功能型LED苯基硅橡胶封装材料的研制及其性能

有机硅是继环氧树脂后成为另一种新型环保封装材料,其中加成型液体硅橡胶(LSR)是硅橡胶中档次较高的一类品种。采用氢化硅烷化法,选用苯基乙烯基硅树脂和苯基含氢硅树脂为主要聚合物,按一定比例在铂系催化剂作用下高温固化合成了一种功能型LED封装用双组分有机硅封装材料。通过研究各组分对其力学性能的影响,当n(Si—H)/n(Si—Vi)=1.3、w(增粘剂)=1%~2wt%及w(铂催化剂)=0.15wt%时,该苯基硅橡胶料的综合力学性能达到最佳。最佳工艺条件下制备的硅橡胶在大于400nm波长时,硅硅橡胶的透光率保持在94%以上。而且硅橡胶热失重5%的温度为456℃,热失重25%为700℃,热稳定性远远高于其他封装材料。     

功能型LED CeO_2/苯基硅橡胶封装材料

采用表面覆盖改性技术,利用硬脂酸改性纳米CeO_2,将改性后的纳米m-CeO_2与苯基含氢硅树脂(PH)通过化学接枝制得m-CeO_2-PH接枝物,通过氢化硅烷化法,以接枝物为交联剂,在铂催化剂作用下制备了一种发光二极管(LED)封装用透明m-CeO_2/苯基硅橡胶材料。结果表明:经硬脂酸改性后m-CeO_2表面产生硬脂酸盐,增加了界面的相容性,提高了纳米CeO_2在聚合物中的分散。通过化学方法将m-CeO_2接枝到PH体系中,与苯基乙烯基硅树脂(PV)按化学计量比在催化剂作用下高温固化合成了一种功能型m-CeO_2/苯基硅橡胶材料。研究表明:当m-CeO_2质量分数为0.02%时,m-CeO_2/苯基硅橡胶材料的透光率仍可达到85%以上。同时,耐紫外老化性能和力学性能有明显提高。苯基硅橡胶材料中引入质量分数为0.02%的m-CeO_2,当分解温度到达600℃时,m-CeO_2/苯基硅橡胶材料的热失重比例比纯苯基硅橡胶减少了8%,m-CeO_2/苯基硅橡胶材料的放热量明显低于纯苯基硅橡胶,这对于封装有很大优越性。     

加成型硅橡胶耐漏电起痕性能的影响因素探讨

研究了不含ATH的硅橡胶体系中,交联密度、硅氢与乙烯基比例(Si-H/Vi)对加成型硅橡胶耐漏电起痕性能的影响。研究结果表明:保持Si-H/Vi(摩尔比)在2~3之间时,采用VMQ硅树脂提高体系的乙烯基含量,调节硅橡胶交联密度,可使加成型硅橡胶同时具有良好的机械性能和耐漏电起痕性能。     

加成型液体硅橡胶的流动性及结构性能的研究

采用两种二氧化硅粒子填充α,ω-双乙烯基聚二甲基硅氧烷,以含氢聚硅氧烷作为交联剂,在铂催化剂作用下固化得到了加成型液体硅橡胶材料,对其流动性和力学性能进行了研究。结果发现,液体硅橡胶的粘度随着双乙烯基聚二甲基硅氧烷分子量增大而逐渐增加,在超过临界分子量时粘度迅速升高,液体硅橡胶的力学强度在分子量28000~35000时出现极大值。随着动态扫描频率的升高,液体硅橡胶的动态粘度减小,储能模量和损耗模量增加。疏水气相法二氧化硅对聚二甲基硅氧烷的增稠效应大于沉淀法二氧化硅,粘度对温度的敏感性要小,在硅橡胶中的分散较为均匀、补强效果优于沉淀法二氧化硅,但可填充体积分数小。含氢硅油交联剂的含氢量在0.4%~0.8%,A 值(Si-H/Si-CH=CH 2比)接近1.1时,液体硅橡胶的力学性能较优。     

