一种硫醇-双键光固化LED有机硅封装胶及其制备方法与流程

阅读：评论：0

一种硫醇-双键光固化led有机硅封装胶及其制备方法
技术领域
1.本发明属于led封装材料领域，具体涉及一种硫醇-双键光固化led有机硅封装胶及其制备方法。

背景技术：

2.发光二极管(led)是一种将电能转化成光能的固体光源。封装材料是led照明不可缺少的一部分，它将led芯片保护起来，使其免受环境温度、湿度、辐射和机械应力等的影响，同时，封装材料自身的耐受性及透过率、折射率等又直接影响到led发光效率、亮度及使用寿命等。在需求日益增长的大功率led封装中，有机硅为基材的封装材料占比增高。有机硅材料既具有优异的热稳定性、紫外辐射稳定性，又兼具有机物的柔韧性。同时，有机硅封装材料还具有高透明性、耐冷热循环性以及疏水性等。然而，由于led内部芯片多采用折射率较高的材料，一般的有机硅材料的折射率较低，会使光线在界面处造成较多的损失。目前有部分相关专利介绍，但都比较片面，存在一些问题。
3.中国专利cn201410148366.3提出：制得led紫外光固化有机硅封装胶，该封装胶光固化后产品耐紫外光老化，但也存在着折光率不高，在1.4-1.5之间等问题。
4.中国专利cn201810287016.3提出：通过制备引入硫元素制备乙烯基含硫硅氧烷，再利用铂金催化剂进行硅氢加成固化制备led封装用含硫有机硅封装胶，该封装胶具有良好的热稳定性和很高的折射率，透光性较好，硬度较高，制备的含硫有机硅封装胶在500nm波长的透光率在90％以上，在25℃温度下的折射率为1.661，但也存在着硅氢加成反应铂金催化剂中毒等问题。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种硫醇-双键光固化led有机硅封装胶及其制备方法，以解决上述现有技术的不足的问题。
6.为实现上述目的要，本技术是通过以下技术方案实现的：
7.一种硫醇-双键光固化led有机硅封装胶，按照质量百分比，由以下组分组成：多硫醇5-30％，乙烯基聚硅氧烷40-70％，引发剂0.5-6％，紫外吸收剂0.1-0.5％，填料5-50％，助剂0.1-5％制得，以上各组分的质量百分比之和为100％；
8.其中的多硫醇为至少含有两个巯基的有机分子，具有通式r-(s-h)n,其中r是有机部分，n大于等于2。
9.进一步的，所述多硫醇为1,2-乙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,8-辛二硫醇、2,3-丁二硫醇、1,9-壬二硫醇、2,2'-(1,2-乙二基双氧代)双乙硫醇、四(3-巯基丙酸)酯、巯基硅油、间苯二硫醇、1,4-苯二甲硫醇、4-甲基-1,2-二巯基苯、4,4
’‑
硫代双苯硫酚、2,4,6-三巯基三嗪或四(3-巯基丁酸)酯中的一种或多种。
10.进一步的，所述乙烯基聚硅氧烷的结构式为ch2＝chsi(r1)2o
1/2
[(r2)2sio
2/2
]m(r1)2sich＝ch2，其中r1和r2独立的选自-ch3、-ch2ch3或-c6h5中一种或多种的组合，m为大于0的
整数。
[0011]
进一步的，所述乙烯基聚硅氧烷的重均分子量为500-200000，乙烯基含量为0.1％-3％。优选的重均分子量为2000-150000，乙烯基含量为0.2％-2.5％。
[0012]
进一步的，所述引发剂为安息香二甲基醚、2-羟基-2-甲基-、1-羟基环己基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、双(2,4,6,-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦或2,4-二乙基硫杂蒽酮中的一种或多种。
[0013]
进一步的，所述紫外吸收剂为2-羟基-4正新氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯酮、2-(2
’‑
羟基-5
’‑
叔辛基苯基)苯并三唑或双(2,2,6,6-五甲基-4-基)癸二酸酯中的一种或多种。
[0014]
进一步的，所述填料为苯基乙烯基硅树脂，其重均分子量为500-200000，乙烯基含量为0.1％-3％，苯基含量0.1％-5％。优选的重均分子量为1000-180000，乙烯基含量为0.2％-2.5％，苯基含量0.5％-3％。
[0015]
进一步的，所述助剂为增粘剂、流平剂、消泡剂或润湿分散剂中的一种或多种。
[0016]
进一步的，所述硫醇-双键光固化为硫醇-双键点击化学反应。
[0017]
一种硫醇-双键光固化led有机硅封装胶的制备方法，包括以下步骤：
[0018]
将上述任一项所述的多硫醇、苯基乙烯基聚硅氧烷、引发剂、填料、助剂按质量比混合，在20-60℃下高速搅拌30-150分钟，得到用于led硫醇-双键光固化有机硅封装胶。搅拌温度优选为25-45℃；搅拌时间优选为40-120分钟。
[0019]
与现有技术相比，本发明的有益效果是是：
