CN101544881A - 用于led光电显示器件的双组分硅酮灌封胶及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种用于LED光电显示器件的双组分硅酮灌封胶及其制造方法，其特点是：以结构式为右式的α，ω－二羟基聚二甲基硅氧烷为主要原料，经A、B双组分反应得到。所述的A组分按重量份数计由以下组分混合而成：α，ω－二羟基聚二甲基硅氧烷100份；有机硅基胶10～35份；填料0～50份；增塑剂10～30份；所述B组分按重量份数计由以下组分混合而成：交联剂5～10份；偶联剂0.3～3份；钛酸酯络合物0.1～0.5份；二乙羟胺0.1～0.5份；二丁基二月桂酸锡催化剂0.01～0.1份，增塑剂2～10份。本发明制备的硅酮灌封胶，具有工艺流程简单，粘接性能好，耐温和耐气候性能优异，并且流动性能优良，能广泛用于LED光电显示器件等电子器件的灌封。

Description

用于LED光电显示器件的双组分硅酮灌封胶及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于LED光电显示器件的双组分室温硫化硅酮灌封胶及其制造方法，属于高分子灌封材料领域。

背景技术

灌封就是把构成电子元件的各部分按要求进行合理的布置、组装、键合、连接与环境隔离和保护等的操作工艺。它的作用是强化电子器件的整体性，提高对外来冲击、振动的抵抗力；提高内部元件、线路间的绝缘；有利于器件小型化、轻量化、线路直接暴露在环境中，改善器件的防水、防潮性能。

LED(半导体发光二极管)是一种节能明显、绿色环保、且寿命较长的一种新型光源。LED显示模块是组成LED显示屏的最小显示单元，因为长期暴露在苛刻而恶劣的环境中，必须要求具有良好的环境适应性。对LED显示进行模块灌封可以避免印刷线路板和发光二极管暴露于环境中。从而免受潮气、雨水、灰尘、辐射(光、热)、迁移离子等环境侵害；固定LED发光二极管，提高产品对外来冲击、震动的抵抗力，防止LED灯受力后歪斜引起显示屏显示质量下降的缺陷。LED显示模块的灌封质量主要取决于灌封材料和灌封工艺，用于LED显示模块的灌封材料品种繁多，常用的有环氧树脂、聚氨酯和有机硅。但采用环氧树脂作为灌封材料的发展面临许多困难，如耐湿性、耐热性、内应力问题等。聚氨酯在应用中存在着难以解决的问题是灌封胶表面过软、易起泡；固化不充分且高温固化时易发脆；在条件苛刻的工作环境中聚氨酯灌封材料往往难以满足。有机硅高分子材料有特殊的硅氧键主链结构而具有独特的耐气候、耐老化性能，优异的耐高低温性能，良好的疏水性、机械性能、电绝缘等，因而被广泛用于电子电器元件的灌封保护。

中国专利CN101016446公开了一种适合LED等电子产品的有机硅电子灌封材料，该专利为加成型硅橡胶，所使用的铂的配合物催化剂容易催化剂中毒，从而使胶料不固化或者表面发粘，需要在150℃下高温固化。中国专利CN1978579A公开了一种用来灌封LED的导热材料，该专利并未涉及到材料是否具有一定的抗张强度和粘结力以防止在振动条件下出现胶层龟裂、脱层和剥离。因而研制一种流动性能好、有自脱泡性、室温固化、抗张强度和粘结力好、操作简便的LED灌封胶，迫在眉睫。

发明内容：

本发明的目的是针对现有的技术不足而提供一种用于LED光电显示器件的双组分硅酮灌封胶及其制造方法。其特点是制备一种具有优异的流动性能、有自脱泡性、室温固化、抗张强度和粘结力好、操作简便的用于LED光电显示器件的双组分硅酮灌封胶。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原材料份数除特殊说明外，均为重量份数。

