一種led封裝膠用增粘劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及LED封裝膠技術領域，尤其涉及一種LED封裝膠用增粘劑及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 有機硅LED (發光二極管）封裝材料由于具有高折射率、高透光率、耐冷熱沖擊的 特點，能夠很好地解決傳統環氧樹脂封裝材料存在的諸多技術問題，近年隨著高效節能、綠 色環保的LED照明技術的發展而獲得快速的發展，其應用越來越廣泛。加成型液體硅橡膠 將含乙烯基的硅氧烷與含氫硅氧烷通過硅氫加成反應進行固化成型，得到有機硅LED封裝 材料，具有硫化過程中無副產物、收縮率低以及能深層次固化等優點，在電子元器件、功率 電路模塊、大型集成電路板、LED等領域得到快速發展。然而，加成型硅橡膠由于分子本身 呈非極性，在作為封裝材料使用時，粘接性很差。考慮到實際應用過程中粘接基材的多樣性 及對粘接性要求的不斷提尚，相應的增粘劑及具有粘接性的加成型液體娃I父新品種的開發 一直是這個領域的研宄熱點。
[0003] 目前，提高硅橡膠粘接性的方法主要有三種：一是采用底涂劑對基材表面進行處 理，該法增加了生產工序和生產時間，降低了生產效率，同時底涂劑多使用易燃溶劑，造成 了運輸危險以及環境污染；二是通過改變基膠分子結構增強粘接性，但此法由于實際生產 過程比較復雜，成本相對較高，目前尚未工業化；三是通過添加增粘劑來提高粘接性，這種 方法操作方便易行，但常常存在增粘劑與基膠相容性差，催化劑易中毒等問題。所以與基膠 體系相容性好，用量少，能顯著提高增粘性能的增粘劑成為研宄熱點。
[0004] 合適的增粘劑要求與加成型硅膠的主要成分相容性好，且不影響硅膠固化工藝和 固化后的各項物理機械性能、電性能和光學性能。目前，增粘劑的制備方法主要以合成為 主，在增粘劑的結構中引入各種具有粘接性的基團和元素如環氧基、丙烯酰氧基、酯基、異 氰酸酯基、烷氧基、硅氫基、雜氮硅三環衍生物、乙烯基、B、N、S、P元素等，將具有這些基團的 硅烷或硅氧烷縮合成低聚物作為增粘劑。中國發明專利申請CN 103739848 A公布了一種 硼酸酯改性有機硅增粘劑的制備方法，該制備方法先合成硅氧烷低聚物，然后將硅氧烷低 聚物與硼酸衍生物進行反應得到增粘劑。該制備方法復雜，在目前追求低成本的趨勢下，不 具備一定的經濟效益。中國發明專利申請CN 102775611 A公布了一種增粘劑的制備方法， 該方法采用有機錫催化羥基硅油與KH-560和KH-570得到增粘劑。但該增粘劑用于LED有 機硅封裝膠時，有機錫可能使得Pt催化劑中毒。作為LED有機硅封裝膠的增粘劑，不僅需 要硅膠與基材有較好的粘接性，不易使得Pt催化劑中毒，同時還需要制備方法簡單易行， 具備經濟價值。
【發明內容】
[0005] 本發明提供一種LED封裝膠用增粘劑及其制備方法，該增粘劑與有機硅LED封裝 材料具有良好的相容性，添加到有機硅LED封裝材料中可顯著提高固化后有機硅LED封裝 材料與多種基材的粘接性能，該增粘劑的制備過程不產生氯化氫等不易回收處理的副產 物，操作簡單，原料易得，成本低。
[0006] 根據本發明的第一方面，本發明提供一種LED封裝膠用增粘劑，該增粘劑是二苯 基硅二醇、帶環氧基的硅氧烷、帶丙烯酰氧基的硅氧烷在堿催化作用下，進行非水解縮合反 應，然后在真空條件下進一步縮合反應，得到的淡黃色或無色的增粘劑。
[0007] 作為本發明的優選方案，上述帶環氧基的硅氧烷選自γ -縮水甘油醚氧丙基三甲 氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β _(3,4-環氧環己基）乙基三甲氧基硅烷 和β-(3,4-環氧環己基）乙基三乙氧基硅烷中的至少一種。
