CN107674207B - 一种高折led封装用苯基乙烯基甲基mq硅树脂的制备方法 - Google Patents

一种高折led封装用苯基乙烯基甲基mq硅树脂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高折LED封装用苯基乙烯基甲基MQ硅树脂的制备方法，该方法，该方法以硅酸乙酯在硫酸或固体酸催化剂作用下水解得到硅酸，进一步缩合，然后用苯基双封头，乙烯基双封头与其反应封端即可。反应结束后回流使其高度交联，然后用碱液中和后使用甲苯蒸馏，最终得到苯基乙烯基甲基硅树脂的甲苯溶液。本合成工艺反应活性相对较低，易于控制，反应速度快且反应充分，不仅提高了产品的有效产率，并且根据所选官能基的不同可以得到满足不同要求的无色透明，折光率高，品质稳定的硅树脂。

Description

一种高折LED封装用苯基乙烯基甲基MQ硅树脂的制备方法
技术领域
本发明涉及有机硅高分子化合物技术领域，尤其涉及一种高折LED封装用苯基乙烯基甲基MQ硅树脂的制备方法。
背景技术
目前高折LED所使用的封装材料多为环氧树脂，环氧树脂因为其优良的粘结性、电绝缘性、密封性和介电性能，且成本较低、配方灵活多变、易成型、生产效率高等成为小功率LED封装的主流材料。但是由于环氧树脂含有大量芳香环，吸收紫外线后会氧化成羰基变成发色团使树脂变黄。此外，环氧树脂遇热后也会变色，使其在近紫外光区的透光率下降，影响LED光源的发光效率。而且，环氧树脂自身吸湿、易老化、耐热性差、固化内应力大等都会对材料使用寿命造成影响，从而影响LED光源的寿命。随着LED的亮度和功率的不断提高，对LED封装材料亦提出更高的要求。比如材料要具有高折光指数、高透过率、高导热性、良好的耐紫外和耐热老化能力和低的膨胀系数等。而有机硅材料的折光指数较高、且高耐紫外能力和耐热老化能力强、应力低，将其用于LED封装，将可明显提高照明器件的光输出功率和使用寿命。
如何能够提供一种高折LED封装用苯基乙烯基甲基MQ硅树脂成为现有技术亟待解决的问题之一。
发明内容
本发明针对现有技术的上述情况，提供了一种高折LED封装用苯基乙烯基甲基MQ硅树脂的制备方法，该方法，该方法以硅酸乙酯在硫酸或固体酸催化剂作用下水解得到硅酸，进一步缩合，然后用苯基双封头，乙烯基双封头与其反应封端即可。反应结束后回流使其高度交联，然后用碱液中和后使用甲苯蒸馏，最终得到苯基乙烯基甲基硅树脂的甲苯溶液。本合成工艺反应活性相对较低，易于控制，反应速度快且反应充分，不仅提高了产品的有效产率，并且根据所选官能基的不同可以得到满足不同要求的无色透明，折光率高，品质稳定的硅树脂。
本发明的机理如下：
硅树脂是具有高度交联结构的热固性聚硅氧烷体系，硅树脂分子侧基主要为甲基，引入苯基可提高热弹性及粘结性，改善与有机聚合物及颜料等配伍性；引入乙基、丙基或长链烷基可提高对有机物的亲和性，并改善憎水性；引入乙烯基及氢基，可实现铂催化加成反应及过氧化物引发交联反应；引入碳官能基，可与有机化合物反应，并改善对基材的粘结性。因此为得到更好性能的LED封装材料，在现有硅树脂基础上引入苯基和乙烯基，从而得到有高折光指数、高透过率、高导热性、良好的热弹性和粘结性、良好的耐紫外和耐热老化能力和低的膨胀系数的改性硅树脂。
基于上述机理，本发明所采用的技术方案如下：
一种高折LED封装用苯基乙烯基甲基MQ硅树脂的制备方法，其具体步骤为：
反应容器内依次加入硅酸乙酯，六甲基二硅氧烷，乙烯基双封头，苯基双封头，混合均匀；之后在＜10℃的条件下缓慢滴加浓硫酸和水，滴加完毕后反应1h，之后升温至回流，回流4-6h后，滴加碱性溶液调节体系为中性；之后用甲苯蒸馏后过滤得到澄清透明的硅树脂甲苯溶液，最后蒸除甲苯溶剂即可得到目标硅树脂；
所述硅酸乙酯，六甲基二硅氧烷，乙烯基双封头，苯基双封头的质量比为170：111：10～20：10～20。
所述硅酸乙酯与浓硫酸和水的质量比为170：4：30。
所述回流时间优选4h。
所采用的碱性溶液选自氢氧化钾溶液，其中优选质量分数为30-70％的氢氧化钾溶液。
