本發明涉及密封材料領域,具體涉及一種量子點用uv固化環氧改性有機硅組合物。
背景技術:
將量子點顯示材料和led相結合,可以提高顯示器的色域,獲得更優的顯示效果。這項新技術已經開始應用于液晶電視、平板電腦和手機等產品中。目前實行該技術通常有兩種方案:1.在lcd和背光模組之間加入一層量子點薄膜;2.用量子點顯示材料代替傳統的熒光粉與led封裝膠混合直接封裝于led芯片上;這兩個方案均通過量子點材料的光轉換性能將藍光led的一部分藍光轉化為紅光和綠光。與傳統的led所發出的白光相比,可以得到更多更純的紅色光和綠色光,因而顯示更加明亮,色彩更豐富,能將顯示器的色域從70%ntsc提高到110%ntsc。
但是量子點進行大規模應用仍存在一個重要的瓶頸,就是其壽命問題。量子點材料熱穩定性差,高溫環境下很容易受環境中的水汽和氧氣影響導致配體脫落而發生性能衰減,因此必須對量子點材料做密封保護,盡量隔絕水汽和氧氣以延長量子點材料的壽命。
量子點密封膠的組成是將量子點材料與密封膠混合,其中密封膠作為量子點材料的載體,直接包裹和接觸量子點,其隔水隔氧性能對于量子點材料的發光性能和壽命至關重要。另外,由于部分顯示屏使用環境惡劣,密封膠熱穩定性及紫外穩定性要求也非常高。目前關于量子點密封膠鮮有專門的報導,一般密封膠也難以同時滿足量子點對粘結強度、隔水隔氧性能、熱穩定性能的需要。
技術實現要素:
本發明的目的是針對現有技術的不足,提供一種量子點用uv固化環氧改性有機硅組合物,解決現有uv固化密封膠粘結強度弱,隔水隔氧性能差,熱穩定性差的問題。
本發明為實現上述目的所采用的技術方案是:
一種量子點用uv固化環氧改性有機硅組合物,其由各組份按如下重量份數混合制得:
所述環氧改性甲基苯基硅樹脂的通式為:(r13sio0.5)a(r12sio)b(r1sio1.5)c,式中,r1為甲基,苯基和γ-縮水甘油醚氧丙基或β-3,4-環氧環己基乙基,a,b,c為大于0的整數。
所述環氧改性甲基苯基硅油結構式為:
式中:x為1-200的整數,y為1-200的整數,0.3<x/(x+y+2)<0.6;
r為:
所述脂環族環氧樹脂為3,4-環氧環己基甲基3,4-環氧環己基甲酸酯、3,4-環氧環己基甲基丙烯酸酯、3,4-環氧環己烷羧酸甲酯、雙(2,3-環氧基環戊基)醚、2,3-環氧基環戊基環戊基醚、二環戊二烯二環氧化合物、1,2-環氧-4-乙烯基環己烷和雙(7-氧雜雙環[4.1.0]3-庚甲基)己二酸酯中的一種或多種。
所述稀釋劑為1,4-丁二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、間苯二酚二縮水甘油醚、n,n,n’,n’-四環氧丙基-4,4’-二氨基二苯甲烷、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚和1,3,5-三縮水甘油-s-三嗪三酮中的一種或多種。
所述光引發劑為陽離子光引發劑。
優選如下結構式中的一種或多種:
所述甲基苯基羥基硅油通式為(home2sio0.5)2(ph2sio)x(me2sio)y,式中,x為1-100的整數,y為1-100的整數,0.3<x/(x+y+2)<0.6。
所述環氧改性甲基苯基硅樹脂的制備方法,包括以下步驟:
(1)在有機溶劑中酸或堿性催化劑的作用下,在20℃~100℃溫度條件下,對硅氧烷單體混合物進行水解反應0.5~10h;所述酸或堿催化劑的用量為硅氧烷單體總量的0.01~5wt%;有機溶劑的用量為硅氧烷單體總質量的0.4~4倍;水解所用的水量為硅氧烷單體總量的3~50wt%;
(2)向步驟(1)反應完畢后的混合物中,加入六甲基二硅氧烷封端劑,在50℃~180℃條件下,進行縮合反應0.5~10h;六甲基二硅氧烷封端劑為硅氧烷單體總量的2~20mol%
(3)將步驟(2)反應完畢后的混合液水洗至中性,并在50~180℃,真空度大于0.06mpa條件下,脫除有機層中的溶劑及低沸物,脫除0.5~6h后得到環氧改性甲基苯基硅樹脂。
所述硅氧烷單體為:二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、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、β-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基硅烷中的多種;其中,苯基單體摩爾含量為20%~70%,環氧基單體摩爾含量為1%~20%。
所述酸性催化劑為鹽酸、硫酸、磷酸、三氟甲磺酸中的一種或多種;所述堿性催化劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、三乙胺、乙醇鈉、乙醇鉀、四甲基氫氧化銨中的一種或多種;所述溶劑為苯、甲苯、二甲苯中的一種或多種。
