LED封装用硅氧烷改性环氧树脂制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种LED封装树脂制备工艺及应用，特别是一种LED封装用硅氧烷改性环氧树脂的制备方法及其应用。注反应器中，加入双酚A环氧树脂，烷氧基硅烷，有机金属盐催化剂，在50～150℃反应1小时，制得环氧树脂改性预聚体；利用混合氯硅烷单体以及有机溶剂为原料，制备甲基苯基硅氧烷预聚体；反应器内加入环氧树脂改性预聚体；甲基苯基硅氧烷预聚体，在70～150℃真空条件下反应2～6小时，制得LED封装用硅氧烷改性环氧树脂。与有机硅树脂相比，这种硅氧烷改性环氧树脂具有与基材粘结力好的特点；与环氧树脂相比，这种硅氧烷改性环氧树脂具有耐冷热冲击、耐热性好的特点。

Preparation and application of siloxane modified epoxy resin for LED packaging

The invention relates to a preparation process and application of LED encapsulation resin, in particular to a preparation method and application of a siloxane modified epoxy resin for LED packaging. Note the reactor, adding bisphenol A epoxy resin, alkoxy silane, organic metal salt catalyst, 50~150 degrees in the reaction for 1 hours, prepared the modified epoxy resin prepolymer; using mixed chlorosilane monomer and organic solvent as raw materials, preparation of methyl phenyl siloxane prepolymer; reactor adding epoxy resin modified prepolymer; methyl phenyl siloxane prepolymer, at 70~150 DEG C under the condition of vacuum reaction for 2~6 hours, prepared for LED packaging silicone modified epoxy resin. Compared with silicone resin, the silicone modified epoxy resin has good adhesion with substrate. Compared with epoxy resin, this silicone modified epoxy resin has the characteristics of resistance to cold and heat shock and good heat resistance.

【技术实现步骤摘要】
LED封装用硅氧烷改性环氧树脂制备方法及其应用
本专利技术涉及一种LED封装树脂制备工艺及应用，特别是一种LED封装用硅氧烷改性环氧树脂的制备方法及其应用。
技术介绍
双酚A型环氧树脂具有透光率高、力学性能好、耐腐蚀、成本低、操作简便等优点，但它在固化后交联密度高、内应力大、耐冲击性差，在短波辐射及热作用下容易产生黄变现象，所以无法满足新型功率型LED对封装材料的要求。有机硅材料具有良好的透明性、耐高低温性、耐候性、热稳定性等特点，但是存在耐腐蚀性差、粘结强度低、力学性能差及成本高的缺点。硅氧烷改性环氧树脂兼具两种材料的优点，是理想的封装材料。CN201310310813.6江苏苏博特新材料一种硅烷偶联剂改性的环氧树脂及其制备方法与应用，该专利采用含氨基的硅烷偶联剂对环氧树脂改性，由于有机硅链段较短，对树脂耐热等性能提升有限。专利申请201611093859.7华南理工大学公开了一种LED封装用甲基苯基环氧改性硅油的制备方法，该专利采用硅氢加成的方式实现改性，要求特定型号的环氧树脂，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足而提供一种耐热性好、耐冷热冲击并且与基材粘结力好的LED封装用硅氧烷改性环氧树脂的制备方法及其应用。