该工艺前期反应为硅酸乙酯的水解反应，该反应剧烈不易控制容易形成凝胶，但本反应在＜10℃的条件下反应，同时封端剂的存在也会一定程度上抑制正硅酸的自身缩合反应，使其水解缩合反应活性相对较低，不易凝胶，易于控制。水解缩合反应完成后进行高温回流会加快硅树脂的自身高度交联，产率高达90％以上。此反应速度快且反应充分，不仅提高了产品的有效产率，并且根据乙烯基双封头以及苯基双封头加入量的改变可以得到满足不同要求的无色透明，折光率高，品质稳定的硅树脂。
附图说明
图1为本发明所得苯基乙烯基甲基MQ硅树脂的红外谱图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1：
在三口烧瓶中依次加入170g硅酸乙酯，111g六甲基二硅氧烷，12g乙烯基双封头，10g苯基双封头，混合均匀。在反应温度为10℃情况下缓慢滴加4g浓硫酸和30g水，反应1h后升温回流4h后，滴加40wt％KOH溶液调节体系为中性。之后用甲苯蒸馏后过滤得到澄清透明的硅树脂甲苯溶液。蒸除甲苯溶剂得到澄清透明的苯基乙烯基网状结构的硅树脂270g，产率89％，乙烯基含量5％。
实施例2：
在三口烧瓶中依次加入170g硅酸乙酯，111g六甲基二硅氧烷，15g乙烯基双封头，10g苯基双封头，混合均匀。在反应温度为8℃情况下缓慢滴加4g浓硫酸和30g水，反应1h后升温回流5h后，滴加50wt％的KOH溶液调节体系为中性。之后用甲苯蒸馏后过滤得到澄清透明的硅树脂甲苯溶液。蒸除甲苯溶剂得到澄清透明的苯基乙烯基网状结构的硅树脂280g，产率91％，乙烯基含量5.5％。
实施例3
在三口烧瓶中依次加入170g硅酸乙酯，111g六甲基二硅氧烷，10g乙烯基双封头，10g苯基双封头，混合均匀。在反应温度为8℃情况下缓慢滴加4g浓硫酸和30g水，反应1h后升温回流6h后，滴加60wt％的KOH溶液调节体系为中性。之后用甲苯蒸馏后过滤得到澄清透明的硅树脂甲苯溶液。蒸除甲苯溶剂得到澄清透明的苯基乙烯基网状结构的硅树脂265g，产率88％，乙烯基含量3％。
实施例4
在三口烧瓶中依次加入170g硅酸乙酯，111g六甲基二硅氧烷，18g乙烯基双封头，20g苯基双封头，混合均匀。在反应温度为10℃情况下下缓慢滴加4g浓硫酸和30g水，反应1h后升温回流4h后，滴加50wt％的KOH溶液调节体系为中性。之后用甲苯蒸馏后过滤得到澄清透明的硅树脂甲苯溶液。蒸除甲苯溶剂得到澄清透明的苯基乙烯基网状结构的硅树脂287g，产率90％，乙烯基含量6％。
实施例5
在三口烧瓶中依次加入170g硅酸乙酯，111g六甲基二硅氧烷，20g乙烯基双封头，20g苯基双封头，混合均匀。在反应温度为10℃情况下缓慢滴加4g浓硫酸和30g水，反应1h后升温回流5h后，滴加65wt％的KOH溶液调节体系为中性。之后用甲苯蒸馏后过滤得到澄清透明的硅树脂甲苯溶液。蒸除甲苯溶剂得到澄清透明的苯基乙烯基网状结构的硅树脂289g，产率90％，乙烯基含量6.5％。
发明人对本发明所获得的苯基乙烯基甲基MQ硅树脂进行了红外检测，其谱图如图1所示，其中
Figure BDA0001415947130000031
由图可知Si-Ph与Si-C＝C的存在可以看出反应成功合成苯基乙烯基硅树脂，且没有硅羟基以及硅脂基的存在说明反应较为完全。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，本发明苯基乙烯基硅树脂并不限于LED封装领域，可以将它应用于其他领域中去。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高折LED封装用苯基乙烯基甲基MQ硅树脂的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：反应容器内依次加入硅酸乙酯，六甲基二硅氧烷，乙烯基双封头，苯基双封头，混合均匀；在8℃下缓慢滴加浓硫酸和水，滴加完毕后反应1h，之后升温至回流，回流5h后，滴加50wt％的氢氧化钾溶液调节体系为中性；之后用甲苯蒸馏后过滤得到澄清透明的硅树脂甲苯溶液，最后蒸除甲苯溶剂即可得到目标硅树脂；
其中所述硅酸乙酯，六甲基二硅氧烷，乙烯基双封头，苯基双封头的质量比为170：111：15：10；所述硅酸乙酯与浓硫酸和水的质量比为170：4：30。
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