用于水下led燈灌封膠的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種水下灌封膠的制法。更具體地說，本發明涉及一種用于水下LED 燈灌封膠的制備方法。
【背景技術】
[0002] 灌封膠又稱電子膠，是一個廣泛的稱呼。用于電子元器件的粘結，密封，灌封和涂 覆保護。灌封膠在未固化前屬于液體狀，具有流動性，膠液黏度根據產品的材質、性能、生產 工藝的不同而有所區別。灌封膠完全固化后才能實現它的使用價值，固化后可以起到防水 防潮、防塵、絕緣、導熱、保密、防腐蝕、耐溫、防震的作用。隨著應用范圍的擴展，對灌封膠材 料的綜合性能提出了更高的要求。
[0003]目前使用較多的灌封材料是各種合成聚合物，其中以環氧樹脂、聚氨酯及硅橡膠 的應用較廣泛。但由于環氧樹脂的三維立體網狀結構，分子鏈間缺少滑動，C-C鍵，C-H鍵鍵 能較小，表面能較高，內應力較大，發脆，高溫下易降解，易受水影響，耐水性較差。聚氨酯在 應用中存在灌封膠表面過軟，易起泡，固化不充分且高溫固化時易發脆，灌封膠表面有花紋 等難以解決的問題。這些缺陷的存在，使得聚氨酯灌封材料不能廣泛應用于LED的封裝。
[0004] 有機硅材料的主鏈為Si-0-Si，側基為甲基，整個分子鏈呈螺旋狀這種特殊的雜鏈 分子結構賦予其許多優異性能，如透光率高、熱穩定性好、耐紫外光性強、內應力小、吸濕性 低等，所以有機硅封裝材料受到國內外研究者的關注。有機硅灌封材料也存在一定的缺陷， 例如力學性能，耐磨性，耐溶劑性較差。故需要通過選擇特殊結構的有機硅材料，才能得出 綜合性能良好的LED水下燈灌封膠。
【發明內容】
[0005] 本發明的一個目的是提供一種透明、粘結力強、優良的電氣絕緣性能、耐紫外線、 耐高腐蝕且低溫的有機硅LED水下燈灌封膠的制備方法。
[0006] 本發明采用的技術方案是：一種用于水下LED燈灌封膠的制備方法，所述制備方 法的步驟包括：
[0007]S1:將重量份分別為20~40份多官能度的環氧烴基烷氧基硅烷、10~15烷氧基 硅烷、280~320份甲基異丙酮、5~10份三乙胺，室溫攪拌下在40min內滴入60~80份 去離子水，在60~80°C回流溫度下水解縮聚反應6~10h，分出有機層，用0.2wt%的銨鹽 溶液及去離子水洗凈，80~120°C條件下減壓蒸餾得到無色透明粘稠狀液體A組分；
[0008]S2 :將重量份分別為20~40份的苯基三甲基氧基硅烷、1~2份的三氟甲烷磺酸， 室溫攪拌下在20~30min內滴入10~20份去離子水，加熱回流1~2h，冷至室溫，加入甲 苯和水洗凈，60~80°C條件下減壓蒸餾得到含Si-〇H基的甲基苯基硅氧烷低聚物；
[0009]S3 :將重量份為10~30份的含Si-〇H基的甲基苯基硅氧烷低聚物，0. 1~0. 5份 的鋁系催化劑、5~8份的偶氮化合物進行混合并攪拌均，得到B組分；
[0010]S4 :將重量份為80~100份的A組分和10~20份的B組分混合攪拌均勻，經減 壓排泡后，先于80~120°C下預固化0. 5~3h，再于120~180°C下固化1~5h，即得用于 水下LED燈的灌封膠。
[0011] 其中所述的多官能度的環氧烴基烷氧基硅烷的環氧值為600~800mol/g。
[0012] 其中所的述多官能度的環氧烴基烷氧基硅烷的3官能度鏈節摩爾分數為60%~ 80%〇
[0013] 其中所述的烷氧基硅烷或烷氧基硅烷的水解物為環氧丙基二乙氧基硅烷、稀丙基 二乙氧基硅烷或^稀丙基四乙氧基^硅氧烷中的一種。
[0014] 其中所述的含Si-〇H基的甲基苯基硅氧烷低聚物的粘度為600~2500mPas。
[0015] 其中所述的鋁系催化劑選自乙酰乙酸乙酯二異丙氧基鋁或乙酰丙酮鋁中的一種。
[0016] 其中所述的偶氮化合物選自偶氮甲苯、偶氮苯或偶氮甲酰胺中的一種。
[0017] 多官能度的環氧烴基烷氧基硅烷中引入環氧烴基作交聯固化反應基團，固化后有 較高的折射率及優于環氧樹脂的耐UV性、耐熱性。體系的官能度對產物的結構影響很大， 從而影響產物的內應力，當官能度小于2時，僅能形成低分子物或者線型聚合物；當官能度 大于等于3時，形成支鏈型或體型聚合物，聚合物的立體結構和內應力密切相關，立體結構 越復雜，內應力越大，聚合物的粘附力越差。通過限定多官能度的環氧烴基烷氧基硅烷的官 能度及其鏈接的摩爾分數，可以有效的控制產物的立體結構，減少產物的內應力。通過反復 試驗驗證，得到最優的官能度及所占的比例。此外，添加一定量的烷氧基硅烷，可以在一定 程度上提高聚合物的防水性能。
