一種led透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂及其製備方法

2023-06-07 14:11:46 3

一種led透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂及其製備方法
【專利摘要】本發明公開一種LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂及其製備方法。所述的LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂按重量百分比乙烯基苯基矽樹脂100～120份；乙烯基苯基矽油100～150份；含氫甲基苯基矽樹脂30～60份；催化劑0.05～0.3份；抑制劑0.05～0.3份；增強劑0.1～1.0份。其製備方法包括乙烯基苯基矽樹脂的製備、含氫甲基苯基矽樹脂的製備和LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂的製備3個步驟。所得的LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂的終固化產物具有高透明性。線性和網狀交聯結構的樹脂及增強劑的存在使壁紙具有很好的硬度、拉伸強度和斷裂伸長率。本發明製備方法簡單，LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂具有良好的力學性能。
【專利說明】一種LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂及其製備方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬於高分子材料【技術領域】，具體涉及一種LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹 脂及其製備方法。

【背景技術】
[0002] LED屬於新型發光能源，被廣泛應用於大面積圖文顯示、狀態指示、標誌照明、汽 車組合尾燈、車內照明及液晶顯示器的背光源等【技術領域】，由於其節能環保，其發展前景廣 闊。近年來，大功率白光LED照明將成為主流。在製備大功率白光LED的過程中，LED封 裝材料的性能對其發光效率、亮度以及使用壽命將產生顯著影響。常用的環氧樹脂透鏡材 料存在耐熱性、耐溼性、柔軟性差，容易變黃，性脆、衝擊強度低、容易產生應力開裂等不足， 大大降低了 LED的壽命和使用性能。有機矽膠的折射率（1.54) -般普遍高於環氧樹脂 (1.41);娃膠的散熱性能普遍優於環氧樹脂；娃膠的相對使用壽命（5萬小時）一般高於環 氧樹脂（2萬小時）。有機矽材料憑藉其可提高LED出光效率和減少內部熱累積的優勢，已 經成為高亮度LED (HBLED)應用的關鍵推動因素，被業界認為是用於大功率白光LED封裝 的理想材料。
[0003] 目前製備的用於大功率白光LED的有機矽橡膠較軟，缺乏硬度和強度；而製備的 有機矽樹脂又較硬，缺乏彈性。已不能滿足高性能大功率白光LED的需要。


【發明內容】

[0004] 本發明目的之一是為了解決上述的技術問題而提供一種LED透鏡用強彈性苯基 有機矽樹脂，該LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂及其製備方法具有高強度、高彈性、高透 明和商光澤等特點。
[0005] 本發明目的之二是提供上述的一種LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂製備方法。
