒸馏回收溶剂；
4)在145～175℃，压力不大于-0.095MPa的条件下进行真空脱除低沸点化合物即得甲基
苯基乙烯基铝硅树脂。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述三官能团的烷氧基硅烷选自苯基
三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种
或多种。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1)中所述二官能团的烷氧基硅烷选自二苯基
二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷
和二甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1)中所述封端剂选自四甲基二乙烯基二硅氧
烷、二甲基乙烯基甲氧基硅烷和二甲基乙烯基乙氧基硅烷中的一种或多种。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1)中所述溶剂选自甲苯、二甲苯、甲基异丁
基酮...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗正鸿，项炯华，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31