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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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%。     

高折射率苯基乙烯基透明硅树脂的制备与固化性能

以烷氧基硅烷为主要原料,在盐酸催化下通过共水解-升温分水缩聚法合成了高折射率苯基乙烯基透明硅树脂,考察了不同因素对合成的影响;研究了硅氢加成固化产物的耐热性能和光学性能。结果表明:以盐酸溶液为催化剂条件温和,工艺简单;当Ph2Si/PhSi(摩尔比)>3时,DPDS的增加对产物折射率的贡献不大;PDMS加入量少时,体系呈现轻微的浑浊状态;且随着苯基含量的增大,折射率线性增大;合适的加水量和水解温度才能保证合成产物的透明性;盐酸的质量分数为1.25%,水解时间为6h时,能有效降低体系的分水时间,优化合成工艺。固化产物在490℃时热失重为10%,具有良好的耐热性能;n2D5>1.5;透光率>95%(400～800nm,2mm),满足功率型LED封装材料的使用要求。     

可用于LED封装的有机硅树脂的制备与表征

以有机硅环四硅氧烷单体和封端剂为原料,通过开环聚合的方法合成了含乙烯基和含氢的硅油。改变原料的投料比,可得到具有不同分子结构的硅油。以正硅酸乙酯和含乙烯基封端剂为原料,改变原料的摩尔比,得到具有不同分子量的MQ硅树脂。采用红外和核磁的方法对不同硅油和硅树脂的化学结构进行表征,并用黏度计和凝胶渗透色谱对样品的黏度和分子量进行测试。将不同组分的硅油和硅树脂混合,通过硅氢加成反应而固化,得到的硅树脂在400nm以上具有较好的透光率(>90%),可用于大功率LED的封装。     

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。     

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%。     

LED封装用乙烯基硅油的制备与固化性能

以环四单体和封端剂为原料,通过开环聚合的方法合成制备了具有不同分子结构的乙烯基硅油,并与含氢硅油通过硅氢加成反应得到了一系列硅橡胶,研究了其力学性能和透光性能。结果表明,封端剂和环四单体的含量与种类对乙烯基硅油的黏度有较大影响,组分配比相同时,含乙烯基的封端剂与环体均生成黏度较小的硅油。端基含乙烯基而分子链内不含乙烯基的硅油与含氢硅油固化后的力学性能最好,且黏度越大,力学性能越好。硅油固化后的样条在光波波长大于400nm时透光率大于90%,可望用于大功率LED的封装。     

不同交联剂体系对加成型硅橡胶性能的影响

以3种不同分子结构的含氢硅氧烷组成加成型硅橡胶的交联剂体系,采用苯基乙烯基硅树脂为基础胶制备加成型硅橡胶,实验系统考察了几种不同交联剂体系对硅橡胶硫化过程及其光学、力学和热学性能的影响。结果表明,支链型含氢硅油和甲基苯基含氢硅树脂混合的交联剂体系是加成型硅橡胶的较佳交联剂。     

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。     

含氢苯基硅树脂的制备及其在涂层中的应用

在固体酸催化下,以苯基三乙氧基硅烷(PTES)、二甲基二乙氧基硅烷(DMES)、四甲基环四硅氧烷(D_4~H)、八甲基环四硅氧烷(D4)、六甲基二硅氧烷(MM)和四甲基二硅氧烷(D_2~H)为主要原料,通过水解缩聚法合成了一系列Si—H键、D链节含量分别不同的含氢苯基硅树脂HPSR。用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(~1 H NMR)对其进行了结构表征。将所制的HPSR与乙烯基硅橡胶VPS以n(Si—H)∶n(Vi)=1.2∶1.3的摩尔比混合,并加入剂量的络合铂催化剂、铂抑制剂,以及占总质量10%的白炭黑和钛白粉,在160℃下固化10~15min即制得透明的耐高温硅橡胶涂层,并对其耐热性和力学性能进行研究。结果表明,当HPSR分子中Si—H键含量为5mmol/g,MD∶MR=10%时,对应制备的涂层耐热性、柔韧性以及力学性能最佳。     

