一種單組份不出油型led燈絲觸變膠及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種LED封裝材料，尤其是一種LED燈絲點膠工藝的封裝硅膠，保護 LED芯片免受氣氛侵害和震動的作用，封裝廠家使用時摻雜熒光粉，實現光輸出和LED燈絲 柱360度全角度發光。
【背景技術】
[0002] LED是Light Emitting Diode (發光二極管）是一種能夠將電能轉化為可見光的 固態的半導體器件。LED燈絲燈是LED與傳統白熾燈的完美結合。以往LED光源要達到一 定的光照度和光照面積，需加裝透鏡之類的光學器件，影響光照效果，會降低LED應有的節 能功效，LED燈絲實現360°全角度發光，大角度發光且不需加透鏡，實現立體光源，帶來前 所未有的照明體驗。
[0003] LED燈絲燈通常的封裝工藝是將多顆0. 02瓦的1016LED芯片串聯封裝在藍寶石、 玻璃和金屬支架長基板上，再將摻雜了熒光粉的封裝膠封裝來實現。其中LED芯片必須固 定在支架等便于使用的裝置中，芯片與支架必須通過引線引出加注電流的導線，這些引線 很細，是直徑僅0.1mm以下的金或鋁線，不耐沖擊；此外，芯片表面必須不受水、氣等物質侵 蝕。這就要用封裝膠對LED芯片進行封裝，起保護燈芯，透光，完成輸出電信號，保護管芯正 常工作功能。同時，封裝膠點膠工藝決定了封裝膠需就有高的觸變性，點膠機將膠點在燈絲 上之后，要求保持出膠的形狀，在高溫固化過程中亦不能有任何變形。
[0004] 第一代封裝材料是環氧樹脂，其具有優異的粘接性、密封性、耐腐蝕性等優點，但 主要缺點是固化內應力大、沖擊強度低、耐熱性差、易老化黃變，從而降低了 LED器件的使 用壽命。現在市場上已很少使用環氧樹脂作為封裝膠，主流是采用有機硅類封裝膠。也有 研宄采用有機硅改性環氧樹脂來降低環氧樹脂的內應力，但基本還停留在理論研宄階段， 并未應用于市場。
[0005] 專利CN104164209A公開了一種燈絲封裝膠，采用甲基苯基乙烯基硅樹脂作為基 礎聚合物，苯基含氫硅樹脂作為交聯劑，該體系硬度較大，剛性大，彈性不足，封裝成燈絲之 后，點亮燈發熱時會造成開裂現象，從而導致藍光溢出影響光衰，甚至會引起金線斷裂從而 造成燈絲不亮的情況。
[0006] 公開專利CN103881394A公開了一種燈絲封裝膠，采用有機膨潤土作為觸變劑，有 機膨潤土是片層狀結構，分子鏈很難插入其中形成納米分散，從而影響透光率，降低亮度； 且膨潤土不能納米分散的話會影響熒光粉的均勻度，造成色溫偏差較大；且用量太大，封裝 廠家使用添加熒光粉時較難分散，會造成分散時阻力很大溫度較高，大大縮短可操作時間。
[0007] 目前市售乙烯基硅油、含氫硅油和硅樹脂原料揮發份均較高，均在1 %左右及以 上，而燈絲燈采用的是透明球泡殼，并且是全真空密閉或者是充惰性氣體，在長期點亮過程 中，燈絲表面的溫度會達到150°c，膠的低揮發性物質會迀移出來，燈關閉時會冷凝到泡殼 內壁，形成點狀油狀物。這樣會降低美觀性、影響光亮度，甚至會引起光衰。目前公開專利 中未見有控制揮發份的報道。
