CN103588973A - 高折射率苯基含氢硅油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高折射率苯基含氢硅油，其组成原料的重量百分比为：二苯基二羟基硅烷60-90%、甲基氢二氯硅烷4-30%、封端剂1-20%、酸性催化剂0.1-5%。本发明具有如下优点：制备的原料易得，操作简便，易于控制，无污染，生产条件温和，便于产业化；制得的高折射率、苯基含氢硅油的折射率为1.62（630mm，阿贝折射仪25℃），具有更高折射率、更高透光率、耐辐射、耐高低温、耐候等优良性能，特别适合用于高功率LED封装胶的交联剂。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种LED封装材料，尤其是指LED封装材料中的苯基含氢硅油及其制备方法。
【背景技术】
随着人类社会的发展，能源问题、环境问题日益严重，如何更经济、更环保的节约能源成为急待解决的问题。据统计，目前照明占世界总耗能的20%左右，用能耗低、寿命长、环保安全的光源取代低效率、高耗电量的传统光源，无疑是解决这一问题重要突破口。发光二级管，简称LED，是一类电致发光的固体器件，其结构主要由PN结芯片、电极和光学系统构成。LED与传统的白炽灯、荧光灯等光源相比，具有工作电流非常小、能耗非常低、结构简单、体积小、轻便、寿命长等优点。传统的LED封装材料为环氧树脂，但由于其易变黄及应变力开裂等问题容易导致LED器件失效。目前有机硅封装材料的研究开发是LED封装料研究领域的重点。高折射率、澄清透明、耐辐射、高导热率、能消除应力的光学级柔性有机硅封装材料的开发及产业化是我国半导体照明工程急需解决的问题。有机硅LED封装材料研发中的一个关键环节就是合成高折射率、高透光率的含氢硅油，用于液体封装料的交联剂。其要求结构均匀、高度透明且折射率大于1.62的含氢硅油，目前，这种硅油在国内市场上未见小时。已有的相关专利主要包括：一是早期的使用氯硅烷水解法治取，但工艺较难控制，三废多，污染严重；另一个是含氢四环体在催化剂的条件下平衡反应，该方法虽简单易行，但成本高，原料不易获得。
【发明内容】
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种原料易得、反应条件温和、工艺简单易行的高折射率苯基含氢硅油。
本发明的另一目的是提供了的高折射率苯基含氢硅油制备方法。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：
高折射率苯基含氢硅油，其特征在于其组成原料的重量百分比为：二苯基二羟基硅烷60-90%、甲基氢二氯硅烷4-30%、封端剂1-20%、酸性催化剂0.1-5%；所述二苯基二羟基硅烷是粘度为1.0-500000cp的高分子量的硅油化合物；所述甲基氢二氯硅烷是粘度为1.0-500000cp的高分子量的硅油化合物；所述封端剂是六甲基二硅氧烷、苯基含氢二甲基硅油或含氢二甲基硅油的一种或多种的组合；所述酸性催化剂是浓度为99%的浓硫酸、三氟甲磺酸或强酸性阳离子交换树脂的一种或多种的组合。
在上述比较优选的方案中，所述二苯基二羟基硅烷的粘度为5.0-5000cp。
在上述比较优选的方案中，所述甲基氢二氯硅烷的粘度为5.0-5000cp。
一种高折射率苯基含氢硅油，以二苯基二羟基硅烷和甲基氢二氯硅烷作为基础反应单体，并加入封端剂，在酸性催化剂的作用下进行聚合反应；聚合反应结束后，将得到聚合物，再脱除其中的低沸物，即可得到苯基含氢硅油。其在制备时包括下述步骤：
将二苯基二羟基硅烷、甲基氢二氯硅烷投入到反应釜中，开始搅拌并升温到80-130℃时保持0.5-5h；然后加入封端剂，并在酸性催化剂的作用下进行140-180℃\2-6h聚合反应；聚合反应结束后，将得到聚合物，再升温至190-230℃\0.5-3h时脱除其中的低沸物，停止搅拌，即可得到得到无色透明的高折射率、苯基含氢硅油，冷却后包装。
本发明具有如下优点：制备的原料易得，操作简便，易于控制，无污染，生产条件温和，便于产业化；制得的高折射率、苯基含氢硅油的折射率为1.62（630mm，阿贝折射仪25℃），具有更高折射率、更高透光率、耐辐射、耐高低温、耐候等优良性能，特别适合用于高功率LED封装胶的交联剂。
【具体实施方式】
实施例1
将300kg粘度为1.0cp的二苯基二羟基硅烷、150kg粘度为1.0cp的甲基氢二氯硅烷投入600L反应釜中，开始搅拌并升温到80℃时保持0.5h；然后加入25kg六甲基二硅氧烷作为封端剂，并在25kg浓度为99%的浓硫酸作为酸性催化剂的作用下进行140℃\2h聚合反应（即在140℃时进行2小时的聚合反应）；聚合反应结束后，将得到聚合物，再升温至190℃\0.5h时脱除其中的低沸物（即在190℃时进行0.5小时的脱除低沸物处理），停止搅拌，即可得到得到无色透明的高折射率、苯基含氢硅油，冷却后包装。本实施例制得的高折射率苯基含氢硅油，其苯基含氢硅油产率为95%、折射率为1.62（630mm，阿贝折射仪25℃），含氢量0.18%。
实施例2