[0020]
本发明制备的可用于led硫醇-双键光固化有机硅封装胶，将硫醇-双键点击化学反应引入led有机硅封装材料中，与硅氢加成反应相比，巯基-双键点击反应具有反应条件简单、反应速率高、区域选择性、高折射率(≥1.6)和无金属催化剂等优点。
具体实施方式
[0021]
以下结合实施例对本技术的技术方案进行详细的说明，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
[0022]
在本技术的技术方案中，除非特别说明，实施例中所涉及的试剂、方法均为本领域常用的试剂和方法。
[0023]
实施例1
[0024]
一种可用于led硫醇-双键光固化有机硅封装胶，其中各组分百分比分别为：60％的乙烯基硅油(分子量10000，乙烯基含量0.5％)，16％的1,2-乙二硫醇，3.3％的安息香二甲基醚(dmap)，0.1％的2-羟基-4正新氧基二苯甲酮，20％的苯基乙烯基硅树脂(分子量10000，乙烯基含量0.5％，苯基含量1％)，消泡剂0.3％，流平剂0.3％。搅拌温度25摄氏度，搅拌时间80min。制备的可用于led硫醇-双键光固化有机硅封装胶，25℃时折射率为1.631，透光率95％以上。
[0025]
实施例2
[0026]
一种可用于led硫醇-双键光固化有机硅封装胶，其中各组分百分比分别为：50％的乙烯基硅油(分子量100000，乙烯基含量1％)，10％的1,3-丙二硫醇，4.3％的2-羟基-2-甲基-，0.1％的2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯酮，35％的苯基乙烯基硅树脂
(分子量100000，乙烯基含量1％，苯基含量2％)，消泡剂0.3％，流平剂0.3％。搅拌温度30摄氏度，搅拌时间70min。制备的可用于led硫醇-双键光固化有机硅封装胶，25℃时折射率为1.645，透光率95％以上。
[0027]
实施例3
[0028]
一种可用于led硫醇-双键光固化有机硅封装胶，其中各组分百分比分别为：65％的乙烯基硅油(分子量120000，乙烯基含量2％)，5％的1,8-辛二硫醇，2.3％的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，0.1％的双(2,2,6,6-五甲基-4-基)癸二酸酯，27％的苯基乙烯基硅树脂(分子量150000，乙烯基含量1.5％，苯基含量3％)，消泡剂0.3％，流平剂0.3％。搅拌温度40摄氏度，搅拌时间80min。制备的可用于led硫醇-双键光固化有机硅封装胶，25℃时折射率为1.669，透光率95％以上。
[0029]
实施例4
[0030]
一种可用于led硫醇-双键光固化有机硅封装胶，其中各组分百分比分别为：40％的乙烯基硅油(分子量50000，乙烯基含量0.5％)，15％的1,2-乙二硫醇，3.3％的安息香二甲基醚(dmap)，0.1％的2-羟基-4正新氧基二苯甲酮，41％的苯基乙烯基硅树脂(分子量50000，乙烯基含量0.5％，苯基含量0.5％
ˉ
2.5％)，消泡剂0.3％，流平剂0.3％。搅拌温度35摄氏度，搅拌时间100min。制备的可用于led硫醇-双键光固化有机硅封装胶，25℃时折射率为1.651，透光率95％以上。
[0031]
比较例1
[0032]
一种可用于led紫外光固化有机硅封装胶，其中各组分百分比分别为：96％的丙烯酸酯基乙烯基聚硅氧烷类预聚物(分子量50000，乙烯基含量0.5％，丙烯酸酯基含量1.5％)，3.3％的安息香二甲基醚(dmap)，0.1％的2-羟基-4正新氧基二苯甲酮，消泡剂0.3％，流平剂0.3％。紫外光固化30s。制备的可用于led紫外光固化有机硅封装胶，25℃时折射率为1.45，透光率95％以上。所述的丙烯酸酯基乙烯基聚硅氧烷类预聚物的丙烯酸酯为ch2chcoor3ococh2ch
2-,r3为烷基或含羟基的烷基，其官能度大于2，分子量为500-100000。
[0033]
比较例2
[0034]
一种可用于led含硫硅氢加成有机硅封装胶，其中各组分百分比分别为：49.5％的乙烯基含硫硅氧烷，49.5％的硅氢苯基硅氧烷，0.1％的铂金催化剂，消泡剂0.3％，流平剂0.3％，其它助剂0.3％。制备的可用于led含硫硅氢加成有机硅封装胶，25℃时折射率为1.58，透光率90％以上。但在反应过程中存在部分未完全反应，应是催化剂中毒造成的。
[0035]
实施案例1-4制备的有机硅封装胶，25℃时折射率为大于1.63，透光率95％以上。
[0036]
比较案例1制备的有机硅封装胶，25℃时折射率为小于1.5，透光率95％以上。
[0037]
比较案例2制备的有机硅封装胶，25℃时折射率为1.58，透光率90％以上。但在反应过程中存在部分未完全反应，应是催化剂中毒造成的。
[0038]
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：

