CN105038693A - 无卤阻燃耐高温led灌封胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃耐高温LED灌封胶，由以下材料组成：乙烯基硅油、氢化双酚A环氧树脂、ɑ，ω-二羟基聚二甲烷硅氧烷、铝酸酯类化合物、稀释剂、阻燃剂。本发明通过引入氢化双酚A环氧树脂，提高了灌封胶的透明度和抗老化性；通过引入无卤阻燃剂并限定其平均粒径的范围，达到环保无卤的同时，也提高了灌封胶的折射率。本发明制备的灌封胶具有无卤、阻燃、透明、耐高温、折射率高等优良性能。

Description

无卤阻燃耐高温LED灌封胶

技术领域

本发明涉及电子灌封胶。更具体地说，本发明涉及一种无卤阻燃耐高温LED灌封胶。

背景技术

随着欧美对环保要求的日益提高，对影响人类安全和环境的相关物质使用进行了严格规定，并在2006年制定了《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》，该标准主要规范电子电器产品的材料和工艺标准，使之更加有利于人体健康及环境保护。该标准设计到很多材料的应用，在满足电器性能要求的同时很难达到这个要求，严重影响了我国部分元器件的出口生产，所以无卤灌封胶的材料选择和工艺改良迫在眉睫。

目前，国内在无卤阻燃灌封胶方面虽有一些研究报道，但多偏重在单一的阻燃或耐高温方面，没有很好的把阻燃、耐高温、绝缘性能集于一体。中国专利CN102618208介绍了一种无卤阻燃导热有机硅电子密封胶，但是没有耐高温，耐老化功能，不能满足室外电子元器件等灌封。中国专利CN102942889介绍了一种低卤环氧灌封胶及其制备方法和应用，采用低卤环氧树脂、低卤环氧稀释剂，虽然可以降低灌封胶的卤元素含量，但是对环境还不够环保，且没有提到耐高温等性能。

发明内容

针对上述不足之处，本发明的目的在于提供一种无卤阻燃耐高温的LED灌封胶，其特点是：不但具有优良的阻燃性、耐高温性、优良的物理性能和高折射率，而且环保安全、易于操作等优点。

本发明的技术方案概述如下：

一种无卤阻燃耐高温LED灌封胶，包括以下重量份的材料：

其中，所述氢化双酚A环氧树脂的分子式为以下结构：

R为Ⅱ、Ⅰ价烃基、γ-环氧丙烷基，p为5～40的整数；

所述ɑ，ω-二羟基聚二甲烷硅氧烷的分子通式是HO(MeRSiO)_nH，通式中的R为Me，Et，Ph，CF₃CH₂CH₂或CNCH₂CH₂，n为10～100。

优选的是，所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，所述乙烯基硅油的粘度(25℃)为100～10000mPa·s。

优选的是，所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，所述ɑ，ω-二羟基聚二甲烷硅氧烷Si-OH基质量分数为0.5～10％。

优选的是，所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，所述铝酸酯类化合物选自烷氧基铝、乙酰丙酮铝、苯甲酸铝中的一种。

优选的是，所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，所述稀释剂为非环式环氧树脂，粘度(25℃)为1～50mPa·s。

优选的是，所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，所述稀释剂选自乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚中的一种。

优选的是，所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，所述无卤阻燃剂为平均粒径为2～10μm的经偶联剂表面处理过的氢氧化铝、氢氧化镁或硼酸锌中的一种。

优选的是，所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，还包括6～9重量份的炔醇化合物。

优选的是，所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，所述炔醇化合物选自3,5-二甲基-1-乙炔3-醇、3-甲基-1-丁炔-3-醇、3-苯基-1-丁炔-3-醇、1-乙炔-1-环己醇中的一种。

本发明的有益效果是：

1)通过引入氢化双酚A环氧树脂，提高了灌封胶的耐高温和耐老化能力，提高了LED的发光强度；

2)通过引入ɑ，ω-二羟基聚二甲烷硅氧烷，提高了封装材料的韧性和耐冷热性，降低其收缩率和热膨胀系数；

3)采用无卤阻燃剂作为导热阻燃材料，并限制了其平均粒径，不仅使产品固化后不会对环境造成污染、安全环保，固化过程中脱出微量物质为醇类低分子，无腐蚀，且能提高灌封胶的折射率，提高LED灯的光通量。