用于LED光电显示器件的双组分硅酮灌封胶的原料由以下组分组成：

A组分：

α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷                            100份

有机硅基胶                                           10～35份

填料                                                 0～50份

增塑剂                                               10～30份

B组分：

交联剂                                               5～10份

偶联剂                                               0.3～3份

钛酸酯络合物                                         0.1～0.5份

二乙羟胺                                             0.1～0.5份

二丁基二月桂酸锡催化剂                               0.01～0.1份

增塑剂                                               2～10份

其中，α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的结构式为

n＝100～2000。

有机硅基胶是将100份α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与5～15份六甲基二硅氮烷、硅氧烷醇四甲基铵、二甲基二乙氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷中至少一种加入真空捏合机内，调匀后，加入50～150份沉淀白碳黑，常温捏合2～4小时，然后在温度100～150℃、真空度为0.06～0.099Mpa捏合共混30～200min得到有机硅基胶。

增塑剂为α，ω-二甲基聚二甲基硅氧烷和一端为羟基一端为甲基的聚二甲基硅氧烷中的至少一种，在温度25℃时粘度为0.1～1.5Pa·S。

填料为碳酸钙、碳化硅、硅粉、三氧化二铝、石英粉和白炭黑中的至少一种。

交联剂为四乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷水解物的混合物。

钛酸酯络合物为二异丙氧基钛双(乙酰乙酸乙酯基)螯合物。

偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙三甲氧基硅烷中至少一种。

双组分硅酮灌封胶的制造方法，包括以下步骤：

1.有机硅基胶的制备：

将100份α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与5~15份六甲基二硅氮烷、硅氧烷醇四甲基铵、二甲基二乙氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷中至少一种加入真空捏合机内，调匀后，加入50～150份沉淀白碳黑，常温捏合2～4小时，然后在温度100～150℃、真空度为0.06～0.099Mpa捏合共混30～200min得到有机硅基胶。

2.A组分的制备：

将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份、有机硅基胶10～35份，填料0～50份，增塑剂10～30份加入搅拌机内，搅拌15～40min，得到A组分。

3.B组分的制备：

将交联剂5～10份，偶联剂0.3～3份，钛酸酯络合物0.1～0.5份，二乙羟胺0.1～0.5份，二丁基二月桂酸锡0.01～0.1份，增塑剂2～10份混合均匀得到B组分。

4.将A、B组分按10：1重量比混合搅拌均匀后即得双组分硅酮灌封胶。

性能测试：

将上述方法制得的用于LED光电显示器件的双组分硅酮灌封胶，按GB/T 531-1999测试邵氏硬度；按GB/T 528-1998测试断裂伸长率和拉伸强度；按GB 10247-1988测试粘度；按GB/T 529-1991测试撕裂强度；按GB 16776-2005测试操作时间。测试结果详见表1所示，结果表明未按照本发明制造的双组分硅酮灌封胶与按照本发明制造的双组分硅酮灌封胶比较，本发明制造的双组分硅酮胶流动性能好、自脱泡性优良，有较高的强度、粘结性和可操作性。适合用于LED光电显示器件等电子元器件的灌封。

本发明具有以下优点：

1.采用更简便的白炭黑处理方式，简化过程，避免六甲基硅氮烷残留造成胶料增稠。

2.流动性能优良，有利于灌封，并且具有自脱泡性能，不需要真空脱泡，将A、B组分共混后即可灌封，简化了灌封操作。

3.室温固化，避免高温对LED光源的损坏，具有一定的操作时间。

4.加入了偶联剂和处理过的白炭黑使其具有一定粘结性、一定的抗张强度防止在振动条件下出现胶层龟裂、脱层、剥离。

5.使用钛酸酯络合物和有机锡以及二乙羟胺共催化，避免完全使用有机锡催化剂使得胶层太脆。

6.可广泛用于LED光电显示器件的灌封。

具体实施方式：

下面通过实施例对本发明具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据本发明的内容作一些非本质的改进和调整。

