CN102433005B - 一种led用苯基液体硅胶及其制备方法 - Google Patents

一种led用苯基液体硅胶及其制备方法 Download PDF

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本发明涉及高分子材料,具体涉及一种LED用苯基液体硅胶及其制备方法。该LED用苯基液体硅胶的化学式为:[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b[R6SiO1.5]c[SiO2]d,其中a:0.1~1,b:0.1~10,c:0.1~20,d:0.1~1,其中R2=R3=R5且为碳原子个数从1~10之间链长的饱和烷烃基,R1=R4且为H、Vi、链烯基或Ph,R6为Me、Vi、不饱和链烯基或Ph。本发明的产品用于LED灌封料,具有以下特点:含卤元素低;含碱金属离子量非常少;粘度适中利于成型;折光率1.50~1.54;透光率>95(450nm 1mm厚)。

Description

一种LED用苯基液体硅胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料,具体涉及一种LED用苯基液体硅胶及其制备方法。
背景技术
随着LED制造技术的不断完善,其发光效率、亮度和功率都有了大幅度的提高,普通的封装材料如环氧树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯等,在短波长光的透光性、耐光老化性、耐温性、耐热冲击等方面已不能满足要求。
普通硅胶折光率1.41,导致LED发光率不能提高,市场上通常用加入光扩散粉的方法来提高出光率,但始终不耐辐射,在使用一段时间后易黄变,影响出光率。
发明内容
为了克服上述的不足,本发明的供一种LED用苯基液体硅胶及其制备方法。该LED用苯基液体硅胶的化学式为:
[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b[R6SiO1.5]c[SiO2]d,其中a:0.1~1,b:0.1~10,c:0.1~20,d:0.1~1,其中R2=R3=R5且为碳原子个数从1~10之间链长的饱和烷烃基,R1=R4且为H、Vi、链烯基或Ph,R6为Me、Vi、不饱和链烯基或Ph。
R2=R3=R5优选为Me、Et、Pr或Bu。
本发明所述的LED用苯基液体硅胶,由主要包括如下重量份配比的原料制成:
含苯基和乙烯基的硅树脂:50~70份
含苯基和乙烯基的硅油:20~40份
含苯基和氢基的硅油交联剂:1~10份。
原料中还可包括如下重量份配比的组分:
含苯基和乙烯基的络合物催化剂:0.1~1份
含苯基和炔基的加成反应抑制剂:0.1~0.2份。
(1):所述含苯基和乙烯基的硅树脂:[R1R2R3SiO0.5]a[R6SiO1.5]c[SiO2]d,是以Si(OR2)4、R6Si(OR2)3、(备注R2=R3=R5为碳原子个数从1~10之间链长的饱和烷烃类基团如Me、Et、Pr、Bu等等;R6为Me、Vi、不饱和链烯基、Ph等等)Me2ViSiOMe、Me3SiOMe、Me2PhSiOMe硅氧烷按一定的比例,加入到体积比为1:4~5(物料体积份数为1,非极性溶剂体积份为4~5)的非极性溶剂中,搅拌条件下升温至60~90℃,同时加入不含卤素的强酸1~2mol反应1~2小时,然后在0.5~1小时内滴加入5~20mol的去离子水进行水解缩合反应,反应温度控制在60~90度之间反应2~4小时,冷却静置后分出酸水层,再经过多次水洗至物料偏中性,然后再加0.1~0.2mol的NaHCO3和(CH3)6Si2N中和至完全中性,PH值为7,减压蒸馏出全部水份和溶剂,即得以下目的产物:分子式1:[R1R2R3SiO0.5]a[R6SiO1.5]c[SiO2]d
含苯基和乙烯的硅树脂分子式1中必须同时含有Ph和Vi,且满足以下要求:
a:0.1~1优选0.4~0.6
c:0.1~20优选8~12
d:0.1~1优选0.4~0.6
R1为含有可以反应的基团如Vi、链烯基或非反应的基团Ph等等,优选Vi、Ph。
R2、R3为碳原子个数从1~10之间链长的饱和烷烃类如Me、Et、Pr、Bu等等,优选Me、Et。
R6为Me、Vi、不饱和链烯基、Ph等等,优选Ph、Vi。
不含卤素的强酸:为乙酸或强酸性离子交换树脂。
非极性溶剂:如二甲苯、甲苯、四氯化碳。
(2):含苯基和乙烯基的硅油:[[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b
是以R4R5Si(OR2)2和R1R2R3SiOR2(备注R2=R3=R5为碳原子个数从1~10之间链长的饱和烷烃类如Me、Et、Pr、Bu等等;R1、R4为含有可以反应的基团:Vi、链烯基或非反应的基团Ph等等)的烷氧基硅烷按一定的配比,加入到体积比为1:2~4(物料体积份数为1,非极性溶剂体积份数为2~4)的非极性溶剂中,搅拌条件下升温至60~90℃,同时加入不含卤素的强酸1~2mol反应1~2小时,然后在0.5~1小时内滴加入5~10mol的去离子水进行水解缩合反应,反应温度控制在60~90度之间反应2~4小时,冷却静置后分出酸水层,再经过多次水洗至物料偏中性,然后再加0.1~0.2mol的NaHCO3或(CH3)6Si2N中和至完全中性PH值为7,减压蒸馏出全部水份和溶剂,再在不含碱金属的碱性催化剂条件下进行碱化重排2~3小时温度控制在90~120℃之间,最后升温到180~200℃分解催化剂,脱除低分子得目的产物:分子式2:[[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b
