CN111303430A - 一种高亮度led灯用封装材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高亮度LED灯用封装材料。本发明制得的有机硅封装胶具有高透光率、高折射率、高热稳定性、高粘结性等特点，其制备工艺简单，重复性好，产品质量可控，产物杂质含量低，适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于照明材料领域，特别涉及一种高亮度LED灯用封装材料。
背景技术
半导体照明技术是21世纪最具有发展前景的高科技领域之一，而发光二极管(LightEmittingDiode，以下简称LED)是其核心技术。LED是一类能直接将电能转化为光能的发光元件，由于它具有工作电压低、耗电量小、发光效率高、发光响应时间极短、光色纯、结构牢固、抗冲击、耐振动、性能稳定可靠、重量轻、体积少和成本低等一系列特性。LED照明具有体积小、亮度高、能耗低的特点，有望取代白炽灯荧光灯，成为主流的室内照明光源，因而得到了广泛的应用和突飞猛进的发展。
LED发光体结构中，除了LED芯片，其灌装材料也是决定其是否能用于实际生产生活的重要因素之一。灌封胶常用于电子元件导热、粘接、密封、灌封以及涂覆保护等等，主要起到防潮、防尘、防腐、防震以及提高模块的稳定性等功效。特别是白光大功率LED的出现，由于其体积小、功率大、亮度高、使用时间长，对所罐装的材料提出了更为苛刻的光学性能，化学性能要求。抗色变、高透明、耐高温，使用寿命长，是LED封装胶首选的必要条件。
目前普通的大功率LED封装胶是以透明的双酚A型环氧树脂为主构成的，但是由于环氧树脂的耐热性、抗色变性、透光稳定性、散热性等多方面的性能都不能满足现有大功率LED封装所必备的性能指标，因此必须找到具有更优良的材料来满足大功率LED封装的要求。
目前应用较多的为环氧树脂类灌封胶，环氧类灌封胶在应用时最大的缺陷就是导热性差、粘度大，降低了器件的使用寿命。为了适用市场需要，很有必要对传统的环氧树脂灌封胶进行改性处理，以期获得令人满意的封装效果。《LED用环氧树脂灌封胶的研究》一文以双酚A环氧树脂作为主体材料，用聚氨酯作为增韧剂，使用低粘度的混合胺类固化剂和环氧活性稀释剂，制备得到了黏度小、透光性好、力学性能佳的产品，然而这类改性环氧类灌封胶导热效果差，不够环保；《ZnO在Al2O3/导热环氧树脂灌封胶中的应用研究》一文利用导热无机填料对环氧树脂进行改性处理，在一定程度上提升了环氧树脂的导热性，然而其力学性能却有下降趋势，粘度变大。
有机硅树脂类封装胶是近几年来才兴起的，现有的有机硅封装胶多是双组份加成型的有机硅树脂为主构成的，这种有机硅树脂虽具有的折光率高、透光性好、抗色变等优点。但是这种有机硅封装胶的粘结性能和耐高温性能较差，而且生产成本高。将其封装大功率LED后，导致LED寿命短。
LED灯丝封装目前采用的主要是折射率为1.41的甲基有机硅体系触变胶。如果采用折射率1.53左右的苯基有机硅体系，则可以减小封装胶与芯片的折射率差异，减小全反射，大幅提高出光效率。但是LED灯丝灯由于结构所限，没有散热体，只能靠球泡内的惰性气体进行热传导，这就造成了相比于其他封装形式，LED灯丝工作温度要更高，6w的LED灯丝灯结温就可以达到120℃以上。而苯基有机硅体系由于刚性大，长期在高温下工作时，硬度会有大幅度上升，韧性则会变差。在灯丝上表现出来的结果就是封装胶易开裂，轻则导致光效降低、溢蓝光，重则导致金线断裂，出现死灯。因此，有关苯基有机硅在LED灯丝上的应用的报道也较少。
因此，亟需开发新型的封装材料。
发明内容
技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种高亮度LED灯用封装材料。
技术方案：本发明提供了一种高亮度LED灯用封装材料，其结构式如下所示：
本发明还提供了一种高亮度LED灯用封装材料，由化合物A、化合物B、化合物C制得，其中，
化合物A为
化合物B为
化合物C为
化合物D为
化合物E为
本发明还提供了上述高亮度LED灯用封装材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)中间体制备：将化合物A、化合物B、化合物C，加入单官能团封头剂化合物D，在氢氧化钡催化剂作用下反应，即得；
(2)封装材料的制备：将步骤(1)制得的中间体和化合物E，在Pt催化剂作用下，通过硅氢化加成反应即得；
反应式如下：
步骤(1)中，反应温度为60-90℃，反应时间为1-3h。
步骤(2)具体为，将化合物A、化合物B、化合物C、化合物D混合均匀，作为反应物，加入蒸馏水和一水合氢氧化钡催化剂，加热搅拌条件下水解缩合反应，反应后加压抽滤，即得。
步骤(2)中，反应温度为60-90℃，反应时间为2-4h。
步骤(2)中，反应物和蒸馏水的质量比为(1—3)：2。
有益效果：本发明制得的有机硅封装胶具有高透光率、高折射率、高热稳定性、高粘结性等特点，其制备工艺简单，重复性好，产品质量可控，产物杂质含量低，适于工业化生产。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
高亮度LED灯用封装材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)中间体制备：将化合物A、化合物B、化合物C，加入单官能团封头剂化合物D，在氢氧化钡催化剂作用下反应，即得；反应温度为60-90℃，反应时间为1-3h。
