本发明专利技术公开了一种高折射率的大功率LED封装材料及其制备方法，由以下重量份组分组成：有机硅树脂80‑90份，石墨烯1‑5份，碳纳米管1‑5份，偶联剂5‑10份，N,N‑二甲基甲酰胺290份，乙醇200份，去离子水110份。本发明专利技术通过溶胶‑凝胶法制得石墨烯‑碳纳米管复合的有机硅树脂材料，能够有效提高封装材料的光折射率，同时还有效增强了封装材料的导热性能，可广泛的应用在LED的封装技术上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于led领域技术，尤其涉及一种高折射率的大功率led封装材料及其制备方法。
技术介绍
1、led是新一代绿色环保产品，广泛用于汽车、照明、电子设备背光源，交通信号灯等领域。led封装材料作为led的重要组成部分，不但可以保护led晶片，而且起到提高发光率的作用，对led的光学性能有着重要的影响。目前随着关键技术的进步，二极管芯片内部的发光效率已达90%以上，不过碍于构装形式和封装材料的影响，led最终外部取光效率少于20%，大部分以热能的形式散失，因此其所使用的封装材料一直是近年来研究的重点。
2、造成外部取光效率低的原因，主要归咎于半导体芯片与透明封装材料折射率差异过大，一般来说，当前常用于白光led的芯片有gan(n=2.5)与gap(n=3.45)两种，其折射率均远高于目前泛用的环氧树脂或硅氧烷树脂封装材料(n=1.40~1.53)。根据snell’s定律，当光从高折射率（光密介质）材料进入低折射率（光疏介质）介质时，其入射角比临界角大，光会停止进入另一介质，光波不再产生折射，而将全部反射回高折射率介质中，此现象称为全反射。而这些被局限的光将被构装材料所吸收而产生大量之热量，促使led效能与寿命降低。
3、有机硅以其优异的耐高低温性能、耐候性、抗黄变、憎水和难燃等性能成为理想的led封装材料。目前led常用的封装材料是有机硅树脂和有机硅材料。有机硅树脂因为其具有优良的粘结性、电绝缘性、密着性和介电性能，且成本比较低、配方灵活多变、易成型、生产效率高等优点成为小功率led封装的主流材料。</p>4、但由于其本身折射率低，在紫外光照和高温条件下易发生黄变，且不易散热，这些问题都导致led器件的使用寿命降低。为了能够有效的减少界面折射带来的光损失，封装材料的折射率需要尽可能高，因此对led封装材料的折光性能改进显得尤为重要。
5、另外，高含量纳米粉体容易造成粉体聚集使得封装材料透明度降低，所以粉体必须做表面改性/修饰获得亲树脂特性，以防止粒子之间产生严重的聚集。
技术实现思路
1、本专利技术发的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种高折射率的大功率led封装材料及其制备方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高折射率的大功率led封装材料及其制备方法，其特征在于：由以下重量份组分组成：有机硅树脂80-90份，石墨烯1-5份，碳纳米管1-5份，偶联剂5-10份，n,n-二甲基甲酰胺290份，乙醇200份，去离子水110份，通过溶胶-凝胶法制得改性石墨烯-碳纳米管复合的有机硅树脂材料。
3、优选的，有机硅树脂88份，石墨烯3份，碳纳米管3份，偶联剂5份，n,n-二甲基甲酰胺290份，乙醇200份，去离子水110份。
4、（a）将石墨烯3份和偶联剂5份加入到n,n-二甲基甲酰胺100份、去离子水100份、乙醇100份的混合溶剂中，在180w条件下超声分散1h使体系混合均匀。将混合物导入三口烧瓶中，置于60℃油浴中反应48h。然后，经超声清洗、真空干燥，得到偶联剂改性石墨烯。
5、（b）将3份改性石墨烯和3份碳纳米管以质量比1：1的比例分散在n,n-二甲基甲酰胺：去离子水为9：1（n,n-二甲基甲酰胺90份，去离子水10份）的溶剂中，100w超声分散2h后，经离心干燥得到改性石墨烯-碳纳米管杂化材料。
6、（c）将有机硅树脂88份溶解在100份n,n-二甲基甲酰胺溶剂中，经磁力搅拌、加热使其充分溶解，再加入改性石墨烯-碳纳米管杂化材料3份，经磁力搅拌，在60℃下保温4h，最后经过无水乙醇提纯、清洗、真空干燥得到良好分散的复合材料。
7、优选的，所述有机硅树脂是硅胶通过倒入芳香环、卤素、硫原子、金属原子中的至少一种复合而成。
8、优选的，所述有机硅树脂是有机硅以si-o-si键为主链的甲基取代型硅胶。
9、优选的，偶联剂是kh550、kh560、kh570中的任意一种。
10、本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