含苯基和乙烯基的硅油分子式2中必须同时含有Ph和Vi,且满足以下要求:
a:0.1~1优选0.4~0.6
b:0.1~10优选4~6
R1、R4为含有可以反应的基团如Vi、链烯基或非反应的基团Ph等等,且R1、R4中必须有一个含有Vi基,优选Vi、Ph、Me。
R2=R3=R5为碳原子个数从1-10之间链长的饱和烷烃类如Me、Et、Pr、Bu等等,优选Me、Et。
不含碱金属的暂时性碱性催化剂:(CH3)4NOH
(3):含苯基和氢基的硅油交联剂:[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b
是以HR2R3SiOR2和HR2Si(OR2)2(备注R2=R3=R5为碳原子个数从1~10之间链长的饱和烷烃类如Me、Et、Pr、Bu等等)的含氢烷氧基硅烷按一定的物料配比加入到体积比为1:2~4(物料体积份数为1,非极性溶剂体积份数为2~4)的非极性溶剂中,搅拌条件下升温至40~50℃,同时加入不含卤素的强酸1~2mol反应1~2小时,然后在0.5~1小时内滴加入5~10mol的去离子水进行水解缩合反应,反应温度控制在50℃以下反应2~4小时,冷却静置后分出酸水层,再用去离子水经过多次水洗将产物洗至PH值为7,减压蒸馏出全部水和非极性溶剂,即得目的产物:
分子式3:[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b
含苯基和氢基的硅油交联剂分子式3中必须同时含有Ph和H,且满足以下要求:
a:0.1~1优选0.4~0.6
b:0.1~10优选4~6
R1、R4为含有可以反应的基团如H、Vi、链烯基或非反应的基团Ph等等,且R1、R4中必须有一个含有H基。优选H、Ph。
R2=R3=R5为碳原子个数从1~10之间链长的饱和烷烃类如Me、Et、Pr、Bu等等,优选Me、Et。
(4):含苯基和乙烯基的[[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]bPt络合物催化剂
是以H2PtCl6.6H2O为基础原料,按一定的物料配比,在苯基乙烯基硅烷和分析纯无水乙醇存在下,通干燥N2在80~100℃回流反应2小时,当产物粘度增大后用中速定性滤纸抽滤掉铂黑,滤液在40℃以下减压蒸馏出溶剂乙醇和未反应完全的苯基乙烯基硅烷,再用以上式(2):[[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b配比生产的苯基乙烯硅油作为稀释剂配成2000PPm的含苯基和乙烯基的[[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b Pt络合物催化剂,装入棕色瓶中备用。
物料配比:
H2PtCl6.6H2O:1克
苯基乙烯基硅烷:15~20克
无水乙醇:30~40克
式(2):[[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b苯基和乙烯基硅油:500克
(5)含苯基和炔基的加成反应抑制剂,以增加与胶料的相溶性。
如:苯基丙炔醇、苯基乙炔醇等等加成反应抑制剂
本发明的有益效果是:
由式(1)~(3)的基础聚合物在(4)铂金催化剂及(5)含苯基炔基的反应抑制剂存在条件下,
Figure GSB0000117531770000051
成本发明的LED用苯基液体硅胶,是含有苯基的有机硅弹性体,如通式:[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b[R6SiO1.5]c[SiO2]d。
本发明的LED灌封料具有以下特点:含卤元素低;含碱金属离子量非常少;粘度适中利于成型;折光率1.50~1.54;透光率>95(450nm1mm厚)。
具体实施方式:
以下提供本发明的优选实施方式,以助于进一步理解本发明,但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。
实施例1:
含苯基和乙烯基的硅树脂:[R1R2R3SiO0.5]a[R6SiO1.5]c[SiO2]d合成
准确称量Si(OMe)4或Si(OEt)40.5mol;Ph Si(OMe)3与ViSi(OMe)3各5mol,Me2ViSiOMe0.1mol,Me3SiOMe0.1mol,Me2PhSiOMe为0.3mol,二甲苯6300G,按顺序将物料加入10L三口烧瓶中,搅拌条件下加入乙酸2mol,然后在80℃下搅拌反应1小时,用分液体漏斗在0.5小时内滴加完10mol去离子纯净水,控制反应温度80℃反应3小时,冷却放置12小时以后分出酸水层,用去离子纯净水反复水洗至产物呈现偏中性,加0.1mol(CH3)6Si2N中和产物至中性,将水洗至中性的物料在加热的同时减压脱出水份和溶剂。即得目的苯基乙烯基硅树脂1000克左右,粘度为5000mpa.s,外观为无色透明,折光率为1.52。
