CN105482125A - 一种uv固化led封装胶用树脂和制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种UV固化LED封装胶用树脂和制备方法。该树脂通过苯基含氢硅油和聚氨酯丙烯酸酯化合物在铂催化剂作用下反应制备得到；该树脂透光率在81～90％之间，在室温下的透射率在1.5011～1.5455之间，UV光照射下的固化时间在10～60s之间。本发明的UV固化LED封装胶用树脂，具有高透光率、高折射率、可UV固化等特点，可用于LED封装领域，也可以使用在仪器、仪表、家电、机械、汽车、电子电器等行业技术领域。

Description

一种UV固化LED封装胶用树脂和制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种UV固化LED封装胶用树脂和制备方法。
背景技术
目前LED的制备中主要流程涉及：固晶、固化、键合、封装、后固化、检测等工艺步骤。而封装后固化基本是需要在高于100℃对器件进行加热完成有机硅封装胶固化，固化一般需要几小时。大大降低了生产效率。另外，传统的双包装LED封装胶在使用时也非常不便，存在的问题主要有：一方面由于封装胶的黏度较大，导致混合不均；混合后还要脱泡，步骤较繁琐；另一方面当乙烯基苯基硅树脂和交联剂的折射率相差加大，这时两者的分子结构就差异就较大，因此相容性就变差，硅凝胶透光率较差；再有二者在混合、固化时难以做到均匀混合、充分固化，导致LED封装胶的性能下降；难以满足大功率LED封装业的发展需要。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种UV固化LED封装胶和制备方法，该UV固化LED封装胶分子结构中同时含有多个丙烯酸酯、苯基等分子结构，在固化时自身分子结构的丙烯酸酯发生快速的交联固化反应，大大减少了传统封装工艺存在的固化时间长、配胶工艺繁琐等技术问题。
本发明的技术方案具体介绍如下。
本发明提供一种UV固化LED封装胶用树脂，该树脂结构式如下所示：
其中：m为1-30范围内的整数；n为1-30范围内的整数，PU为脂肪族、芳香族或脂环族聚氨酯。
本发明中，该树脂透光率在81～90％之间，在室温下的折射率在1.5011～1.5455之间，UV光照射下的固化时间在10～60s之间。
本发明中，该树脂通过苯基含氢硅油和聚氨酯丙烯酸酯化合物在铂催化剂作用下反应制备得到；其中：所述苯基含氢硅油按重量份数计算，其组成及含量如下：
其中：所述的溶剂选自甲苯或苯的一种或两种；
所述的催化剂选自98wt％硫酸或38wt％盐酸中的一种或两种。
本发明中，所述苯基含氢硅油的制备方法如下：首先按比例将甲基苯基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、含氢双封头、蒸馏水、溶剂和催化剂加入到容器中，升温至55-65℃，搅拌下恒温4-6h，然后升温至115-125℃，搅拌下恒温反应3-5h，所得的反应液经后处理，即得到苯基含氢硅油。
本发明还提供一种上述UV固化LED封装胶用树脂的制备方法，具体步骤如下：
(1)将甲基苯基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、含氢双封头、蒸馏水、溶剂和催化剂加入到容器中，先升温至55-65℃，搅拌下恒温4-6h，然后升温至115-125℃，搅拌下恒温反应3-5h，再将所得的反应液用蒸馏水水洗至中性，然后减压蒸馏以除去溶剂及残余水分，即得苯基含氢硅油；
(2)将上述所得苯基含氢硅油和聚氨酯丙烯酸酯化合物按比例加入到反应烧瓶中，再加入阻聚剂，通入保护气体，搅拌并加热，升温至60～80℃，加入催化剂，搅拌下恒温3～5h，停止加热，待温度降到室温，即得UV固化LED封装胶用树脂。
上述步骤(1)中，减压蒸馏条件为：温度为200℃，压力为-0.096MPa下，减压蒸馏2.5-3.5h。
本发明的有益成果如下所述：
本发明的一种UV固化LED封装胶用树脂，由于在聚合物分子链末端基引入Si-H键，在一定条件下，在催化剂的作用下可以控制同一分子链末端Si-H键与聚氨酯丙烯酸酯的丙烯酸酯基团发生加成反应，含有多个丙烯酸酯封端的聚氨酯有机硅聚合物，这种解结构具有高反应活性。
进一步，取UV固化LED封装胶用树脂5g，光引发剂0.3g混合均匀后涂于载玻片上，在UV灯照射下只需要室温下10～60s就可完成固化，大大克服了现有LED封装行业使用的双组份LED封装胶固化温度高以及固化时间长等技术问题差等技术问题。