[0018] 在配膠過程中，多官能度的環氧烴基烷氧基硅烷的環氧值對封裝膠有很大的影 響，環氧烴基可以和有機硅上的活性端基如羥基、氨基、烷氧基進行共聚，生產嵌段高聚物 從而改變交聯網絡結構。若環氧值過高，形成復雜的立體網狀結構，導致灌封材料的表面 能較高，高溫下易降解；若環氧值較低，與有機硅反應的活性不夠，會降低灌封材料的粘附 力。采用合適環氧值的多官能度的環氧烴基烷氧基硅烷，可以避免上述兩種缺點，提高了灌 封膠的防水，耐高溫性能。
[0019] 含Si-〇H基的甲基苯基硅氧烷低聚物，在鋁系催化劑的催化作用下可以和環氧 烴基聚合，形成穩定和柔性的Si-0-Si鏈，提高了灌封膠的斷裂韌性，提高其抗裂指數。 含Si-〇H基的甲基苯基硅氧烷低聚物的粘度在25°C為600~2500mPa. S，優選1000~ 2000mPa.s。其在該粘度范圍下更具有流動性，特別適合注射灌封膠。反應原理如下： [00201
[0021] 本案中選擇鋁系化合物做催化劑，一是降低成本，二是避免鉑催化劑中毒。從反應 活性及制取方法考慮，優選乙酰乙酸乙酯二異丙氧基鋁。
[0022] 本發明的有益效果是：
[0023] (1)本發明引入多官能度的環氧烴基烷氧基硅烷，通過引入環氧烴基并限制其粘 度，最終提尚了封裝膠的粘附性和耐尚溫穩定性；
[0024] (2)本發明在配膠過程中，選擇合適的含Si-〇H基的甲基苯基硅氧烷低聚物，適當 的粘度使體系具有良好的流動性以便灌封；
[0025] (3)本發明選用的鋁系催化劑，成本低廉，不易中毒，得到的封裝膠韌性和塑性好， 可有效提高LED燈的使用壽命。
【具體實施方式】
[0026] 下面對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據 以實施。
[0027] 實施例1:
[0028] -種用于水下LED燈灌封膠的制備方法，所述制備方法包括：
[0029] 31:將重量份分別為20份環氧值為600111〇1/^的3官能度鏈節分數為60%環氧 烴基烷氧基硅烷、10份烯丙基三乙氧基硅烷、280份甲基異丙酮、5份三乙胺，室溫攪拌下在 40min內滴入60份去離子水，在60°C回流溫度下水解縮聚反應6h，分出有機層，用0. 2wt% 的銨鹽溶液及去離子水洗凈，80°C條件下減壓蒸餾得到無色透明粘稠狀液體A組分；
[0030]S2:將重量份分別為20份的苯基三甲基氧基硅烷、1份的三氟甲烷磺酸，室溫攪拌 下在20min內滴入10份去離子水，加熱回流lh，冷至室溫，加入甲苯和水洗凈，60°C條件下 減壓蒸餾得到含Si-〇H基的甲基苯基硅氧烷低聚物，粘度（25°C)為600mPa?s;
[0031]S3:將重量份為10份的含Si-〇H基粘度為600mPa?S的甲基苯基硅氧烷低聚物， 0. 1份的乙酰乙酸乙酯二異丙氧基鋁、5份的偶氮甲酰胺進行混合并攪拌均，得到B組分；
[0032]S4:將重量份為80份的A組分和10份的B組分混合攪拌均勻，經減壓排泡后，先 于80°C下預固化0. 5h，再于120°C下固化5h，即得用于水下LED燈灌封膠。所得用于水下 LED燈灌封膠各項性能指標值見表1。
[0033] 實施例2 :
[0034] 一種用于水下LED燈灌封膠的制備方法，所述制備方法包括：
[0035] 31:將重量份分別為40份環氧值為800111〇1/^的3官能度鏈節分數為80%環氧 烴基烷氧基硅烷、15份烯丙基三乙氧基硅烷、320份甲基異丙酮、10份三乙胺，室溫攪拌 下在40min內滴入80份去離子水，在80°C回流溫度下水解縮聚反應10h，分出有機層，用 0. 2wt%的銨鹽溶液及去離子水洗凈，120°C條件下減壓蒸餾得到無色透明粘稠狀液體A組 分；
[0036]S2:將重量份分別為40份的苯基三甲基氧基硅烷、2份的三氟甲烷磺酸，室溫攪拌 下在30min內滴入20份去離子水，加熱回流2h，冷至室溫，加入甲苯和水洗凈，80°C條件下 減壓蒸餾得到含Si-〇H基的甲基苯基硅氧烷低聚物，粘度（25°C)為2500mPa?s;
[0037]S3:將重量份為30份的含Si-〇H基粘度為2500mPa*s的甲基苯基硅氧烷低聚物， 0. 5份的乙酰乙酸乙酯二異丙氧基鋁、8份的偶氮甲酰胺進行混合并攪拌均，得到B組分；
[0038]S4:將重量份為100份的A組分和20份的B組分混合攪拌均勻，經減壓排泡后， 先于120°C下預固化3h，再于180°C下固化lh，即得用于水下LED燈灌封膠。所得用于水下 LED燈灌封膠的各項性能指標值見表1。
[0039] 實施例3:
[0040