具体实施方式

下面对发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

一种无卤阻燃耐高温LED灌封胶，包括以下重量份的材料：

其中，所述氢化双酚A环氧树脂的分子式为以下结构：

R为Ⅱ、Ⅰ价烃基、γ-环氧丙烷基，p为5～40的整数；

所述ɑ，ω-二羟基聚二甲烷硅氧烷的分子通式是HO(MeRSiO)_nH，通式中的R为Me，Et，Ph，CF₃CH₂CH₂或CNCH₂CH₂，n为10～100。

所述的氢化双酚A环氧树脂通过如下方法制备：在三口烧瓶中按重量份为5:10:1依次加入氢化双酚A，氯丙烷及季铵盐催化剂，与50℃恒温水浴槽中加热并搅拌，冷凝回流反应15h，反应结束后加入适量水，充分混合后倒入分液漏斗静置分层，除去水层；将剩余的溶液加热到70℃，恒温并加入质量分数为30％的NaOH水溶液至中性，继续搅拌反应2～3h，加入适量水，水洗分液，将滤液在97℃下减压蒸馏，得到透明的氢化双酚A环氧树脂；所述季铵盐催化剂选自氯化四正丁基铵、氯化三乙基苄基铵中的一种。

ɑ，ω-二羟基聚二甲烷硅氧烷含Si-OH键，在铝酸酯类催化剂下，可以和环氧基发生交联反应，完成固化。ɑ，ω-二羟基聚二甲烷硅氧烷中Si-OH基含量过高，会使得聚合物的分子链相对较长，影响封装胶的韧性。本发明所述的ɑ，ω-二羟基聚二甲烷硅氧烷Si-OH基的质量分数为0.5～10％，合适比例的Si-OH键引入最终聚合物中，得到的灌封胶韧性和塑性好，耐高低温交替时产生的冷热冲击性能强。

本配方中采用粘度范围为1～50mPa·s的非环式环氧树脂为活性稀释剂，既增加了韧性，也有助于灌封材料良好的流动性。阻燃方面，避开了现在工业上流行的的三氧化二锑和溴化双酚A等阻燃剂，采用平均粒径为2～10μm的经偶联剂表面处理过的氢氧化铝、氢氧化镁或硼酸锌中的一种，使产品固化后不会对环境造成污染，安全环保，且提高了灌封胶的折射率。

作为本案另一个优选的技术方案，还可在上述配方中添加6～9重量份的炔醇化合物。所述炔醇化合物选自3,5-二甲基-1-乙炔3-醇、3-甲基-1-丁炔-3-醇、3-苯基-1-丁炔-3-醇、1-乙炔-1-环己醇中的一种，可以市购。炔醇化合物可以调节硫化速度和延长使用期。当炔醇化合物加入胶料中，能与催化剂形成配合物，使催化剂在常温下无法催化加成反应，从而使胶料能在室温下放置相当长的时间，只有加热到一定温度时灌封胶才能硫化。

下表列出一些具体的实施例：

表1具体实施例

对比例1：

配比同实施例1，将80份氢化双酚A环氧树脂改为80份双酚A环氧树脂。性能测试如表2，与实施例1相比，其透光率下降，黄变指数上升。因此，氢化双酚A环氧树脂可以有效的提高产品的透光率和耐老化性。

对比例2：

配比同实施例1，将80份的乙烯基硅油改为80份的乙基硅油。性能测试如表2。与实施例1相比，其拉伸强度和断裂伸长率都有所下降。因此，乙烯基硅油具有一定的补强效果。

下表是实施例1～5和对比例1～2的性能测试结果：

表2无卤阻燃耐高温LED灌封胶行进测试结果

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (9)

1.一种无卤阻燃耐高温LED灌封胶，包括以下重量份的材料：

其中，所述氢化双酚A环氧树脂的分子式为以下结构：

R为Ⅱ、Ⅰ价烃基、γ-环氧丙烷基，p为5～40的整数；

所述ɑ，ω-二羟基聚二甲烷硅氧烷的分子通式是HO(MeRSiO)_nH，通式中的R为Me，Et，Ph，CF₃CH₂CH₂或CNCH₂CH₂，n为10～100。

2.如权利要求1所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，其特征在于，所述乙烯基硅油的粘度(25℃)为100～10000mPa·s。

3.如权利要求1所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，其特征在于，所述ɑ，ω-二羟基聚二甲烷硅氧烷Si-OH基质量分数为0.5～10％。

4.如权利要求1所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，其特征在于，所述铝酸酯类化合物选自烷氧基铝、乙酰丙酮铝、苯甲酸铝中的一种。

5.如权利要求1所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，其特征在于，所述稀释剂为非环式环氧树脂，粘度(25℃)为1～50mPa·s。

6.如权利要求5所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，其特征在于，所述稀释剂选自乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚中的一种。

7.如权利要求1所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，其特征在于，所述无卤阻燃剂为平均粒径为2～10μm的经偶联剂表面处理过的氢氧化铝、氢氧化镁或硼酸锌中的一种。

8.如权利要求1所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，其特征在于，还包括6～9重量份的炔醇化合物。

9.如权利要求8所述的无卤阻燃耐高温LED灌封胶，其特征在于，所述炔醇化合物选自3,5-二甲基-1-乙炔3-醇、3-甲基-1-丁炔-3-醇、3-苯基-1-丁炔-3-醇、1-乙炔-1-环己醇中的一种。