实施例2:
含苯基和乙烯基的硅油:[[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b合成
准确称量PhMeSi(OMe)2或ViMeSi(OMe)25mol,Me2ViSiOMe0.1mol,Me3SiOMe0.1mol,Me2PhSiOMe为0.3mol,二甲苯3000G按顺序将物料加入10L三口烧瓶中,搅拌条件下加入乙酸1mol,然后在80℃温度下搅拌反应1小时,用分液体漏斗在0.5小时滴加完5mol去离子纯净水,控制反应温度80℃反应3小时,冷却放置12小时以后分出酸水层,用去离子纯净水反复水洗至产物呈现中性PH值为7,减压蒸馏出全部水份和溶剂,加入产物重量0.2%碱性催化剂Me4NOH进行碱化重排2~3小时温度控制在90~120℃之间,最后升温到180~200℃分解催化剂,脱除低分即得目的产物:苯基乙烯基硅油800克左右,粘度为20000mpa.s,外观为无色透明,折光率为1.54。
实施例3:
含苯基和氢基的硅油交联剂:[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b的合成
准确称量PhMeSi(OMe)23mol,HMeSi(OMe)22mol,Me3SiOMe0.1mol,HMe2SiOMe0.1mol,Me2PhSiOMe为0.3mol,二甲苯3000G按顺序将物料加入10L三口烧瓶中,搅拌条件下加入乙酸1mol,然后在40℃温度下搅拌反应1小时,用分液体漏斗在0.5小时滴加完10mol去离子纯净水,控制反应温度40℃反应3小时,冷却放置12小时以后分出酸水层,用去离子纯净水反复水洗至产物呈现中性PH值为7,减压蒸馏出全部水份和溶剂,最后升温到150℃脱除低分即得目的产物:苯基含氢硅油600克左右,粘度为1280mpa.s,外观为无色透明,折光率为1.50。
实施例4:
含苯基乙烯基的[[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]bPt络合物催化剂的合成
准确称量1克H2PtCl6.6H2O于40克无水乙醇中,充分搅拌使其全部溶解,然后倒入500ml的三口烧瓶中,再加入20G二甲基苯基乙烯基硅烷,在通干燥N2的条件下90℃回流反应2小时,当产物粘度增大后停止反应,等待物料冷却后用中速定性滤纸抽滤掉铂黑,过滤后的滤液在三口烧瓶中在40℃以下减压蒸馏,蒸出溶剂乙醇和未反应完全的二甲基苯基乙烯基硅烷,再用以上实施例(2)生产的苯基乙烯硅油500克,作为稀释剂配成2000PPm的含苯基和乙烯基的[[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b Pt络合物催化剂,装入棕色瓶中备用。
实施例5:
大功率LED液体硅胶物料组成配比
Figure GSB0000117531770000081
将上述物料按比例混合,灌封在大功率芯上,高温150℃硫化成型1小时,使液体胶料从可塑态到弹性态硅胶,成型的产品无色透明,折光率在1.50~1.54、透光率>95(450nm1mm厚)、耐紫外、耐老化,非常适用于大功率LED芯片的灌封。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种LED用苯基液体硅胶,其特征是,所述LED用苯基液体硅胶折光率在1.50~1.54、在450nm处1mm厚的透光率>95,由以下方法制备而成: 
(1)含苯基和乙烯基的硅树脂:[R1R2R3SiO0.5]a[R6SiO1.5]c[SiO2]d合成 
准确称量Si(OMe)4或Si(OEt)40.5mol;Ph Si(OMe)3与ViSi(OMe)3各5mol,Me2ViSiOMe0.1mol,Me3SiOMe0.1mol,Me2PhSiOMe为0.3mol,二甲苯6300g,按顺序将物料加入10L三口烧瓶中,搅拌条件下加入乙酸2mol,然后在80℃下搅拌反应1小时,用分液体漏斗在0.5小时内滴加完10mol去离子纯净水,控制反应温度80℃反应3小时,冷却放置12小时以后分出酸水层,用去离子纯净水反复水洗至产物呈现偏中性,加0.1mol(CH3)6Si2N中和产物至中性,将水洗至中性的物料在加热的同时减压脱出水份和溶剂,即得目的苯基乙烯基硅树脂1000克,粘度为5000mPa·s,外观为无色透明,折光率为1.52; 
(2)含苯基和乙烯基的硅油:[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b合成 