铂催化剂对液体硅橡胶性能的影响研究

以乙烯基MQ硅树脂、含氢硅油、氯铂酸-异丙醇和炔基环己醇为原料,制备高强度、高透紫外线硅橡胶,研究了催化剂用量对硅橡胶固化过程、力学性能和光学性能的影响。研究表明:催化剂用量的增加可提高反应速率;催化剂用量在0.2%~1%(wt,质量分数,下同)之间增加时,力学性能得到显著提高;超过1%时,力学性能提高的不明显。随着催化剂用量的增加,紫外透过率会下降,比如在350nm波长时,催化剂用量从0.2%增加到1.2%,紫外透过率会从93.2%下降到89%。     

加成型高折射纳米ZrO_2/有机硅杂化涂层的制备和性能研究

以甲基乙烯基二甲氧基硅烷(MVDMS)、二苯基二甲氧基硅烷(DPS)和正丁醇锆为原料,异丙醇为反应介质,采用溶胶-凝胶法制得纳米ZrO_2/乙烯基有机硅杂化树脂。然后在铂催化剂作用下,由乙烯基杂化树脂与苯基含氢硅油通过加成缩合,制得加成型纳米ZrO_2/有机硅杂化涂层。研究了ZrO_2摩尔分数对涂层的光学性能和热稳定性能的影响。结果表明,所有涂层在可见光区的透过率均在99%以上;涂层的折射率随ZrO_2摩尔分数的变化在1.583~1.628内连续可调;涂层的热稳定性随着ZrO_2摩尔分数的增加而降低。树脂的TEM显示ZrO_2粒子均匀分散于杂化树脂中,粒径15nm,无团聚现象。另外,LED灯具的封装结果显示,以ZrO_2摩尔分数为30%的杂化树脂封装的LED出光效率可达125.1%。     

苯乙烯型环硅氧烷交联PP的研究

含氢环硅氧烷与不饱和的1-辛烯在铂催化剂下发生硅氢加成反应,然后继续与二乙烯基苯发生硅氢加成反应,得到相应的含乙烯基苯基的环硅氧烷.利用HAAKE流变仪研究了此产品在PP加工过程中的交联作用,以1‰(wt)的DCP作为引发剂,当合成的有机硅交联剂的添加量达到2.5%时,PP具有一定的交联效果.     

疏水型气相二氧化硅在高透明液态硅橡胶中的应用研究

以端基乙烯基聚二甲基硅氧烷为基胶，添加聚甲基氢硅氧烷、液态乙烯基硅树脂、疏水型气相二氧化硅、高质量分数含氢硅油、抑制剂及催化剂等主要原料，制备一种高透明液态硅橡胶。探究了气相二氧化硅处理类型、比表值、添加量对高透明液体硅橡胶黏度、透光率、拉伸强度、断裂伸长率、硬度等性能影响。结果表明：以硅氮烷处理的气相二氧化硅HB-630为补强填料添加60%时制备的高透明液体硅橡胶，透光率95%,拉神强度8.18MPa,邵氏硬度56A,综合性能较优。     

有机酸催化合成MQ硅树脂的研究

以浓硫酸和对甲苯磺酸为催化剂,正硅酸乙酯和封端剂为原料,通过水解缩合反应制备了含甲基和乙烯基的MQ硅树脂。考察了原料配比、水解反应时间和温度、水的用量等因素对硅树脂的产率与分子量的影响。结果表明,对甲苯磺酸与浓硫酸的催化效果类似,均能得到性能较稳定的MQ硅树脂。原料的配比、水解反应时间和温度、水的用量等因素对MQ硅树脂的产率和分子量及其分布有一定的影响。通过改变封端剂的种类和含量,可得到乙烯基含量不同的MQ硅树脂。     

高折射钛杂化苯基硅树脂制备及固化物性能研究

以苯基三甲氧基硅烷、二官能度硅氧烷、钛酸四丁酯(TBT)为原料,制备出一种高折射钛杂化苯基硅树脂(PPT),研究了TBT含量对硅树脂固化物性能的影响。研究结果表明:TBT含量增加,杂化硅树脂折射率增加,TBT含量为25%(wt,质量分数,下同)时,折射率可达1.686;TBT的引入对钛杂化硅树脂固化物电学性能与固化膜表面性能有一定影响,增加TBT含量,固化物介电常数增大,接触角减小;固化膜具有较好透过率,均大于76%;固化物具有良好的耐热性能,TBT含量为15%时,N2氛围800℃失重率可达82.9%。