[0006] 本發明的技術方案 一種LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂，按重量份數計算，其組成及含量如下： 乙烯基苯基矽樹脂 100?120份 乙烯基苯基矽油 100?150份 含氫甲基苯基娃樹脂 30?60份； 催化劑A 0· 05?0· 3份 抑制劑 0. 05?0. 3份 增強劑 0. 1?1. 0份； 所述的乙烯基苯基矽油為廣州鑫厚化工科技有限公司提供； 所述的催化劑A為甲基乙烯基矽氧烷配位的鉬絡合物、苯基單體絡合的Pt催化劑或二 者的混合物；1，3-二乙烯基-1，1，3, 3-四甲基二矽氧烷鉬絡合物(放入實施例） 所述的抑制劑為丙炔醇、四甲基丁炔醇中的一種或兩者的混合物； 所述的增強劑為廣州康固佳合成材料有限公司提供的KE型M Q有機矽樹脂； 所述的乙烯基苯基矽樹脂按重量份數計算，其組成及含量如下： 二苯基二乙氧基矽烷 60-80份 二苯基二甲氧基矽烷 60-80份 乙烯基二甲氧基矽 100-120份 苯基三甲氧基矽烷 20-40份 催化劑B 0. 02-1. 0份 所述的催化劑B為Η型陽離子交換樹脂或四甲基氫氧化銨； 所述的含氫甲基苯基矽樹脂按重量份數計算，其組成及含量如下： 八甲基環四矽氧烷 60-80份 甲基氫環矽氧烷 20-50份 甲基苯基混合環體 60-100份 1，1，3，3_四甲基_1，3_二氧二娃氧燒 5-10份 催化劑C 0. 02-1. 0份 其中所述的催化劑C為70%的濃硫酸 2、如權利要求1、2或3所述的一種LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂的製備方法，其 特徵在於具體包括如下步驟： (1 )、乙稀基苯基娃樹脂的製備 將60-80份二苯基二乙氧基矽烷、60-80份二苯基二甲氧基矽烷、20-40份苯基三甲氧 基矽烷和100-120份乙烯基二甲氧基矽加入100ml的甲苯倒入三口瓶中攪拌10 min，取 200mL二次蒸餾水及250mL乙醇混合均勻後加入滴液漏鬥中在0. 5h內滴加完畢。再加入 0. 02-1. 0份催化劑B在50°C反應4h。將反應物在分液漏鬥中分層，去除水層，將油層水洗 至中性在旋轉蒸發器中進行濃縮處理，處理後的產物加入催化劑在1〇〇?120°C之間平衡 反應6h。平衡後產物進行真空脫低處理得到乙烯基苯基矽樹脂。
[0007] (2 )、含氧甲基苯基娃樹脂的製備 在N2保護下，40 °C?80 °C，向乾燥的250 mL三口瓶中加入60-80份八甲基環四矽 氧烷、20-50份甲基氫環矽氧烷、60-100份甲基苯基混合環體，5-10份1，1，3，3_四甲 基-1，3-二氫二矽氧烷，100 mL甲苯為溶劑，0.02-1. 0份催化劑C，聚合4-5h時間後， 常壓蒸去溶劑，-0.093 MPa下逐步升溫至205 °C，除去低沸物和剩餘的溶劑之後，冷卻至 室溫，加入活性炭並攪拌均勻，然後過濾，即得甲基苯基含氫矽油。
[0008] (3)、LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂的製備 加入步驟（1)所得100?120份乙烯基苯基矽樹脂、100?150份乙烯基苯基矽油、力口 入步驟（2)所得30?60份含氫苯基矽油、0. 05?0. 3份催化劑A、0. 05?0. 3份抑制劑、 0. 1?1. 0份增強劑，製成大功率LED封裝材料，即得到LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹 脂。
[0009] 本發明的有益成果 本發明的一種LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂，由於所採用的由於苯環具有很高的 摩爾折射度，S i-Ph鍵的折射度為27. 39,所以合成產物宏觀光學性質體現為具有較高的 折射率。含氫交聯劑與乙烯基基礎聚合物的折射率差值可以很大程度上影響最終固化產物 的透明性，當兩者折射率差值變大時，透光率下降。這是因為矽氫加成的交聯程度取決於 Si-CH=CH:和Si-H的摩爾比例，高或者低都不利於交聯反應的發生。因此最終所得的LED 透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂及其製備方法機械性能強。