准确称量PhMeSi(OMe)2或ViMeSi(OMe)25mol,Me2ViSiOMe0.1mol,Me3SiOMe0.1mol,Me2PhSiOMe为0.3mol,二甲苯3000g按顺序将物料加入10L三口烧瓶中,搅拌条件下加入乙酸1mol,然后在80℃温度下搅拌反应1小时,用分液体漏斗在0.5小时滴加完5mol去离子纯净水,控制反应温度80℃反应3小时,冷却放置12小时以后分出酸水层,用去离子纯净水反复水洗至产物呈现中性pH值为7,减压蒸馏出全部水份和溶剂,加入产物重量0.2%碱性催化剂Me4NOH进行碱化重排2~3小时温度控制在90~ 120℃之间,最后升温到180~200℃分解催化剂,脱除低分即得目的产物:苯基乙烯基硅油800克,粘度为20000mPa·s,外观为无色透明,折光率为1.54; 
(3)含苯基和氢基的硅油交联剂:[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b的合成 
准确称量PhMeSi(OMe)23mol,HMeSi(OMe)22mol,Me3SiOMe0.1mol,HMe2SiOMe0.1mol,Me2PhSiOMe为0.3mol,二甲苯3000g按顺序将物料加入10L三口烧瓶中,搅拌条件下加入乙酸1mol,然后在40℃温度下搅拌反应1小时,用分液体漏斗在0.5小时滴加完10mol去离子纯净水,控制反应温度40℃反应3小时,冷却放置12小时以后分出酸水层,用去离子纯净水反复水洗至产物呈现中性pH值为7,减压蒸馏出全部水份和溶剂,最后升温到150℃脱除低分即得目的产物:苯基含氢硅油600克,粘度为1280mPa·s,外观为无色透明,折光率为1.50; 
(4)含苯基乙烯基的[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]bPt络合物催化剂的合成 
准确称量1克H2PtCl6.6H2O于40克无水乙醇中,充分搅拌使其全部溶解,然后倒入500ml的三口烧瓶中,再加入20g二甲基苯基乙烯基硅烷,在通干燥N2的条件下90℃回流反应2小时,当产物粘度增大后停止反应,等待物料冷却后用中速定性滤纸抽滤掉铂黑,过滤后的滤液在三口烧瓶中在40℃以下减压蒸馏,蒸出溶剂乙醇和未反应完全的二甲基苯基乙烯基硅烷,再用以上步骤(2)生产的苯基乙烯硅油500克,作为稀释剂配成2000ppm的含苯基和乙烯基的[R1R2R3SiO0.5]a[R4R5SiO]b Pt络合物催化剂,装入棕色瓶中备用; 
(5)所述LED用苯基液体硅胶的合成 
液体硅胶物料组成重量份配比: 
Figure FSB0000117531760000031
所述含苯基和炔基的加成反应抑制剂为苯基丙炔醇、苯基乙炔醇; 
将上述物料按比例混合,灌封在大功率芯上,高温150℃硫化成型1小时,使液体胶料从可塑态到弹性态硅胶即得所述LED用苯基液体硅胶。 
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EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20120502

Assignee: Shenzhen hope silicone Technology Co., Ltd.

Assignor: Wen Renguang

Contract record no.: 2014440020142

Denomination of invention: Liquid phenyl silica gel for LED and its preparation method

Granted publication date: 20140402

License type: Exclusive License

Record date: 20140505

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
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Effective date of registration: 20151230

Address after: 518107 A28, one or two, three, Tong family road, Tong family community, Gongming office, Guangming District, Shenzhen, Guangdong, China

Patentee after: Shenzhen hope silicone Technology Co., Ltd.

Address before: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Baoan District Fuyong new streets and community Fuyuan Road HUAFA Industrial Park building A7, the first and the two layer

Patentee before: Wen Renguang

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Addressee: Wu Daping

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