进一步，本发明的一种UV固化LED封装胶用树脂，通过改变甲基苯基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷等原料的组分的含量来实现对最终所得的UV固化LED封装胶用树脂中甲基、苯基含量的控制，因此最终所得的UV固化LED封装胶用树脂在满足高折射率的同时，具有高透光率。上述所得的UV固化LED封装胶用树脂，其折光率高，按照国家标准GB/T614-2006《化学试剂折光率通用方法》对其折光率进行了测试，室温下为1.5011～1.5455。采用尤尼柯(上海)仪器有限公司的UV-2102PC紫外可见光分光光度计，将上述制备LED封装胶所用的交联剂的样品置于1mm×1mm×10mm的石英比色皿中；扫描波段为300-800nm，测试样品透光率，其透光率可达81～90％。
上述所得的UV固化LED封装胶用树脂，由于其具有高透光率、高折射率、粘度低等特点，可用于LED封装领域，还可用于电子业LED室内外显示板、LED交通信号等的封装、隔绝保护等相关技术领域。
本发明的一种UV固化LED封装胶用树脂的制备方法，其制备路线短、反应温和，不需要压力反应设备，因此具有制备过程简单、操作方便、反应条件温和，适于工业化生产。
附图说明
图1、实施例1所得的UV固化LED封装胶用树脂的红外光谱图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。
本发明各实施例所用的原料中除特殊表明的厂家及型号外，其他原料均为市售，规格均为化学纯。
本发明所用的各种设备的型号及生产厂家的信息如下：
2W型阿贝折射率仪，苏州圣辉精密仪器设备有限公司；
NDJ-1旋转式粘度计，上海精密仪器有限公司；
UV-2102PC紫外分光光度计，尤尼柯(上海)仪器有限公司。
实施例1
一种UV固化LED封装胶用树脂的制备方法，步骤如下：
将100份甲基苯基二乙氧基硅烷、40份二苯基二甲氧基硅烷、30份含氢双封头、20份蒸馏水、100份甲苯、苯按重量比为1:1组成的混合物、0.03份38wt％盐酸依次加入到容器中，升温至60℃，搅拌下恒温5h，然后升温至120℃，搅拌下恒温反应4h，所得的反应液用蒸馏水水洗至中性，然后控制温度为200℃，压力为-0.096MPa下减压蒸馏3.0h，以除去溶剂及残余水分，即得苯基含氢硅油。
将10g苯基含氢硅油和10g聚氨酯丙烯酸酯化合物加入到500ml的三口烧瓶中，再加入0.02g对苯二酚，通入N2，搅拌并加热，升温至60℃，加入0.01g氯铂酸的络合物，搅拌下恒温3h，停止加热，待烧瓶温度降到室温，即得UV固化LED封装胶用树脂。
将上述所得的UV固化LED封装胶用树脂通过红外色谱仪(美国Nicolet公司380型)进行红外光谱分析，所得的红外光谱图如图1所示，从图1中可以看出，2168.55cm-1为Si-H键吸收峰；1634.63cm-1处峰形尖锐的吸收峰为Si-C6H5中芳环骨架振动吸收峰；1407.46cm-1是Si-乙烯基的吸收峰；1430.35cm-1是Si-CH3的吸收峰；1061.69cm-1处的宽而强的吸收带为Si-O-Si的反对称伸缩振动吸收峰，这是硅树脂的特征吸收峰。
以上表明，上述所得的UV固化LED封装胶用树脂中含有Si-O、Si-乙烯基键等特征基团，位于2168.55cm-1为Si-H键吸收峰已大大减弱，说明苯基含氢硅油和聚氨酯丙烯酸酯已成功的发生了反应，生成了UV固化LED封装胶用树脂。
将上述UV固化LED封装胶用树脂5g，加入光引发剂0.15gIrgacure184D和0.15gIrgacureTPO于烧杯中搅拌均匀后涂于载玻片上，后经UV照射10s后即可固化；
上述所得的UV固化LED封装胶用树脂，采用苏州圣辉精密仪器设备有限公司的2W型阿贝折射率仪，按照国家标准GB/T614-2006《化学试剂折光率通用方法》对其折光率进行了测试，室温下其折光率为1.5011；
采用尤尼柯(上海)仪器有限公司的UV-2102PC紫外可见光分光光度计，将上述UV固化LED封装胶用树脂的样品置于1mm×1mm×10mm的石英比色皿中；扫描波段为300-800nm，测试样品透光率，其透光率可达90％；
由此表明，实施例1所得的UV固化LED封装胶用树脂具有自固化交联反应特性，在折光率、透光率及粘度等方面满足LED封装胶应用。
实施例2
一种UV固化LED封装胶用树脂的制备方法，步骤如下：