[0010] 按GB /T2410-2008透明塑料透光率和霧度的測定測定矽樹脂的透光率為95-96。 按照GB/T 531. 1-2008測定矽樹脂的邵A硬度為75-80。用阿貝折射儀測得甲基苯基含氫 矽油的折射率（η2? )為1.53-1.54。按GB/T528- 2009硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應 力應變性能的測定測定拉伸強度和斷裂伸長率分別為拉伸強度2. 7-2. 9MPa，斷裂伸長率 80-88。
[0011]

【具體實施方式】
[0012] 下面通過實施例對本發明進一步詳細描述，但並不限制本發明。
[0013] 本發明各實施例所用的原料中除特殊表明的廠家及型號外，其他原料均為市售， 規格均為化學純。
[0014] 本發明所用的各種設備的型號及生產廠家的信息如下： XY-1型橡膠硬度計，上海化工機械四廠生產； WYA-2S型數字阿貝折射儀，上海精科實業有限公司生產； UV-2550紫外-可見分光光度計，島津國際貿易（上海）有限公司。
[0015] 實施例1 一種LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂，按重量份數計算，其組成及含量如下： 乙烯基苯基矽樹脂 100?120份 乙烯基苯基矽油 100?150份 含氫甲基苯基娃樹脂 30?60份； 催化劑A 0· 05?0· 3份 抑制劑 0. 05?0. 3份 增強劑 0. 1?1. 0份； 所述的乙烯基苯基矽油為廣州鑫厚化工科技有限公司提供； 所述的催化劑A為1，3-二乙烯基-1，1，3, 3-四甲基二矽氧烷鉬絡合物； 所述的抑制劑為丙炔醇； 所述的增強劑為廣州康固佳合成材料有限公司提供的KE型M Q有機矽樹脂； 所述的乙烯基苯基矽樹脂按重量份數計算，其組成及含量如下： 二苯基二乙氧基矽烷 60-80份 二苯基二甲氧基矽烷 60-80份 乙烯基二甲氧基矽 100-120份 苯基三甲氧基矽烷 20-40份 催化劑Β 0. 02-1. 0份 所述的催化劑Β為Η型陽離子交換樹脂； 所述的含氫甲基苯基矽樹脂按重量份數計算，其組成及含量如下： 八甲基環四矽氧烷 60-80份 甲基氫環矽氧烷 20-50份 甲基苯基混合環體 60-100份 1，1，3，3_四甲基_1，3_二氧二娃氧燒 5-10份 催化劑C 0. 02-1. 0份 其中所述的催化劑C為70%的濃硫酸 一種LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂及其製備方法的製備方法，其特徵在於具體包 括如下步驟： (1 )、乙稀基苯基娃樹脂的製備 將60份二苯基二乙氧基矽烷、60份二苯基二甲氧基矽烷、20份苯基三甲氧基矽烷和 100份乙烯基二甲氧基娃加入100ml的甲苯倒入三口瓶中攪拌10 min,取200mL二次蒸饋 水及250mL乙醇混合均勻後加入滴液漏鬥中在0. 5h內滴加完畢。再加入0. 02份Η型陽離 子交換樹脂在50°C反應4h。將反應物在分液漏鬥中分層，去除水層，將油層水洗至中性在 旋轉蒸發器中進行濃縮處理，處理後的產物加入催化劑在l〇〇°C之間平衡反應6h。平衡後 產物進行真空脫低處理得到乙烯基苯基矽樹脂。
[0016] (2 )、含氧甲基苯基娃樹脂的製備 在N2保護下，40 °C°C，向乾燥的250 mL三口瓶中加入60份八甲基環四矽氧烷、20份 甲基氫環矽氧烷、60份甲基苯基混合環體，5份1，1，3，3_四甲基-1，3_二氫二矽氧烷， 100 mL甲苯為溶劑，0.02份70%的濃硫酸，聚合4h時間後，常壓蒸去溶劑，-0.093 MPa下 逐步升溫至205 °C，除去低沸物和剩餘的溶劑之後，冷卻至室溫，加入活性炭並攪拌均勻， 然後過濾，即得甲基苯基含氫矽油。