本發明的有益效果是:uv固化后膠體粘接強度高,熱穩定性優異,隔水隔氧率強,能有效保證量子點的穩定性。同時適用于量子點薄膜的制備及量子點led的制備。
具體實施方式
實施例1:一種量子點用uv固化環氧改性有機硅組合物,其由各組份按如下重量份數混合制得:
所述環氧改性甲基苯基硅樹脂的通式為:(r13sio0.5)a(r12sio)b(r1sio1.5)c,式中,r1為甲基,苯基和γ-縮水甘油醚氧丙基或β-3,4-環氧環己基乙基,a,b,c為大于0的整數。
所述環氧改性甲基苯基硅油結構式為:
式中:x為1-200的整數,y為1-200的整數,0.3<x/(x+y+2)<0.6;
r為:
所述脂環族環氧樹脂為3,4-環氧環己基甲基3,4-環氧環己基甲酸酯、3,4-環氧環己基甲基丙烯酸酯、3,4-環氧環己烷羧酸甲酯、雙(2,3-環氧基環戊基)醚、2,3-環氧基環戊基環戊基醚、二環戊二烯二環氧化合物、1,2-環氧-4-乙烯基環己烷和雙(7-氧雜雙環[4.1.0]3-庚甲基)己二酸酯中的一種或多種。
所述稀釋劑為1,4-丁二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、間苯二酚二縮水甘油醚、n,n,n’,n’-四環氧丙基-4,4’-二氨基二苯甲烷、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚和1,3,5-三縮水甘油-s-三嗪三酮中的一種或多種。
所述光引發劑為陽離子光引發劑。
優選如下結構式中的一種或多種:
所述甲基苯基羥基硅油通式為(home2sio0.5)2(ph2sio)x(me2sio)y,式中,x為1-100的整數,y為1-100的整數,0.3<x/(x+y+2)<0.6。
所述環氧改性甲基苯基硅樹脂的制備方法,包括以下步驟:
(1)在有機溶劑中酸或堿性催化劑的作用下,在20℃~100℃溫度條件下,對硅氧烷單體混合物進行水解反應0.5~10h;所述酸或堿催化劑的用量為硅氧烷單體總量的0.01~5wt%;有機溶劑的用量為硅氧烷單體總質量的0.4~4倍;水解所用的水量為硅氧烷單體總量的3~50wt%;
(2)向步驟(1)反應完畢后的混合物中,加入六甲基二硅氧烷封端劑,在50℃~180℃條件下,進行縮合反應0.5~10h;六甲基二硅氧烷封端劑為硅氧烷單體總量的2~20mol%
(3)將步驟(2)反應完畢后的混合液水洗至中性,并在50~180℃,真空度大于0.06mpa條件下,脫除有機層中的溶劑及低沸物,脫除0.5~6h后得到環氧改性甲基苯基硅樹脂。
所述硅氧烷單體為:二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、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、β-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基硅烷中的多種;其中,苯基單體摩爾含量為20%~70%,環氧基單體摩爾含量為1%~20%。
所述酸性催化劑為鹽酸、硫酸、磷酸、三氟甲磺酸中的一種或多種;所述堿性催化劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、三乙胺、乙醇鈉、乙醇鉀、四甲基氫氧化銨中的一種或多種;所述溶劑為苯、甲苯、二甲苯中的一種或多種。
實施例2:本實施例提供一種量子點用uv固化環氧改性有機硅組合物,其組份與實施例1基本相同,其不同之處在于:一種量子點用uv固化環氧改性有機硅組合物,所得環氧改性有機硅組合物黏度為2000mpas,折射率為1.52,其由各組份按如下重量份數混合制得:
所述環氧改性甲基苯基硅油黏度為5000mpas,折射率為1.52,其r為:
所述脂環族環氧樹脂為3,4-環氧環己基甲基3,4-環氧環己基甲酸酯。
所述稀釋劑為1,4-丁二醇二縮水甘油醚。
所述光引發劑為:
所述甲基苯基羥基硅油黏度為2000mpas,折射率為1.532。
所述環氧改性甲基苯基硅樹脂的制備方法,包括以下步驟:
(1)以甲基烷氧基硅烷、苯基烷氧基硅烷和γ-縮水甘油醚氧丙基烷氧基硅烷為基礎反應單體,并加入有機溶劑和水,在酸性催化劑的作用下進行水解反應;