11、本专利技术通过将有高折射率石墨烯材料和碳纳米管材料经过改性后制得的杂化材料接枝到有机硅树脂中，使有机硅树脂封装材料的折射率大大提高，有效的减少了界面折射带来的光损失，提高了光能的利用率。同时，改性有机硅树脂的透光性好、导热系数增大、散热效果好，可泛的应用在led的封装技术上。
12、实施方式
13、下面结合一些具体的实施例对本专利技术做进一步的描述。具体实施例为进一步详细说明本专利技术，非限定本专利技术的保护范围。
14、本专利技术所用的材料说明：物质均来源于市售。
15、实施例
16、有机硅树脂88份，石墨烯3份，碳纳米管3份，偶联剂5份，n,n-二甲基甲酰胺290份，乙醇200份，去离子水110份。
17、制备方法：（a）将石墨烯3份和偶联剂5份加入到n,n-二甲基甲酰胺100份、去离子水100份、乙醇100份的混合溶剂中，在180w条件下超声分散1h使体系混合均匀。将混合物导入三口烧瓶中，置于60℃油浴中反应48h。然后，经超声清洗、真空干燥，得到偶联剂改性石墨烯。
18、（b）将3份改性石墨烯和3份碳纳米管以质量比1：1的比例分散在n,n-二甲基甲酰胺：去离子水为9：1（n,n-二甲基甲酰胺90份，去离子水10份）的溶剂中，100w超声分散2h后，经离心干燥得到改性石墨烯-碳纳米管杂化材料。
19、（c）将有机硅树脂88份溶解在100份n,n-二甲基甲酰胺溶剂中，经磁力搅拌、加热使其充分溶解，再加入改性石墨烯-碳纳米管杂化材料3份，经磁力搅拌，在60℃下保温4h，最后经过无水乙醇提纯、清洗、真空干燥得到良好分散的复合材料。
20、本实施例所述有机硅树脂是硅胶通过倒入芳香环、卤素、硫原子、金属原子中的至少一种复合而成。
21、本实施例所述有机硅树脂是有机硅以si-o-si键为主链的甲基取代型硅胶。
22、本实施例偶联剂是kh550、kh560、kh570中的任意一种。
23、实施例
24、有机硅树脂80份，石墨烯1份，碳纳米管1份，偶联剂5份，n,n-二甲基甲酰胺290份，乙醇200份，去离子水110份。
25、制备方法：（a）将石墨烯1份和偶联剂5份加入到n,n-二甲基甲酰胺100份、去离子水100份、乙醇100份的混合溶剂中，在180w条件下超声分散1h使体系混合均匀。将混合物导入三口烧瓶中，置于60℃油浴中反应48h。然后，经超声清洗、真空干燥，得到偶联剂改性石墨烯。
26、（b）将1份改性石墨烯和1份碳纳米管以质量比1：1的比例分散在n,n-二甲基甲酰胺：去离子水为9：1（n,n-二甲基甲酰胺90份，去离子水10份）的溶剂中，100w超声分散2h后，经离心干燥得到改性石墨烯-碳纳米管杂化材料。
27、（c）将有机硅树脂80份溶解在本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.一种高折射率的大功率LED封装材料，其特征在于：由以下重量份组分组成：有机硅树脂80-90份，石墨烯1-5份，碳纳米管1-5份，偶联剂5-10份，N,N-二甲基甲酰胺290份，乙醇200份，去离子水110份，通过溶胶-凝胶法制得改性石墨烯-碳纳米管复合的有机硅树脂材料。
2.根据权利要求1所述的一种高折射率的大功率LED封装材料及其制备方法，其特征在于：所述有机硅树脂是硅胶通过倒入芳香环、卤素、硫原子、金属原子中的至少一种复合而成。
3.根据权利要求1所述的一种高折射率的大功率LED封装材料及其制备方法，其特征在于：所述有机硅树脂是有机硅以Si-O-Si键为主链的甲基取代型硅胶。
4.根据权利要求1所述的一种高折射率的大功率LED封装材料及其制备方法，其特征在于：偶联剂是KH550、KH560、KH570中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种高折射率的大功率LED封装材料的制备方法，其特征在于：所述的石墨烯-碳纳米管复合的有机硅树脂材料通过以下方法制备得到：
【技术特征摘要】
1.一种高折射率的大功率led封装材料，其特征在于：由以下重量份组分组成：有机硅树脂80-90份，石墨烯1-5份，碳纳米管1-5份，偶联剂5-10份，n,n-二甲基甲酰胺290份，乙醇200份，去离子水110份，通过溶胶-凝胶法制得改性石墨烯-碳纳米管复合的有机硅树脂材料。
2.根据权利要求1所述的一种高折射率的大功率led封装材料及其制备方法，其特征在于：所述有机硅树脂是硅胶通过倒入芳香环、卤素、硫原子、金属原子中的至少一种复合而成。
【专利技术属性】
技术研发人员：王川，王士元，
申请(专利权)人：维特瑞交通科技河北有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。