高折射率苯基硅树脂固化性能的研究

通过烷氧基硅烷共水解-缩合合成一系列不同乙烯基含量、苯基基团含量的乙烯基硅树脂及含氢硅树脂,并考察了铂催化剂对固化时间的影响,同时研究了乙烯基含量、含氢量与乙烯基摩尔比、苯基基团含量对硅树脂产品硬度的变化趋势。结果表明:增加铂催化剂含量可显著缩短固化时间;乙烯基含量、含氢量与乙烯基摩尔比对固化产物的硬度影响较大,乙烯基含量越高固化后硬度越大,随含氢量与乙烯基摩尔比的增大,产品的硬度先增大后减小;采用同一含氢硅树脂时,产品硬度随着苯基基团含量的增大显著提高。以期为LED封装胶的固化提供技术指导,对LED封装、有机硅树脂的应用具有重要的实践意义。     

LED封装用有机硅树脂的合成

采用水解-缩聚法,以苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷为原料,以乙烯基双封头(VV)为封端剂,以盐酸为催化剂,合成了具有高折射率的苯基乙烯基硅树脂,利用FT-IR、核磁共振、热重分析等对产物进行表征。研究了苯基含量对产物折射率的影响,将制得的苯基乙烯基硅树脂与苯基含氢硅树脂按一定比例硫化成型,制得适用于LED封装的有机硅树脂。研究结果表明:苯基用量为40.5%(摩尔百分数)时,制得的苯基乙烯基硅树脂的折射率为1.5370,热稳定性良好,固化后产物的性能最佳,透光率大于90%,符合LED封装要求。     

纳米金属氧化物对苯基硅橡胶耐热性能的影响

以甲基苯基乙烯基硅油为基体、甲基苯基含氢硅油为交联剂、经硅烷偶联剂处理的Al2O3、纳米CeO2和纳米Fe2O3为填料制备耐高温硅橡胶,研究纳米CeO2、纳米Fe2O3对苯基硅橡胶耐热性能的影响。结果表明:纳米CeO2或纳米Fe2O3均可提高苯基硅橡胶的耐热空气老化性能和热稳定性能,加入8份纳米CeO2或6份纳米Fe2O3的苯基硅橡胶的耐热老化性能显著提高;添加了8份纳米CeO2或8份纳米Fe2O3的苯基硅橡胶起始分解温度较氧化铝填充样分别提高了103℃和80℃。     

LED封装用有机硅树脂材料的制备及性能

制备了乙烯基苯基硅油、含氢硅树脂及乙烯基硅树脂,在铂催化剂的作用下,乙烯基苯基硅油、含氢硅树脂及乙烯基硅树脂按照一定比例混合后于150℃固化1h制得封装用有机硅树脂材料,并对硅树脂材料进行了红外光谱、光透过率、折射率、表观粘性、高低温稳定性及耐热性能表征。结果表明,固化制得的硅树脂材料具有高折光率(>1.54)、高透光率、良好的耐热性及热冲击稳定性,可用于LED封装材料。     

聚二甲基硅氧烷/苯基MDQ硅树脂弹性体的制备与性能

以正硅酸乙酯(TEOS)、六甲基二硅氧烷(MM)和二苯基二甲氧基硅烷(DMDPS)为原料合成苯基MDQ硅树脂,然后与聚二甲基硅氧烷硅氧烷、催化剂和交联剂制备得到聚二甲基硅氧烷/苯基MDQ硅树脂弹性体,并研究了催化剂种类和用量、交联剂用量和苯基MDQ硅树脂含量对弹性体性能的影响。结果表明:表干时间随催化剂用量的增加而缩短,拉伸强度和断裂伸长率均随交联剂用量与苯基MDQ硅树脂用量的增加呈先增大后减小的趋势,硬度则随苯基MDQ硅树脂用量的增加而增大。当以螯合型钛酸酯/二月桂酸二丁基锡复合体系为催化剂,用量为0.8%~1.0%,交联剂TEOS用量为6%~8%,苯基MDQ硅树脂用量为30%条件下,制备得到综合性能优良的弹性体,其表干时间为10min、拉伸强度为2.28MPa、断裂伸长率为579%、透光率90%。抽提实验结果显示,苯基MDQ硅树脂与PDMS网络之间发生了化学和物理结合。     