上述甲基烷氧基硅烷為甲基三甲氧基硅烷,其用量為65.0g(0.477mol),及二甲基二甲氧基硅烷,其用量為32.2g(0.268mol)。上述苯基烷氧基硅烷為苯基三甲氧基硅烷,其用量為182.3g(0.919mol),及二苯基二甲氧基硅烷,其用量為53.6g(0.219mol)。上述γ-縮水甘油醚氧丙基三烷氧基硅烷為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,其用量為25.1g(0.106mol)。上述有機溶劑為甲苯,其加入量為250g,酸為0.5mol/l的稀鹽酸,其加入量為25g,水用量為62.7g,于53℃下水解3h。
(2)加入六甲基二硅氧烷進行縮合封端反應;
上述六甲基二硅氧烷,其用量為48.0g(0.296mol),于95℃縮合5h。
(3)用去離子水水洗4次,于真空度為0.096mpa下,120℃除低沸2h,得到環氧改性甲基苯基硅樹脂268g,黏度為19600mpas,折射率為1.501。
實施例3:本實施例提供一種量子點用uv固化環氧改性有機硅組合物,其組份與實施例1、2基本相同,其不同之處在于:一種量子點用uv固化環氧改性有機硅組合物,黏度為5000mpas,折射率為1.54,由各組份按如下重量份數混合制得:
所述環氧改性甲基苯基硅油黏度為3000mpas,折射率為1.542,其r為:
所述脂環族環氧樹脂為3,4-環氧環己烷羧酸甲酯
所述稀釋劑為三羥甲基丙烷三縮水甘油醚。
所述光引發劑為
所述甲基苯基羥基硅油黏度為8000mpas,折射率為1.54。
所述環氧改性甲基苯基硅樹脂的制備方法,包括以下步驟:
(1)以甲基烷氧基硅烷、苯基烷氧基硅烷和β-(3,4-環氧環己基)乙基烷氧基硅烷為基礎反應單體,并加入有機溶劑和水,在堿性催化劑的作用下進行水解反應;
上述甲基烷氧基硅烷為甲基三乙氧基硅烷,其用量為20.0g(0.112mol),及二甲基二乙氧基硅烷,其用量為36.8g(0.249mol)。上述苯基烷氧基硅烷為苯基三甲氧基硅烷,其用量為216.2g(1.090mol),及二苯基二甲氧基硅烷,其用量為73.2g(0.300mol)。上述β-(3,4-環氧環己基)乙基烷氧基硅烷為β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基硅烷,其用量為29.1g(0.118mol)。上述有機溶劑為二甲苯,其加入量為800g,堿為0.2mol/l的氫氧化鉀溶液,其加入量為3.6g,水用量為82g,于75℃下水解7h。
(2)加入六甲基二硅氧烷進行縮合封端反應;
上述六甲基二硅氧烷,其用量為51.9g(0.391mol),于120℃縮合5h。
(3)用去離子水水洗5次,于真空度為0.096mpa下,150℃除低沸5.5h,得到環氧改性甲基苯基硅樹脂233g,黏度為120000mpas,折射率為1.542。
實施例4:本實施例提供一種量子點用uv固化環氧改性有機硅組合物,其組份與實施例1、2、3基本相同,其不同之處在于:一種量子點用uv固化環氧改性有機硅組合物,黏度為5000mpas,折射率為1.54,由各組份按如下重量份數混合制得:
所述環氧改性甲基苯基硅油黏度為1000mpas,折射率為1.54,其r為:
所述脂環族環氧樹脂1,2-環氧-4-乙烯基環己烷。
所述稀釋劑為乙二醇二縮水甘油醚。
所述光引發劑為
所述甲基苯基羥基硅油黏度為4000mpas,折射率為1.542。
所述環氧改性甲基苯基硅樹脂的制備方法,包括以下步驟:
(1)以甲基烷氧基硅烷、苯基烷氧基硅烷和β-(3,4-環氧環己基)乙基烷氧基硅烷為基礎反應單體,并加入有機溶劑和水,在酸性催化劑的作用下進行水解反應;
上述甲基烷氧基硅烷為二甲基二乙氧基硅烷,其用量為35.6g(0.241mol),及甲基苯基二甲氧基硅烷,其用量為83.6g(0.459mol)。上述苯基烷氧基硅烷為苯基三甲氧基硅烷,其用量為242.4g(1.222mol),及二苯基二甲氧基硅烷,其用量為67.8g(0.277mol)。上述β-(3,4-環氧環己基)乙基烷氧基硅烷為β-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基硅烷,其用量為26.2g(0.091mol)。上述有機溶劑為甲苯,其加入量為350g,酸為0.1mol/l的稀硫酸,其加入量為5.8g,水用量為106.8g,于70℃下水解4h。
(2)加入六甲基二硅氧烷進行縮合封端反應;
上述六甲基二硅氧烷,其用量為30.88g(0.191mol),于100℃縮合4h。
(3)用去離子水水洗5次,于真空度為0.096mpa下,150℃除低沸3h,得到環氧改性甲基苯基硅樹脂306g,黏度為51600mpas,折射率為1.54。
以上所述,僅為本發明的較佳可行實施例,并非用以局限本發明的專利范圍,故凡運用本發明說明書內容所作的方法步驟及組分的等效變化,均包含在本發明的保護范圍。