将450kg粘度为500000cp的二苯基二羟基硅烷、25kg粘度为500000cp的甲基氢二氯硅烷投入600L反应釜中在100℃\1h搅拌下加入20kg苯基含氢二甲基硅油作为封端剂，在5kg三氟甲磺酸作为酸性催化剂的作用下进行160℃\4h聚合反应；聚合反应结束后，将得到聚合物，再升温至210℃\1.8h脱除其中的低沸物，即可得到得到无色透明的高折射率、苯基含氢硅油。本实施例制得的高折射率苯基含氢硅油，其苯基含氢硅油产率为96%、折射率为1.62（630mm，阿贝折射仪25℃），含氢量0.36%。
实施例3
将324.5kg粘度为5cp的二苯基二羟基硅烷、125kg粘度为5cp的甲基氢二氯硅烷投入600L反应釜中在130℃\5h搅拌下加入50kg含氢二甲基硅油作为封端剂，在0.5kg强酸性阳离子交换树脂作为酸性催化剂的作用下进行180℃\6h聚合反应；聚合反应结束后，将得到聚合物，再升温至230℃\3h脱除其中的低沸物，即可得到得到无色透明的高折射率、苯基含氢硅油。本实施例制得的高折射率苯基含氢硅油，其苯基含氢硅油产率为90%、折射率为1.62（630mm，阿贝折射仪25℃），含氢量0.52%。
实施例4
将325kg粘度为2500cp的二苯基二羟基硅烷、50kg粘度为2800cp的甲基氢二氯硅烷投入600L反应釜中在130℃\1h搅拌下加入各50kg的六甲基二硅氧烷和苯基含氢二甲基硅油所组成的组合物作为封端剂，并在三氟甲磺酸和强酸性阳离子交换树脂各一半来组成组合物25kg作为酸性催化剂的作用下进行160℃\6h聚合反应；聚合反应结束后，将得到聚合物，再升温至200℃\3h脱除其中的低沸物，即可得到得到无色透明的高折射率、苯基含氢硅油。本实施例制得的高折射率、苯基含氢硅油，其苯基含氢硅油产率为91%、折射率为1.62（630mm，阿贝折射仪25℃），含氢量0.75%。
实施例5
将350kg粘度为4500cp的二苯基二羟基硅烷、120kg粘度为4000cp的甲基氢二氯硅烷投入600L反应釜中在130℃\5h搅拌下加入各5kg的苯基含氢二甲基硅油和含氢二甲基硅油的组合物作为封端剂，在25kg酸性催化剂的作用下进行180℃\6h聚合反应；聚合反应结束后，将得到聚合物，再升温至230℃\3h脱除其中的低沸物，即可得到得到无色透明的高折射率、苯基含氢硅油。本实施例制得的高折射率苯基含氢硅油，其苯基含氢硅油产率为93%、折射率为1.62（630mm，阿贝折射仪25℃），含氢量1.00%。在本实施例中，酸性催化剂由7.5kg浓度为99%的浓硫酸、7.5kg三氟甲磺酸和10kg强酸性阳离子交换树脂混合而成。
实施例6
将450kg粘度为5000cp的二苯基二羟基硅烷、35kg的粘度为5000cp甲基氢二氯硅烷投入600L反应釜中在130℃\0.5h搅拌下加入14kg封端剂，在1kg酸性催化剂的作用下进行150℃\4h聚合反应；聚合反应结束后，将得到聚合物，再升温至190℃\2h脱除其中的低沸物，即可得到得到无色透明的高折射率、苯基含氢硅油。本实施例制得的高折射率苯基含氢硅油，其苯基含氢硅油产率为95%、折射率为1.62（630mm，阿贝折射仪25℃），含氢量1.20%。在本实施例中，封端剂由4kg六甲基二硅氧烷、4kg苯基含氢二甲基硅油和6kg含氢二甲基硅油组合而成，酸性催化剂由0.4kg浓度为99%的浓硫酸、0.3kg三氟甲磺酸和0.3kg强酸性阳离子交换树脂混合而成.
从上可以看出，本发明制备所需的原料易得，操作简便，易于控制，无污染，生产条件温和，便于产业化。
Claims (4)
1.一种高折射率苯基含氢硅油，其特征在于其组成原料的重量百分比为：二苯基二羟基硅烷60-90%、甲基氢二氯硅烷4-30%、封端剂1-20%、酸性催化剂0.1-5%；所述二苯基二羟基硅烷是粘度为1.0-500000cp的高分子量的硅油化合物；所述甲基氢二氯硅烷是粘度为1.0-500000cp的高分子量的硅油化合物；所述封端剂是六甲基二硅氧烷、苯基含氢二甲基硅油或含氢二甲基硅油的一种或多种的组合；所述酸性催化剂是浓度为99%的浓硫酸、三氟甲磺酸或强酸性阳离子交换树脂的一种或多种的组合。
2.根据权利要求1所述的高折射率苯基含氢硅油，其特征在于：所述二苯基二羟基硅烷的粘度为5.0-5000cp。
3. 根据权利要求1所述的高折射率苯基含氢硅油，其特征在于：所述甲基氢二氯硅烷的粘度为5.0-5000cp。
4.一种制备如权得要求1所述的高折射率苯基含氢硅油的制备方法，其包括下述步骤：先将二苯基二羟基硅烷、甲基氢二氯硅烷投入到反应釜中，开始搅拌并升温到80-130℃时保持0.5-5h；然后加入封端剂，并在酸性催化剂的作用下进行140-180℃\2-6h聚合反应；聚合反应结束后，将得到聚合物，再升温至190-230℃\0.5-3h时脱除其中的低沸物，停止搅拌，即可得到得到无色透明的高折射率、苯基含氢硅油，冷却后包装。
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| CN101974157A (zh) * | 2010-11-02 | 2011-02-16 | 中昊晨光化工研究院 | 苯基含氢硅油的合成方法 |
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