实施例1：

将100份α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与5份二甲基二甲氧基硅烷加入真空捏合机内，搅拌均匀后，加入50份沉淀白碳黑，常温捏合2小时，然后在温度i00℃、真空度为0.06Mpa捏合共混30min得到有机硅基胶。

将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，有机硅基胶35份，α，ω-二甲基聚二甲基硅氧烷5份，一端为羟基一端为甲基的聚二甲基硅氧烷5份加入搅拌机中，在真空度0.06mpa下搅拌30min，获得A组分。四乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷水解物的混合物8份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的混合物0.3份，二异丙氧基钛双(乙酰乙酸乙酯基)螯合物0.5份，二乙羟胺0.2份，二丁基二月桂酸锡催化剂0.01份，α，ω-二甲基聚二甲基硅氧烷2份加入密闭容器瓶内，混匀后获得B组分。按质量比10:1取A、B组分混合均匀后，获得双组分灌封胶，产品性能测试结果详见表1所示。

实施例2：

将100份α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与15份六甲基二硅氮烷加入真空捏合机内，调匀后，加入150份沉淀白碳黑，常温捏合4小时，然后在温度150℃、真空度为0.099Mpa捏合共混200min得到有机硅基胶；

将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，有机硅基胶20份，硅粉40份，碳酸钙10份，α，ω-二甲基聚二甲基硅氧烷10份，一端为羟基一端为甲基的聚二甲基硅氧烷10份加入搅拌机中，加入搅拌机中，在真空度0.08mpa下搅拌30min，获得A组分。四乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷水解物的混合物5份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的混合物1份，二异丙氧基钛双(乙酰乙酸乙酯基)螯合物0.3份，二乙羟胺0.5份，二丁基二月桂酸锡催化剂0.03份，α，ω-二甲基聚二甲基硅氧烷5份加入密闭容器瓶内，混合均匀后获得B组分。按质量比10:1取A、B组分混合均匀后，获得双组分灌封胶，产品性能测试结果详见表1所示。

实施例3：

将100份α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与10份硅氧烷醇四甲基铵和二甲基二乙氧基硅烷的混合物加入真空捏合机内，调匀后，加入100份沉淀白碳黑，常温捏合3小时，然后在温度120℃、真空度为0.08Mpa捏合共混30～200min得到有机硅基胶。

将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，有机硅基胶10份，三氧化二铝30份，α，ω-二甲基聚二甲基硅氧烷15份，一端为羟基一端为甲基的聚二甲基硅氧烷15份加入搅拌机中，加入搅拌机中，在真空度0.099mpa下搅拌30min，获得A组分。四乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷水解物的混合物10份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的混合物3份，二异丙氧基钛双(乙酰乙酸乙酯基)螯合物0.1份，二乙羟胺0.1份，二丁基二月桂酸锡催化剂0.1份，α，ω-二甲基聚二甲基硅氧烷10份加入密闭容器瓶内，混匀后获得B组分。按质量比10:1取A、B组分混合均匀后，获得双组分灌封胶，产品性能测试结果详见表1所示。

比较例1：将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，白炭黑10份，α，ω-二甲基聚二甲基硅氧烷30份，加入搅拌机中，在真空度0.099mpa下搅拌30min，获得A组分。交联剂10份，偶联剂3份，二异丙氧基钛双(乙酰乙酸乙酯基)螯合物0.2份，二丁基二月桂酸锡催化剂0.05份，α，ω-二甲基聚二甲基硅氧烷3份加入密闭容器瓶内，混匀后获得B组分。按质量比10:1取A、B组分混合均匀后，获得双组分灌封胶，产品性能测试结果详见表1所示。

比较例2：将100份α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与10份二甲基二甲氧基硅烷加入真空捏合机内，调匀后，加入80份沉淀白碳黑，常温捏合2～4小时，然后在温度100～150℃、真空度为0.06～0.099Mpa捏合共混30～200min得到有机硅基胶。