[0008] 公開專利中提高膠觸變性的方法只是涉及到了填料種類，未見采用陶瓷三輥研磨 機將添加觸變劑后的膠體進行研磨的報道。我們知道，納米填料非常容易團聚，特別是在非 極性有機硅基體中，較難分散均勻，而分散不均勻，會大大降低觸變性而變成團塊狀，不僅 不能在有剪切力時流動，且熒光粉會非常難于在膠體中分散均勻，從而影響出燈的質量。分 散物料大多是采用不銹鋼鍍鎳類三輥機，物料在高壓剪切時會變灰，影響外觀與透明度，而 陶瓷三輥機不會影響物料的透明度。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種單組份不出油型LED燈絲觸變膠 及其制備方法，該封裝膠具有高觸變性與透光率，與不同基板良好的粘接性與整燈光通量 保持率，制備方法簡單可行，為點膠工藝封裝LED燈絲提供一種性能良好的封裝膠。
[0010] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種單組份不出油型LED燈絲觸變 膠，所述觸變膠由20-70重量份的端乙烯基聚二甲基硅氧烷、10-65重量份的乙烯基MQ硅樹 月旨、3-10重量份的觸變劑、3-10重量份的含氫硅油、0. 1-0. 4重量份的催化劑、0. 02-0. 06重 量份的抑制劑、1-2重量份的增粘劑等組成。
[0011] 所述的端乙烯基聚二甲基硅氧烷的粘度范圍約為500-3000CS，乙烯基質量百分數 約為端乙烯基聚二甲基硅氧烷的0. 16% -0. 45% ;
[0012] 所述的乙烯基MQ硅樹脂為MQ硅樹脂的乙烯基油烷溶液，MQ硅樹脂質量約為乙烯 基MQ硅樹脂質量的40-60%，乙烯基的質量約為乙烯基MQ硅樹脂質量的0. 9-1. 5%，M/Q比 值為 0.8-1. 1。
[0013] 所述的含氫硅油中，氫的質量為含氫硅油質量的0. 25-1. 2% ;
[0014] 所述的催化劑為鉬-乙條基聚硅氧烷整合物，鉬的質量為催化劑質量的3000ppm 左右或5000ppm左右；
[0015] 所述的抑制劑為炔醇類化合物；
[0016] 所述增粘劑為環氧類加成型液體硅橡膠專用增粘劑或D/類加成型液體硅橡膠專 用增粘劑。
[0017] 進一步地，所述觸變劑的制備方法如下：將1-3重量份的處理劑均勻噴到100重量 份粒徑為7-16nm的親水型氣相二氧化娃表面，于160-200°C下攪拌冷凝回流反應3-6小時， 再升溫到220-240°C攪拌2小時，停止攪拌，冷卻，得到觸變劑；所述處理劑為八甲基環四硅 氧烷、六甲基二硅氮烷、二甲基二氯硅烷、四甲基四氫環四硅氧烷處理劑處理后的氣相二氧 化硅中的一種。
[0018] 進一步地，所述處理劑為八甲基環四硅氧烷。
[0019] 上述單組份不出油型LED燈絲觸變膠的制備方法包括以下步驟：
[0020] (1)按20-70重量份的端乙烯基聚二甲基硅氧烷、10-65重量份的乙烯基MQ硅樹 月旨、3-10重量份的觸變劑、3-10重量份的含氫硅油、0. 1-0. 4重量份的催化劑、0. 02-0. 06重 量份的抑制劑、1-2重量份的增粘劑取材；
[0021] (2)采用薄膜蒸發器將端乙烯基聚二甲基硅氧烷、乙烯基MQ硅樹脂、含氫硅油、催 化劑、抑制劑、增粘劑的揮發份均降低到〇. 3wt%以下；
[0022] (3)將端乙烯基聚二甲基硅氧烷、乙烯基MQ硅樹脂和抑制劑加入到混合容器中， 然后依次加入含氫硅油、增粘劑、觸變劑，得到混合物料；每加入一種物料，混合均勻后真空 脫泡；
[0023] ⑷將混合物料過陶瓷三輥機研磨，直到刮板細度計測試出觸變劑細度小于1微 米為止；
[0024] (5)將過三輥后的物料加入催化劑，混合均勻，真空脫泡，出料包裝后得到單組份 不出油型LED燈絲觸變膠。