本专利技术的制备方法采用如下技术方案：一种LED封装用硅氧烷改性环氧树脂的制备方法，按如下步骤制备：1）环氧树脂改性预聚体制备：注反应器中，加入双酚A环氧树脂40～80质量份，烷氧基硅烷1～30质量份，有机金属盐催化剂0.01～1质量份，在50～150℃反应1小时，制得环氧树脂改性预聚体；2）硅氧烷预聚体制备：利用混合氯硅烷单体以及有机溶剂为原料，制备甲基苯基硅氧烷预聚体；3）LED封装用硅氧烷改性环氧树脂的制备：反应器内加入环氧树脂改性预聚体50～90质量份，甲基苯基硅氧烷预聚体10～50质量份，在70～150℃真空条件下反应2～6小时，制得LED封装用硅氧烷改性环氧树脂。相对于现有技术，采用上述技术方案的本专利技术具有如下优点及有益效果：1、与有机硅树脂相比，这种硅氧烷改性环氧树脂具有与基材粘结力好的特点；与环氧树脂相比，这种硅氧烷改性环氧树脂具有耐冷热冲击、耐热性好的特点。2、使烷氧基硅烷参与反应，相比碳羟基与硅羟基直接反应更加容易，条件温和。3、采用氯硅烷原料制备硅氧烷预聚体，相对于烷氧基硅烷为原料，成本更低。LED封装用硅氧烷改性环氧树脂的制备方法，采用如下优选方案：双酚A环氧树脂为E20、E44中的一种。混合氯硅烷单体选用苯基三氯硅烷和二甲基二氯硅烷。混合氯硅烷单体选用苯基三氯硅烷和二甲基二氯硅烷与二苯基二氯硅烷或甲基三氯硅烷其中之一进行混合配比。环氧树脂改性预聚体制备过程中，所用烷氧基硅烷选用甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷或苯基三乙氧基硅烷中的一种。环氧树脂改性预聚体制备过程中，所用有机金属盐催化剂为环烷酸锌、环烷酸钴、异辛酸锌、辛酸锌或二月桂酸二丁基锡中的一种。甲基苯基硅氧烷预聚体按照如下质量配比制备：苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷按质量比1～20:0～10:0～10:1～20混合，苯系有机溶剂的质量为混合氯硅烷单体质量的1～3倍，水的质量为混合氯硅烷单体质量的0.5～4倍。甲基苯基硅氧烷预聚体的具体制备方法是：a、水解反应器中加入生产水，混合氯硅烷单体及有机溶剂按配比混合均匀后匀速加入反应器中；控制水解温度20～50℃；加料完毕后静置分层，将盐酸分离；b、洗涤将含有机溶剂的甲基苯基硅氧烷预聚体水洗至中性；水洗温度30～60℃。c、浓缩在真空状态下将含溶剂的甲基苯基硅氧烷预聚体进行连续浓缩，脱出溶剂制得甲基苯基硅氧烷预聚体。在胺类或酸酐类环氧固化剂作用下固化成LED封装材料。胺类环氧固化剂选用二乙烯三胺或三乙烯四胺；酸酐类环氧固化剂选用甲基六氢苯酐。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。以下实施例测试结果参照以下测试标准：色漆和清漆漆膜的划格实验测定漆膜附着力，GB/T9286-1998。色漆和清漆耐热性的测定GBT1735-2009。漆膜耐冲击测定方法GB1732-93。实施例一：环氧树脂改性预聚体制备：反应器中，加入E44环氧树脂60g，甲基三乙氧基硅烷9g，二月桂酸二丁基锡0.01g，70℃反应1小时，制得环氧树脂改性预聚体64g。苯基三氯硅烷50g、二苯基二氯硅烷5g、甲基三氯硅烷10g、二甲基二氯硅烷15g，与200g二甲苯溶剂混合均匀，反应器中加入生产水100g，混合后的氯硅烷单体及有机溶剂匀速加入反应器中，控制水解温度40℃。加料完毕后静置分层，将盐酸分离后用30℃水洗至中性。在真空状态下将含溶剂甲基苯基硅氧烷预聚体进行连续浓缩，脱出溶剂制得甲基苯基硅氧烷预聚体45g。反应器内加入环氧树脂改性预聚体64g，甲基苯基硅氧烷预聚体45g，140℃真空条件下反应2-6小时，制得LED封装用硅氧烷改性环氧树脂。产品性能指标：附着力：1级。耐热性（250℃）：4h通过。耐冲击性：50cm。在实际应用过程中，所制得的硅氧烷改性环氧树脂与胺类或酸酐类环氧固化剂混合均匀后，可以作为封装材料使用，根据实际需要进行配比，例如，硅氧烷改性环氧树脂与胺类的质量配比选用10：1的比例。胺类环氧固化剂选用二乙烯三胺或三乙烯四胺；酸酐类环氧固化剂选用甲基六氢苯酐。实施例二：环氧树脂改性预聚体制备：反应器中，加入E20环氧树脂80g，甲基三乙氧基硅烷4g，二月桂酸二丁基锡0.02g，80℃反应1小时，制得环氧树脂改性预聚体82g。