低黏度多乙烯基苯基硅油的制备及性能研究

以甲基苯基环硅氧烷和甲基乙烯基环四硅氧烷为原料,二乙烯基四甲基二硅氧烷为封端剂,在四甲基氢氧化铵催化下,采用阴离子开环聚合法,制得多乙烯基苯基硅油。考察封端剂用量、催化剂用量、反应温度和时间对聚合物黏度、折光率和转化率的影响,用作硅橡胶交联剂时,乙烯基含量对硅橡胶耐热氧化性及力学性能的影响;结果表明:封端剂用量2%、催化剂用量1.25%时,100℃下反应4h制得的多乙烯基苯基乙烯硅油具有黏度低、折光率高、耐热性好等特点,与含氢硅油固化后的力学性能更好,可以满足LED封装的不同设计要求。     

加成型硅橡胶的制备及性能

合成了不同乙烯基含量的MQ树脂，探讨了不同因素（乙烯基硅橡胶分子量，含氢硅油种类，SiH/CH=CH2比例，填料种类）对于加成型有机硅橡胶物理力学性能的影响，当乙烯基硅橡胶的分子量在65万时，所制得的硫化胶拉伸强度远远大于分子量为10万的硫化胶，MQ树脂具有较好的增强效果，当MQ树脂乙烯基含量为2．87％，其拉伸强度达到了6．30MTa，但与SiO2增强的硫化胶相比，其撕裂强度较差，聚硅氧烷分子量越大，制得的硫化硅橡胶物理力学性能愈好，交联剂中的硅氢和生胶中的乙烯基比值1：3较好，它既能保证交联完全，又不致产生气泡。     

含硼多乙烯基有机硅树脂的制备及耐热性能研究

以二苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和4-联苯硼酸为原料,采用水解-缩合的方法制备不同硼含量的苯基乙烯基杂化硅树脂预聚体(BSiR),并与含氢硅油交联剂在铂催化剂作用下硅氢加成固化得到新型的耐高温有机硅材料-聚硼硅氧烷(PBS)。采用红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色谱、热重分析等方法对杂化硅树脂预聚体和固化物进行表征,考察了反应时间、反应温度、组分比例等因素对合成的影响。结果表明,反应温度75℃,反应时间6 h,合成硅树脂的重均相对分子质量Mw为80 246 g/mol,数均相对分子质量Mn为99 437 g/mol,分布宽度D值为1.24。以该硅树脂预聚体为基料制备的固化物在500℃下失重仅5%。     

高强度耐热性加成型高温硫化硅橡胶的研究

本文讨论了多苯(基)苯基乙烯基硅油对加成型高温硫化硅橡胶物理机械性能及其耐空气老化性能的影响。     

双二四体系固体硅橡胶不同发泡工艺比较

对以交联剂过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)和发泡剂偶氮二异丁腈的发泡体系,研究了2种不同发泡工艺——热空气自由发泡和模压发泡——对固体硅橡胶的影响,对制备成功的固体发泡硅橡胶进行了结构和性能的表征和测试。研究结果表明,成功制备了双二四体系下的2种不同发泡工艺的固体发泡硅橡胶材料,测定了交联和发泡的匹配温度为120℃;力学性能和抗老化性能会随着交联剂和发泡剂含量的增加而提升,确定了交联剂和发泡剂的最佳质量比为1.2/3.0。     