[0008] 作為本發明的優選方案，上述帶丙烯酰氧基的硅氧烷選自γ-甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的至少一種。
[0009] 作為本發明的優選方案，上述堿選自KOH、NaOH、LiOH和Ba (OH) 2 · 2Η20中的至少 一種，更優選 Ba (OH)2 · 2Η20。
[0010] 根據本發明的第二方面，本發明提供一種制備LED封裝膠用增粘劑的方法，該方 法包括如下步驟：
[0011] 將二苯基硅二醇、帶環氧基的硅氧烷、帶丙烯酰氧基的硅氧烷加入到反應器中，加 入堿作催化劑，在加熱條件下進行非水解縮合反應，然后在真空條件下進一步縮合反應，真 空度的控制以料液不起泡沫為宜；停止真空，降溫，出料，離心除去催化劑堿，得到淡黃色或 無色的增粘劑。
[0012] 作為本發明的優選方案，上述方法包括如下步驟：
[0013] 將200~250重量份的二苯基硅二醇、100~130重量份的帶環氧基的硅氧烷、 100~120重量份的帶丙烯酰氧基的硅氧烷加入到反應器中，再加入0. 5~2重量份的堿作 催化劑，升溫到60~KKTC進行非水解縮合反應，反應2~5h后，在真空條件下進一步縮合 反應0. 5~2h，真空度的控制以料液不起泡沫為宜；停止真空，降溫，出料，離心除去催化劑 堿，得到淡黃色或無色的增粘劑。
[0014] 作為本發明的優選方案，上述帶環氧基的硅氧烷選自γ -縮水甘油醚氧丙基三甲 氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-環氧環己基）乙基三甲氧基硅烷 和β-(3,4-環氧環己基）乙基三乙氧基硅烷中的至少一種。
[0015] 作為本發明的優選方案，上述帶丙烯酰氧基的硅氧烷選自γ-甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的至少一種。
[0016] 作為本發明的優選方案，上述堿選自Κ0Η、NaOH、LiOH和Ba(OH)2 · 2Η20中的至少 一種，優選8&(0!1)2.2!120。
[0017] 作為本發明的優選方案，上述堿用量為1~1. 5重量份。
[0018] 作為本發明的優選方案，上述非水解縮合反應的溫度為70~80°C。
[0019] 作為本發明的優選方案，上述非水解縮合反應的時間為2~3h。
[0020] 本發明相對于現有技術具有如下優點：本發明的增粘劑添加到有機硅LED封裝材 料中可顯著提高固化后有機硅LED封裝材料與PPA、銀、鋁、銅和不銹鋼多種基材的粘接性 能；與有機硅LED封裝材料具有良好的相容性，在雙組份加成型硅樹脂中使用時互溶性非 常好，不出現變色現象，無任何異味；本發明制備該增粘劑的方法原料易得、反應條件溫和、 工藝簡單、可操作性強，易于工業化生產。
【具體實施方式】
[0021] 下面通過【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0022] 本發明的發明人通過將二苯基硅二醇、帶環氧基的硅氧烷、帶丙烯酰氧基的硅氧 烷加入到反應器中，加入堿作催化劑，在加熱條件下進行非水解縮合反應，然后在真空條件 下進一步縮合反應，真空度的控制以料液不起泡沫為宜；停止真空，降溫，出料，離心除去催 化劑堿，得到淡黃色或無色的增粘劑。
[0023] 本發明人出人意料地發現，使用通過上述方法制備得到的LED封裝膠用增粘劑作 為封裝膠的成分，能夠使得封裝膠對PPA、銀、鋁、銅和不銹鋼多種基材的粘合能力提高5倍 以上，大大出乎本領域技術人員的意料。
[0024] 在本發明的上述方案的基礎上，本發明的發明人對反應中的原料用量、反應溫度 和反應時間進行了進一步優化，得到一種優選的技術方案。通過該優選的技術方案所制得 的增粘劑作為LED封裝膠的成分，能夠出人意料地提高封裝膠對PPA、銀、鋁、銅和不銹鋼多 種基材的粘合能力，并且同時具備高透光率的優點。