将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，有机硅基胶25份，硅粉25份，α，ω-二甲基聚二甲基硅氧烷，加入搅拌机中，在真空度0.09mpa下搅拌30min，获得A组分。交联剂7份，偶联剂2份，二丁基二月桂酸锡催化剂0.1份加入密闭容器瓶内，混合均匀后获得B组分。按质量比10:1取A、B组分混合均匀后，获得双组分灌封胶，产品性能测试结果详见表1所示。

表1  用于LED光电显示器件的双组分硅酮灌封胶性能测试结果

Claims (9)

1、一种用于LED光电显示器件的双组分硅酮灌封胶，包括组分A和组分B，其特征在于：

所述A组分由以下组分混合而成，按重量份数计为：

α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷                 100份

有机硅基胶                                10～35份

填料                                      0～50份

增塑剂                                    10～30份

所述B组分由以下组分混合而成，按重量份数计为：

交联剂                                    5～10份

偶联剂                                    0.3～3份

钛酸酯络合物                              0.1～0.5份

二乙羟胺                                  0.1～0.5份

二月桂酸二丁基锡催化剂                     0.01～0.1份

增塑剂                                    2～10份

其中使用时组分A与组分B按重量比10：1混合固化而成。

2、按照权利要求1所述用于LED显示器的双组分硅酮灌封胶，其特征在于该α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的结构式为

n＝100～2000。

3、按照权利要求1所述用于LED显示器的双组分硅酮灌封胶，其特征在于有机硅基胶为经六甲基硅氮烷、六甲基硅氧烷、硅氧烷醇四甲基铵、二甲基二乙氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷中的至少一种处理的白炭黑和α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在真空捏合机内捏合混炼得到的产物。

4、按照权利要求1所述用于LED显示器的双组分硅酮灌封胶，其特征在于增塑剂为α，ω-二甲基聚二甲基硅氧烷和一端为羟基一端为甲基的聚二甲基硅氧烷中的至少一种，温度在25℃时粘度为0.1～1.5Pa·S。

5、按照权利要求1所述用于LED显示器的双组分硅酮灌封胶，其特征在于填料为碳酸钙、碳化硅、硅粉、三氧化二铝、石英粉和炭黑中的至少一种。

6、按照权利要求1所述用于LED显示器的双组分硅酮灌封胶，其特征在于交联剂为四乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷水解物的混合物。

7、按照权利要求1所述用于LED显示器的双组分硅酮灌封胶，其特征在于钛酸酯络合物为二异丙氧基钛双(乙酰乙酸乙酯基)螯合物。

8、按照权力要求1所述用于LED显示器的双组分硅酮灌封胶，其特征在于偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙三甲氧基硅烷中至少一种。

9、按权利要求1～7之一所述用于LED显示器的双组分硅酮灌封胶的制造方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)有机硅基胶的制备：

将100重量份α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与5～15重量份六甲基二硅氮烷、硅氧烷醇四甲基铵、二甲基二乙氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷中至少一种加入真空捏合机内，调匀后，加入50～150重量份沉淀白碳黑，常温捏合2～4小时，然后在温度100～150℃、真空度为0.06～0.099Mpa捏合共混30～200min得到有机硅基胶；

(2)A组分的制备：

将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100重量份、有机硅基胶10～35重量份，填料0～50重量份，增塑剂10～30重量份加入搅拌机内，搅拌15～40min，得到A组分；

(3)B组分的制备：

将交联剂5～10重量份，偶联剂0.3～3重量份，钛酸酯络合物0.1～0.5重量份，二乙羟胺0.1～0.5重量份，二丁基二月桂酸锡0.01～0.1重量份，增塑剂2～10重量份混合均匀得到B组分；

(4)将A、B组分按10:1重量比混合搅拌均匀后即得双组分硅酮灌封胶。