1.一种硫醇-双键光固化led有机硅封装胶，其特征在于，按照质量百分比，由以下组分组成：多硫醇5-30％，乙烯基聚硅氧烷40-70％，引发剂0.5-6％，紫外吸收剂0.1-0.5％，填料5-50％，助剂0.1-5％制得，以上各组分的质量百分比之和为100％；其中的多硫醇为至少含有两个巯基的有机分子，具有通式r-(s-h)
n
,其中r是有机部分，n大于等于2。2.根据权利要求1所述的硫醇-双键光固化led有机硅封装胶，其特征在于，所述多硫醇为1,2-乙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,8-辛二硫醇、2,3-丁二硫醇、1,9-壬二硫醇、2,2'-(1,2-乙二基双氧代)双乙硫醇、四(3-巯基丙酸)酯、巯基硅油、间苯二硫醇、1,4-苯二甲硫醇、4-甲基-1,2-二巯基苯、4,4
’‑
硫代双苯硫酚、2,4,6-三巯基三嗪或四(3-巯基丁酸)酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的硫醇-双键光固化led有机硅封装胶，其特征在于，所述乙烯基聚硅氧烷的结构式为ch2＝chsi(r1)2o
1/2
[(r2)2sio
2/2
]
m
(r1)2sich＝ch2，其中r1和r2独立的选自-ch3、-ch2ch3或-c6h5中一种或多种的组合，m为大于0的整数。4.根据权利要求3所述的硫醇-双键光固化led有机硅封装胶，其特征在于，所述乙烯基聚硅氧烷的重均分子量为500-200000，乙烯基含量为0.1％-3％。5.根据权利要求1所述的硫醇-双键光固化led有机硅封装胶，其特征在于，所述引发剂为安息香二甲基醚、2-羟基-2-甲基-、1-羟基环己基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、双(2,4,6,-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦或2,4-二乙基硫杂蒽酮中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的硫醇-双键光固化led有机硅封装胶，其特征在于，所述紫外吸收剂为2-羟基-4正新氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯酮、2-(2
’‑
羟基-5
’‑
叔辛基苯基)苯并三唑或双(2,2,6,6-五甲基-4-基)癸二酸酯中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的硫醇-双键光固化led有机硅封装胶，其特征在于，所述填料为苯基乙烯基硅树脂，其重均分子量为500-200000，乙烯基含量为0.1％-3％，苯基含量0.1％-5％。8.根据权利要求1所述的硫醇-双键光固化led有机硅封装胶，其特征在于，所述助剂为增粘剂、流平剂、消泡剂或润湿分散剂中的一种或多种。9.根据权利要求1所述的硫醇-双键光固化led有机硅封装胶，其特征在于，所述硫醇-双键光固化为硫醇-双键点击化学反应。10.一种硫醇-双键光固化led有机硅封装胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求1至9中任一权利要求所述的多硫醇、苯基乙烯基聚硅氧烷、引发剂、填料、助剂按质量比混合，在20-60℃下高速搅拌30-150分钟，得到用于led硫醇-双键光固化有机硅封装胶。

技术总结

本发明涉及一种硫醇-双键光固化LED有机硅封装胶及其制备方法，用于LED硫醇-双键光固化有机硅封装胶，由多硫醇、乙烯基聚硅氧烷、引发剂、紫外吸收剂、填料及助剂原料制备得到。本技术方案用于LED硫醇-双键光固化有机硅封装胶在光引发剂的存在下，在聚合成型时，双键和巯基之间的链转移反应使得聚合物体积收缩减小，具有无氧阻聚，高折射率和无金属催化剂等优点。本技术方案通过LED有机硅封装胶中引入硫醇-双键点击化学反应，提高LED封装材料的折光率，避免金属催化剂中毒现象。避免金属催化剂中毒现象。