[0025] 該優選的技術方案如下：
[0026] 將200~250重量份的二苯基硅二醇、100~130重量份的帶環氧基的硅氧烷、 100~120重量份的帶丙烯酰氧基的硅氧烷加入到反應器中，再加入0. 5~2重量份的堿作 催化劑，升溫到60~KKTC進行非水解縮合反應，反應2~5h后，在真空條件下進一步縮合 反應0. 5~2h，真空度的控制以料液不起泡沫為宜；停止真空，降溫，出料，離心除去催化劑 堿，得到淡黃色或無色的增粘劑。
[0027] 在本發明的某些實施例中，上述帶環氧基的硅氧烷選自γ -縮水甘油醚氧丙基三 甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β -(3,4-環氧環己基）乙基三甲氧基硅 烷和β-(3,4-環氧環己基）乙基三乙氧基硅烷中的至少一種，也就是說可以單獨使用其中 一種，也可以混合使用兩種或兩種以上，并且本發明對于混合使用的混合比例沒有限制。典 型但非限定性的混合使用的例子比如：γ -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ -縮水甘 油醚氧丙基三乙氧基硅烷的混合，γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和β-(3,4-環氧環 己基）乙基三甲氧基硅烷的混合，γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和β-(3,4-環氧環 己基）乙基三乙氧基硅烷的混合，γ -縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷和β -(3,4-環氧環 己基）乙基三甲氧基硅烷的混合，γ-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷和β-(3,4-環氧環 己基）乙基三乙氧基硅烷的混合，β-(3,4-環氧環己基）乙基三甲氧基硅烷和β-(3,4-環 氧環己基）乙基三乙氧基硅烷的混合，γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油 醚氧丙基三乙氧基硅烷和β-(3,4-環氧環己基）乙基三甲氧基硅烷的混合，γ-縮水甘油 醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-環氧環己基）乙基三甲氧基硅烷和β-(3,4-環氧環己 基）乙基三乙氧基硅烷的混合。
[0028] 在本發明的某些實施例中，上述帶丙烯酰氧基的硅氧烷選自γ-甲基丙烯酰氧基 丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的至少一種，也就是說可以 單獨使用其中一種，也可以混合使用兩種或兩種以上，并且本發明對于混合使用的混合比 例沒有限制。
[0029] 在本發明的某些實施例中，上述堿選自KOH、NaOH、LiOH和Ba (OH) 2 · 2Η20中的至 少一種，也就是說可以單獨使用其中一種，也可以混合使用兩種或兩種以上，并且本發明對 于混合使用的混合比例沒有限制。典型但非限定性的混合使用的例子比如：KOH和NaOH 的混合，KOH和LiOH的混合，KOH和Ba (OH) 2 · 2H20的混合，NaOH和LiOH的混合，NaOH和 Ba (OH) 2 · 2H20 的混合，LiOH 和 Ba (OH) 2 · 2H20 的混合，KOH、NaOH 和 LiOH 的混合，KOH、LiOH 和 Ba(OH)2 · 2H20 的混合，NaOH、LiOH 和 Ba(OH)2 · 2H20 的混合。優選 Ba(OH)2 · 2H20。
[0030] 上述優選的技術方案中，原料用量、反應溫度和反應時間都是進一步