[0017] (3)、LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂的製備 加入步驟（1)所得100份乙烯基苯基矽樹脂、100份乙烯基苯基矽油、加入步驟（2)所 得30份含氫苯基矽油、0. 05份1，3-二乙烯基-1，1，3, 3-四甲基二矽氧烷鉬絡合物、0. 05 份丙炔醇、〇. 1份KE型M Q有機矽樹脂，製成大功率LED封裝材料，即得到LED透鏡用強彈 性苯基有機娃樹脂。
[0018] 按GB /T2410-2008透明塑料透光率和霧度的測定測定矽樹脂的透光率為95。按 照GB/T 531. 1-2008測定矽樹脂的邵A硬度為80。用阿貝折射儀測得甲基苯基含氫矽油 的折射率（η2? )為1. 54。按GB/T528- 2009硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能 的測定測定拉伸強度和斷裂伸長率分別為拉伸強度2. 9MPa，斷裂伸長率80。
[0019] 實施例2 一種LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂，按重量份數計算，其組成及含量如下： 乙烯基苯基矽樹脂 100?120份 乙烯基苯基矽油 100?150份 含氫甲基苯基娃樹脂 30?60份； 催化劑A 0· 05?0· 3份 抑制劑 0. 05?0. 3份 增強劑 0. 1?1. 0份； 所述的乙烯基苯基矽油為廣州鑫厚化工科技有限公司提供； 所述的催化劑Α為1，3-二乙烯基-1，1，3, 3-四甲基二矽氧烷鉬絡合物； 所述的抑制劑為四甲基丁炔醇； 所述的增強劑為廣州康固佳合成材料有限公司提供的KE型M Q有機矽樹脂； 所述的乙烯基苯基矽樹脂按重量份數計算，其組成及含量如下： 二苯基二乙氧基矽烷 60-80份 二苯基二甲氧基矽烷 60-80份 乙烯基二甲氧基矽 100-120份 苯基三甲氧基矽烷 20-40份 催化劑Β 0. 02-1. 0份 所述的催化劑Β為四甲基氫氧化銨； 所述的含氫甲基苯基矽樹脂按重量份數計算，其組成及含量如下： 八甲基環四矽氧烷 60-80份 甲基氫環矽氧烷 20-50份 甲基苯基混合環體 60-100份 1，1，3，3_四甲基_1，3_二氧二娃氧燒 5-10份 催化劑C 0. 02-1. 0份 其中所述的催化劑C為70%的濃硫酸 一種LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂及其製備方法的製備方法，其特徵在於具體包 括如下步驟： (1 )、乙稀基苯基娃樹脂的製備 將80份二苯基二乙氧基矽烷、80份二苯基二甲氧基矽烷、40份苯基三甲氧基矽烷和 120份乙烯基二甲氧基矽加入100ml的甲苯倒入三口瓶中攪拌10 min，取200mL二次蒸餾 水及250mL乙醇混合均勻後加入滴液漏鬥中在0. 5h內滴加完畢。再加入1. 0份四甲基氫 氧化銨在50°C反應4h。將反應物在分液漏鬥中分層，去除水層，將油層水洗至中性在旋轉 蒸發器中進行濃縮處理，處理後的產物加入催化劑在120°C之間平衡反應6h。平衡後產物 進行真空脫低處理得到乙烯基苯基矽樹脂。
[0020] (2 )、含氧甲基苯基娃樹脂的製備 在N2保護下，80 °C，向乾燥的250 mL三口瓶中加入80份八甲基環四矽氧烷、50份甲 基氫環矽氧烷、100份甲基苯基混合環體，10份1，1，3，3_四甲基-1，3_二氫二矽氧烷， 100 mL甲苯為溶劑，1.0份70%的濃硫酸，聚合5h時間後，常壓蒸去溶劑，-0.093 MPa下 逐步升溫至205 °C，除去低沸物和剩餘的溶劑之後，冷卻至室溫，加入活性炭並攪拌均勻， 然後過濾，即得甲基苯基含氫矽油。
[0021] (3)、LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂的製備 加入步驟（1)所得120份乙烯基苯基矽樹脂、150份乙烯基苯基矽油、加入步驟（2)所 得60份含氫苯基矽油、0. 3份1，3-二乙烯基-1，1，3, 3-四甲基二矽氧烷鉬絡合物、0. 3份 四甲基丁炔醇、1. 〇份KE型M Q有機矽樹脂，製成大功率LED封裝材料，即得到LED透鏡用