E20双酚A环氧树脂的具体性能：淡黄至棕黄色透明固体；色泽号--8；软化点64---76；环氧当量/100克：0.18--0.23；有机氯当量/100克：0.02；无机氯当量/100克0.001；挥发物当量1%；市面可以购入。苯基三氯硅烷60g、二苯基二氯硅烷3g、甲基三氯硅烷20g、二甲基二氯硅烷27g，与240g二甲苯有机溶剂混合均匀，反应器中加入生产水120g，混合后氯硅烷单体及有机溶剂匀速加入反应器中，控制水解温度30℃。加料完毕后静置分层，将盐酸分离后用40℃水洗至中性。在真空状态下将含溶剂甲基苯基硅氧烷预聚体进行连续浓缩，脱出溶剂制得甲基苯基硅氧烷预聚体60g。反应器内加入环氧树脂改性预聚体82g，甲基苯基硅氧烷预聚体60g，140℃真空条件下反应2-6小时，制得LED封装用硅氧烷改性环氧树脂。产品性能指标：附着力：1级耐热性（250℃）：4h通过耐冲击性：50cm。实施例三：环氧树脂改性预聚体制备：反应器中，加入E44环氧树脂70g，甲基三甲氧基硅烷6g，二月桂酸二丁基锡0.01g，70℃反应1小时，制得环氧树脂改性预聚体76g。苯基三氯硅烷45g、二苯基二氯硅烷5g、甲基三氯硅烷15g、二甲基二氯硅烷15g，与200g二甲苯混合均匀，反应器中加入生产水100g，混合后氯硅烷单体及有机溶剂匀速加入反应器中，控制水解温度40℃。加料完毕后静置分层，将盐酸分离后用30℃水洗至中性。在真空状态下将含溶剂甲基苯基硅氧烷预聚体进行连续浓缩，脱出溶剂制得甲基苯基硅氧烷预聚体45g。反应器内加入环氧树脂改性预聚体76g，甲基苯基硅氧烷预聚体45g，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED封装用硅氧烷改性环氧树脂的制备方法，按如下步骤制备：1）环氧树脂改性预聚体制备：注反应器中，加入双酚A环氧树脂40～80质量份，烷氧基硅烷1～30质量份，有机金属盐催化剂 0.01～1质量份，在50～150℃反应1小时，制得环氧树脂改性预聚体；2）硅氧烷预聚体制备：利用混合氯硅烷单体以及有机溶剂为原料，制备甲基苯基硅氧烷预聚体；3）LED封装用硅氧烷改性环氧树脂的制备：反应器内加入环氧树脂改性预聚体50～90质量份，甲基苯基硅氧烷预聚体10～50质量份，在70～150℃真空条件下反应2～6小时，制得LED封装用硅氧烷改性环氧树脂。

【技术特征摘要】
1.一种LED封装用硅氧烷改性环氧树脂的制备方法，按如下步骤制备：1）环氧树脂改性预聚体制备：注反应器中，加入双酚A环氧树脂40～80质量份，烷氧基硅烷1～30质量份，有机金属盐催化剂0.01～1质量份，在50～150℃反应1小时，制得环氧树脂改性预聚体；2）硅氧烷预聚体制备：利用混合氯硅烷单体以及有机溶剂为原料，制备甲基苯基硅氧烷预聚体；3）LED封装用硅氧烷改性环氧树脂的制备：反应器内加入环氧树脂改性预聚体50～90质量份，甲基苯基硅氧烷预聚体10～50质量份，在70～150℃真空条件下反应2～6小时，制得LED封装用硅氧烷改性环氧树脂。2.根据权利要求1所述的LED封装用硅氧烷改性环氧树脂的制备方法，其特征在于：双酚A环氧树脂为E20、E44中的一种。3.根据权利要求1所述的LED封装用硅氧烷改性环氧树脂的制备方法，其特征在于：混合氯硅烷单体选用苯基三氯硅烷和二甲基二氯硅烷。4.根据权利要求1所述的LED封装用硅氧烷改性环氧树脂的制备方法，其特征在于：混合氯硅烷单体选用苯基三氯硅烷和二甲基二氯硅烷与二苯基二氯硅烷或甲基三氯硅烷其中之一进行混合配比。5.根据权利要求1所述的LED封装用硅氧烷改性环氧树脂的制备方法，其特征在于：环氧树脂改性预聚体制备过程中，所用烷氧基硅烷选用甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷或苯基三乙氧基硅烷中的一种。6.根据权利要求1所述的LED封装用硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙长江，任海涛，陈春江，刘彬，李献起，赵洁，曹鹤，张青，王红娜，赵磊，冯岳，严锦河，张鹏硕，周健，曹彩虹，王健，曲雪丽，高金明，孙景辉，
申请(专利权)人：唐山三友硅业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北,13