四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶的合成及性能研究

以羟基封端多乙烯基硅油,四苯基环戊二烯酮,α-氯萘为原料,通过Diels-Alder反应制得了一种具有稠环结构的四苯基苯基多乙烯基硅油。并对四苯基苯基多乙烯基硅油进行了表征;并分别以四苯基苯基多乙烯基硅油、含氢硅油,乙烯基硅油为原料,通过硅氢加成反应室温硫化制备了四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶,并对四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶的热性能、拉伸强度、剪切强度的性能进行了测试。结果表明:在四苯基苯基多乙烯基硅油添加量为4%(wt,质量分数)条件下,四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶初始分解温度为449.06℃,拉伸强度为1.42MPa,剪切强度为0.84MPa,热稳定性能和力学性能得到提高。     

乙烯基MQ硅树脂补强液体硅橡胶的力学性能

液体硅橡胶内聚能密度小、力学强度低,是限制其应用的主要障碍。文中通过正硅酸酯法,合成了一种相对分子质量及乙烯基含量可控的MQ硅树脂,并研究了其对液体硅橡胶的补强作用。研究结果表明,与传统白炭黑补强液体硅橡胶相比,乙烯基MQ硅树脂补强液体硅橡胶的力学性能更优异。当乙烯基MQ硅树脂质量分数达到15%时,液体硅橡胶的拉伸强度达到7.2 MPa,撕裂强度达到44.7 kN/m,断裂伸长率达到453%,Shore A硬度达到53。特别地,乙烯基MQ硅树脂与液体硅橡胶的相容性良好,乙烯基MQ硅树脂补强液体硅橡胶的透光率大于80%,完全符合LED封装对液体硅橡胶力学性能和透光率的要求。     

含氢硅油交联RTV硅橡胶的形态与性能

研究了两种不同氢基含量的含氢硅油对室温硫化硅橡胶力学性能、电学性能以及硫化时间的影响。结果表明,低含氢量的含氢硅油比高含氢量硅油显示出了更好的交联效果,且当其添加量为基础胶料质量的4%时,硫化硅橡胶显示出最好的综合性能。     

LED封装用含氢硅油交联剂的制备及应用

通过阳离子开环聚合制备了不同规格的含氢硅油,借助FT-IR、1 H-NMR和GPC对产物的结构和分子量分布进行了表征。确定了制备含氢硅油的最优工艺条件为:聚合温度65℃,聚合时间4h。将合成的含氢硅油交联剂与乙烯基MQ硅树脂进行混合,在氯铂酸催化下固化得到封装材料,对其进行性能测试。结果表明:含氢硅油的最佳应用条件为:含氢量0.75%,粘度118~224mPa·s,nSi-H/nSi-Vi=1.3~1.5。按此条件制成的封装材料邵氏A硬度为62~66度、拉伸强度达4.94~5.45MPa、断裂伸长率231%、透光率高于90%。     

含氢硅油交联PTV硅橡胶的形态与性能

研究了两种不同氢基含量的含氢硅油对室温硫化硅橡胶力学性能、电学性能以及硫化时间的影响.结果表明,低含氢量的含氢硅油比高含氢量硅油显示出了更好的交联效果,且当其添加量为基础胶料质量的4%时,硫化硅橡胶显示出最好的综合性能.     

苯基硅橡胶泡沫的制备及阻尼性能

本工作采用化学发泡法制备了苯基硅橡胶泡沫材料,探究了苯基硅橡胶硫化发泡过程的动力学,研究了苯基硅橡胶体系在引入泡沫结构后的阻尼性能。结果表明,通过调整硫化加工温度和发泡剂用量,可以制备不同密度、泡孔尺寸的苯基硅橡胶泡沫材料,泡沫材料的阻尼性能明显优于实心胶,其中,孔径约为100μm密度ρ为0.74 g/cm~3的苯基硅橡胶泡沫的有效阻尼温域比实心胶提高了47℃,阻尼峰值提高了14%。