【權利要求】
1. 一種LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂及其製備方法，其特徵在於所述的LED透鏡 用強彈性苯基有機矽樹脂，按重量份數計算，其原料組成及含量如下： 乙烯基苯基矽樹脂 100?120份 乙烯基苯基矽油 100?150份 含氫甲基苯基娃樹脂 30?60份； 催化劑A 0· 05?0· 3份 抑制劑 0. 05?0. 3份 增強劑 0. 1?1. 0份； 所述的乙烯基苯基矽油為廣州鑫厚化工科技有限公司提供； 所述的催化劑A為甲基乙烯基矽氧烷配位的鉬絡合物、苯基單體絡合的Pt催化劑或二 者的混合物；優選1，3-二乙烯基-1，1，3, 3-四甲基二矽氧烷鉬絡合物； 所述的抑制劑為丙炔醇、四甲基丁炔醇中的一種或兩者的混合物； 所述的增強劑為廣州康固佳合成材料有限公司提供的KE型M Q有機矽樹脂； 所述的乙烯基苯基矽樹脂按重量份數計算，其組成及含量如下： 二苯基二乙氧基矽烷 60-80份 二苯基二甲氧基矽烷 60-80份 乙烯基二甲氧基矽 100-120份 苯基三甲氧基矽烷 20-40份 催化劑Β 0. 02-1. 0份 所述的催化劑Β為Η型陽離子交換樹脂或四甲基氫氧化銨； 所述的含氫甲基苯基矽樹脂按重量份數計算，其組成及含量如下： 八甲基環四矽氧烷 60-80份 甲基氫環矽氧烷 20-50份 甲基苯基混合環體 60-100份 1，1，3，3_四甲基_1，3_二氧二娃氧燒 5-10份 催化劑C 0. 02-1. 0份 其中所述的催化劑C為70%的濃硫酸。
2. 如權利要求1、2或3所述的一種LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂的製備方法，其 特徵在於具體包括如下步驟： (1 )、乙稀基苯基娃樹脂的製備 將60-80份二苯基二乙氧基矽烷、60-80份二苯基二甲氧基矽烷、20-40份苯基三甲氧 基矽烷和100-120份乙烯基二甲氧基矽加入100ml的甲苯倒入三口瓶中攪拌10 min，取 200mL二次蒸餾水及250mL乙醇混合均勻後加入滴液漏鬥中在0. 5h內滴加完畢； 再加入0. 02-1. 0份催化劑B在50°C反應4h ; 將反應物在分液漏鬥中分層，去除水層，將油層水洗至中性在旋轉蒸發器中進行濃縮 處理，處理後的產物加入催化劑在100?120°C之間平衡反應6h ; 平衡後產物進行真空脫低處理得到乙烯基苯基矽樹脂； (2 )、含氧甲基苯基娃樹脂的製備 在N2保護下，40 °C?80 °C，向乾燥的250 mL三口瓶中加入60-80份八甲基環四矽 氧烷、20-50份甲基氫環矽氧烷、60-100份甲基苯基混合環體，5-10份1，1，3，3_四甲 基-1，3-二氫二矽氧烷，100 mL甲苯為溶劑，0.02-1. 0份催化劑C，聚合4-5h時間後， 常壓蒸去溶劑，-0.093 MPa下逐步升溫至205 °C，除去低沸物和剩餘的溶劑之後，冷卻至 室溫，加入活性炭並攪拌均勻，然後過濾，即得甲基苯基含氫矽油； (3)、LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹脂的製備 加入步驟（1)所得100?120份乙烯基苯基矽樹脂、100?150份乙烯基苯基矽油、力口 入步驟（2)所得30?60份含氫苯基矽油、0. 05?0. 3份催化劑A、0. 05?0. 3份抑制劑、 0. 1?1. 0份增強劑，製成大功率LED封裝材料，即得到LED透鏡用強彈性苯基有機矽樹 脂。
【文檔編號】C08L83/05GK104098905SQ201310118044
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月8日 優先權日:2013年4月8日
【發明者】嚴華寧, 張英強, 吳蓁, 郭傳發, 羅曉霖 申請人:上海華矽化工新材料有限公司