将200份甲基苯基二乙氧基硅烷、80份二苯基二甲氧基硅烷、50份含氢双封头、60份蒸馏水、200份甲苯、0.05份98％硫酸依次加入到容器中，升温至60℃，搅拌下恒温5h，然后升温至120℃，搅拌下恒温反应4h，所得的反应液用蒸馏水水洗至中性，然后控制温度为200℃，压力为-0.096MPa下减压蒸馏3.0h，以除去溶剂及残余水分，即得苯基含氢硅油。
将15g苯基含氢硅油和10g聚氨酯丙烯酸酯化合物加入到500ml的三口烧瓶中，再加入0.01g的阻聚剂，通入N2，搅拌并加热，升温至80℃，加入0.01g氯铂酸的络合物，搅拌下恒温5h，停止加热，待烧瓶温度降到室温，即得UV固化LED封装胶用树脂。
将上述UV固化LED封装胶用树脂5g，加入光引发剂0.05gIrgacure184D和0.25gIrgacureTPO于烧杯中搅拌均匀后涂于载玻片上，后经UV照射60s后即可固化；
上述所得的UV固化LED封装胶用树脂，采用苏州圣辉精密仪器设备有限公司的2W型阿贝折射率仪，按照国家标准GB/T614-2006《化学试剂折光率通用方法》对其折光率进行了测试，室温下其折光率为1.5455；
采用尤尼柯(上海)仪器有限公司的UV-2102PC紫外可见光分光光度计，将上述所得的UV固化LED封装胶用树脂，置于1mm×1mm×10mm的石英比色皿中；扫描波段为300-800nm，测试样品透光率，其透光率可达81％；
由此表明，实施例2所得的UV固化LED封装胶用树脂具有自固化交联反应特性，在折光率、透光率及粘度等方面满足LED封装胶应用。
综上所述本发明所得的原料中的可UV固化LED封装胶树脂在光引发剂的作用下经UV照射固化后形成三维网状结构；取UV固化LED封装胶用树脂5g，光引发剂0.3g混合均匀后涂于载玻片上，在UV灯照射下只需要室温下10～60s就可完成固化，大大克服了现有LED封装行业使用的双组份LED封装胶固化温度高以及固化时间长等技术问题差等技术问题。具有较高的室温下折射率，为1.5011～1.5455；透光率可达81～90％，满足大功率LED快速封装的需要。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种UV固化LED封装胶用树脂，其特征在于，该树脂结构式如下所示：
其中：m为1-30范围内的整数；n为1-30范围内的整数，PU为脂肪族、芳香族或脂环族聚氨酯。
2.如权利要求1所述的UV固化LED封装胶用树脂，其特征在于，该树脂透光率在81～90％之间，在室温下的折射率在1.5011～1.5455之间，UV光照射下的固化时间在10～60s之间。
3.如权利要求1所述的UV固化LED封装胶用树脂，其特征在于，该树脂通过苯基含氢硅油和聚氨酯丙烯酸酯化合物在铂催化剂作用下反应制备得到；其中：所述苯基含氢硅油按重量份数计算，其组成及含量如下：
其中：所述的溶剂选自甲苯或苯的一种或两种；
所述的催化剂选自98wt％硫酸或38wt％盐酸中的一种或两种。
4.如权利要求1所述的UV固化LED封装胶用树脂，其特征在于，所述苯基含氢硅油的制备方法如下：首先按比例将甲基苯基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、含氢双封头、蒸馏水、溶剂和催化剂加入到容器中，升温至55-65℃，搅拌下恒温4-6h，然后升温至115-125℃，搅拌下恒温反应3-5h，所得的反应液经后处理，即得到苯基含氢硅油。
5.如权利要求1所述的UV固化LED封装胶用树脂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将甲基苯基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、含氢双封头、蒸馏水、溶剂和催化剂加入到容器中，先升温至55-65℃，搅拌下恒温4-6h，然后升温至115-125℃，搅拌下恒温反应3-5h，再将所得的反应液用蒸馏水水洗至中性，然后减压蒸馏以除去溶剂及残余水分，即得苯基含氢硅油；
(2)将上述所得苯基含氢硅油和聚氨酯丙烯酸酯化合物按比例加入到反应烧瓶中，再加入阻聚剂，通入保护气体，搅拌并加热，升温至60～80℃，加入催化剂，搅拌下恒温3～5h，停止加热，待温度降到室温，即得UV固化LED封装胶用树脂。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，减压蒸馏条件为：温度为200℃，压力为-0.096MPa下，减压蒸馏2.5-3.5h。
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