[0025] 與現有技術相比，本發明具有以下技術效果：
[0026] (1)本發明一種單組份不出油型LED燈絲觸變膠，所述端乙烯基聚有機基硅氧 烷、乙烯基MQ硅樹脂與含氫硅油，在使用之前，采用薄膜蒸發器將揮發份降低到質量分數 0. 3 %以下，封裝成LED燈絲燈之后，隨著點亮時間的推移，燈泡內壁不會產生出油現象，不 影響光衰；
[0027] (2)觸變劑在硅膠中分散均勾，觸變性高，點膠之后能立即保持形狀不塌陷，熒光 粉可以分散均勻；模量與內應力適中，封裝后燈長期點亮時不會產生膠體開裂與引線斷裂 等弊端，光通量保持率高，光衰小。
[0028] (3)采用陶瓷三輥機將觸變劑均勻分散在基體中，防止觸變劑粒子團聚，有利于熒 光粉均勻分散在硅膠中，出光均勻；且避免了普通三輥機使物料發灰的弊端，不影響硅膠的 透光率。
[0029] (4)八甲基環四硅氧烷與基體乙烯基硅油、硅樹脂和含氫硅油均屬有機硅類物 質，，經其處理后氣相二氧化硅，與基體相容性好，易于納米級分散，團聚相對較少。環狀的 八甲基環四硅氧烷是以化學鍵結合在氣相二氧化硅表面，具有強疏水性，可以保護氣相二 氧化硅表面剩余的硅羥基，使其不被過分潤濕，從而氣相二氧化硅表面剩余的硅羥基與體 系中的含氫硅油、硅樹脂產生較強的氫鍵。當有外力存在時，氫鍵被破壞，變現為切力變稀； 當外力消失時，迅速恢復氫鍵，表現為高觸變性。其他處理劑處理的氣相二氧化硅觸變劑， 由于處理劑與基體材料如含氫硅油等不是同一類物質，達到同樣的觸變性需添加更多的觸 變劑，從而造成封裝膠透光率下降，影響光通量。
【具體實施方式】
[0030] 為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優先實施方案進行描述，但是 應該理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是本發明權利要求的限 制。
[0031] 本實施例中使用全部原料來源沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的市售 商品即可，本領域技術人員也可以采用熟知的技術方案制備得到，外購市售原料后，采用降 膜蒸發器預提純原料，將揮發分控制在0. 3 %以內。
[0032] 由于不經過三輥研磨的膠，肉眼可見很多白色氣相二氧化硅團聚點或塊，不能表 現出很好的觸變性，只是會增大體系粘度，所以未經三輥研磨的膠不能夠使用封裝成燈，無 對比實施例。
[0033] 實施例1
[0034] lOOOcs乙烯基質量百分含量0. 26%的端乙烯基聚二甲基硅氧烷70重量份，乙烯 基質量百分含量0.9%、樹脂含量50%、M/Q比值為0.9的乙烯基MQ樹脂10重量份，經八 甲基環四硅氧烷處理后的氣相二氧化硅觸變劑10重量份，氫質量百分數0. 25%的含氫硅 油7. 78重量份，鉑含量3000ppm的鉑-乙烯基聚硅氧烷螯合物0. 2份，抑制劑乙炔環己醇 0. 02份，環氧類加成型液體硅橡膠專用增粘劑2份。
[0035] 觸變劑制備工藝如下：將100重量份中位粒徑為7nm的氣相二氧化硅加入到高速 攪拌機中，邊攪拌邊將2重量份八甲基環四硅氧烷噴霧加入，升溫到200°C攪拌冷凝回流處 理3h，然后升溫到240°C攪拌2h，停止攪拌，冷卻，得到觸變劑。
[0036] 制備步驟如下：①乙烯基硅油、乙烯基MQ娃樹脂與抑制劑真空