(2)封装材料的制备：将化合物A、化合物B、化合物C、化合物D混合均匀，作为反应物，加入蒸馏水和一水合氢氧化钡催化剂，加热搅拌条件下水解缩合反应，反应后加压抽滤，即得；反应温度为75℃，反应时间为3h；反应物和蒸馏水的质量比为1:1。
数均分子量为1190，重均分子量为1710，分子量分布指数为1.449。
检测其性能：透光率为92％，在25℃温度下的折射率为1.695，热重分析结果表明该封装胶的热分解温度为482℃，在700℃的残留率为76％，显示出较好的耐热性能，该封装胶的拉伸强度和断裂伸长率分别为2.31MPa和179％，Shore A硬度40。
实施例2
高亮度LED灯用封装材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)中间体制备：将化合物A、化合物B、化合物C，加入单官能团封头剂化合物D，在氢氧化钡催化剂作用下反应，即得；反应温度为60-90℃，反应时间为1-3h。
(2)封装材料的制备：将化合物A、化合物B、化合物C、化合物D混合均匀，作为反应物，加入蒸馏水和一水合氢氧化钡催化剂，加热搅拌条件下水解缩合反应，反应后加压抽滤，即得；反应温度为60℃，反应时间为4h；反应物和蒸馏水的质量比为3：2。
数均分子量为1210，重均分子量为1730，分子量分布指数为1.454。
检测其性能：透光率为90％，在25℃温度下的折射率为1.688，热重分析结果表明该封装胶的热分解温度为476℃，在700℃的残留率为74％，显示出较好的耐热性能，该封装胶的拉伸强度和断裂伸长率分别为2.23MPa和176％，Shore A硬度38。
实施例3
高亮度LED灯用封装材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)中间体制备：将化合物A、化合物B、化合物C，加入单官能团封头剂化合物D，在氢氧化钡催化剂作用下反应，即得；反应温度为60-90℃，反应时间为1-3h。
(2)封装材料的制备：将化合物A、化合物B、化合物C、化合物D混合均匀，作为反应物，加入蒸馏水和一水合氢氧化钡催化剂，加热搅拌条件下水解缩合反应，反应后加压抽滤，即得；反应温度为90℃，反应时间为2h；反应物和蒸馏水的质量比为1：2。
数均分子量为1180，重均分子量为1740，分子量分布指数为1.465。
检测其性能：透光率为90％，在25℃温度下的折射率为1.681，热重分析结果表明该封装胶的热分解温度为475℃，在700℃的残留率为74％，显示出较好的耐热性能，该封装胶的拉伸强度和断裂伸长率分别为2.26MPa和174％，Shore A硬度38。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种高亮度LED灯用封装材料，其结构式如下所示：
2.一种高亮度LED灯用封装材料，其特征在于：由化合物A、化合物B、化合物C制得，其中，
化合物A为
化合物B为
化合物C为
化合物D为
化合物E为
3.权利要求1所述的一种高亮度LED灯用封装材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)中间体制备：将化合物A、化合物B、化合物C，加入单官能团封头剂化合物D，在氢氧化钡催化剂作用下反应，即得；
(2)封装材料的制备：将步骤(1)制得的中间体和化合物E，在Pt催化剂作用下，通过硅氢化加成反应即得；
反应式如下：
4.根据权利要求3所述的权利要求1所述的高亮度LED灯用封装材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，反应温度为60-90℃，反应时间为1-3h。
5.根据权利要求3所述的权利要求1所述的高亮度LED灯用封装材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)具体为，将化合物A、化合物B、化合物C、化合物D混合均匀，作为反应物，加入蒸馏水和一水合氢氧化钡催化剂，加热搅拌条件下水解缩合反应，反应后加压抽滤，即得。
6.根据权利要求3所述的权利要求1所述的高亮度LED灯用封装材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，反应温度为60-90℃，反应时间为2-4h。
7.根据权利要求3所述的权利要求1所述的高亮度LED灯用封装材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，反应物和蒸馏水的质量比为(1—3)：2。
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| CN102936414A (zh) * | 2012-08-27 | 2013-02-20 | 湖北环宇化工有限公司 | 高折光、高粘结性大功率led封装有机硅材料及其制备方法 |
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| US20150203635A1 (en) * | 2012-06-25 | 2015-07-23 | Empire Technology Development Llc | Silicone rubber |
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2020
- 2020-04-17 CN CN202010304484.4A patent/CN111303430A/zh not_active Withdrawn
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