一种led封装胶用增粘剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及LED封装胶技术领域，尤其涉及一种LED封装胶用增粘剂及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 有机硅LED (发光二极管）封装材料由于具有高折射率、高透光率、耐冷热冲击的 特点，能够很好地解决传统环氧树脂封装材料存在的诸多技术问题，近年随着高效节能、绿 色环保的LED照明技术的发展而获得快速的发展，其应用越来越广泛。加成型液体硅橡胶 将含乙烯基的硅氧烷与含氢硅氧烷通过硅氢加成反应进行固化成型，得到有机硅LED封装 材料，具有硫化过程中无副产物、收缩率低以及能深层次固化等优点，在电子元器件、功率 电路模块、大型集成电路板、LED等领域得到快速发展。然而，加成型硅橡胶由于分子本身 呈非极性，在作为封装材料使用时，粘接性很差。考虑到实际应用过程中粘接基材的多样性 及对粘接性要求的不断提尚，相应的增粘剂及具有粘接性的加成型液体娃I父新品种的开发 一直是这个领域的研宄热点。
[0003] 目前，提高硅橡胶粘接性的方法主要有三种：一是采用底涂剂对基材表面进行处 理，该法增加了生产工序和生产时间，降低了生产效率，同时底涂剂多使用易燃溶剂，造成 了运输危险以及环境污染；二是通过改变基胶分子结构增强粘接性，但此法由于实际生产 过程比较复杂，成本相对较高，目前尚未工业化；三是通过添加增粘剂来提高粘接性，这种 方法操作方便易行，但常常存在增粘剂与基胶相容性差，催化剂易中毒等问题。所以与基胶 体系相容性好，用量少，能显著提高增粘性能的增粘剂成为研宄热点。
[0004] 合适的增粘剂要求与加成型硅胶的主要成分相容性好，且不影响硅胶固化工艺和 固化后的各项物理机械性能、电性能和光学性能。目前，增粘剂的制备方法主要以合成为 主，在增粘剂的结构中引入各种具有粘接性的基团和元素如环氧基、丙烯酰氧基、酯基、异 氰酸酯基、烷氧基、硅氢基、杂氮硅三环衍生物、乙烯基、B、N、S、P元素等，将具有这些基团的 硅烷或硅氧烷缩合成低聚物作为增粘剂。中国发明专利申请CN 103739848 A公布了一种 硼酸酯改性有机硅增粘剂的制备方法，该制备方法先合成硅氧烷低聚物，然后将硅氧烷低 聚物与硼酸衍生物进行反应得到增粘剂。该制备方法复杂，在目前追求低成本的趋势下，不 具备一定的经济效益。中国发明专利申请CN 102775611 A公布了一种增粘剂的制备方法， 该方法采用有机锡催化羟基硅油与KH-560和KH-570得到增粘剂。但该增粘剂用于LED有 机硅封装胶时，有机锡可能使得Pt催化剂中毒。作为LED有机硅封装胶的增粘剂，不仅需 要硅胶与基材有较好的粘接性，不易使得Pt催化剂中毒，同时还需要制备方法简单易行， 具备经济价值。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种LED封装胶用增粘剂及其制备方法，该增粘剂与有机硅LED封装 材料具有良好的相容性，添加到有机硅LED封装材料中可显著提高固化后有机硅LED封装 材料与多种基材的粘接性能，该增粘剂的制备过程不产生氯化氢等不易回收处理的副产 物，操作简单，原料易得，成本低。
[0006] 根据本发明的第一方面，本发明提供一种LED封装胶用增粘剂，该增粘剂是二苯 基硅二醇、带环氧基的硅氧烷、带丙烯酰氧基的硅氧烷在碱催化作用下，进行非水解缩合反 应，然后在真空条件下进一步缩合反应，得到的淡黄色或无色的增粘剂。
[0007] 作为本发明的优选方案，上述带环氧基的硅氧烷选自γ -缩水甘油醚氧丙基三甲 氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β _(3,4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷 和β-(3,4-环氧环己基）乙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
[0008] 作为本发明的优选方案，上述带丙烯酰氧基的硅氧烷选自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种。
[0009] 作为本发明的优选方案，上述碱选自KOH、NaOH、LiOH和Ba (OH) 2 · 2Η20中的至少 一种，更优选 Ba (OH)2 · 2Η20。
[0010] 根据本发明的第二方面，本发明提供一种制备LED封装胶用增粘剂的方法，该方 法包括如下步骤：
[0011] 将二苯基硅二醇、带环氧基的硅氧烷、带丙烯酰氧基的硅氧烷加入到反应器中，加 入碱作催化剂，在加热条件下进行非水解缩合反应，然后在真空条件下进一步缩合反应，真 空度的控制以料液不起泡沫为宜；停止真空，降温，出料，离心除去催化剂碱，得到淡黄色或 无色的增粘剂。
[0012] 作为本发明的优选方案，上述方法包括如下步骤：
[0013] 将200~250重量份的二苯基硅二醇、100~130重量份的带环氧基的硅氧烷、 100~120重量份的带丙烯酰氧基的硅氧烷加入到反应器中，再加入0. 5~2重量份的碱作 催化剂，升温到60~KKTC进行非水解缩合反应，反应2~5h后，在真空条件下进一步缩合 反应0. 5~2h，真空度的控制以料液不起泡沫为宜；停止真空，降温，出料，离心除去催化剂 碱，得到淡黄色或无色的增粘剂。
[0014] 作为本发明的优选方案，上述带环氧基的硅氧烷选自γ -缩水甘油醚氧丙基三甲 氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷 和β-(3,4-环氧环己基）乙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
[0015] 作为本发明的优选方案，上述带丙烯酰氧基的硅氧烷选自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种。
[0016] 作为本发明的优选方案，上述碱选自Κ0Η、NaOH、LiOH和Ba(OH)2 · 2Η20中的至少 一种，优选8&(0!1)2.2!120。
[0017] 作为本发明的优选方案，上述碱用量为1~1. 5重量份。
[0018] 作为本发明的优选方案，上述非水解缩合反应的温度为70~80°C。
[0019] 作为本发明的优选方案，上述非水解缩合反应的时间为2~3h。
[0020] 本发明相对于现有技术具有如下优点：本发明的增粘剂添加到有机硅LED封装材 料中可显著提高固化后有机硅LED封装材料与PPA、银、铝、铜和不锈钢多种基材的粘接性 能；与有机硅LED封装材料具有良好的相容性，在双组份加成型硅树脂中使用时互溶性非 常好，不出现变色现象，无任何异味；本发明制备该增粘剂的方法原料易得、反应条件温和、 工艺简单、可操作性强，易于工业化生产。
【具体实施方式】
[0021] 下面通过【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0022] 本发明的发明人通过将二苯基硅二醇、带环氧基的硅氧烷、带丙烯酰氧基的硅氧 烷加入到反应器中，加入碱作催化剂，在加热条件下进行非水解缩合反应，然后在真空条件 下进一步缩合反应，真空度的控制以料液不起泡沫为宜；停止真空，降温，出料，离心除去催 化剂碱，得到淡黄色或无色的增粘剂。
[0023] 本发明人出人意料地发现，使用通过上述方法制备得到的LED封装胶用增粘剂作 为封装胶的成分，能够使得封装胶对PPA、银、铝、铜和不锈钢多种基材的粘合能力提高5倍 以上，大大出乎本领域技术人员的意料。
[0024] 在本发明的上述方案的基础上，本发明的发明人对反应中的原料用量、反应温度 和反应时间进行了进一步优化，得到一种优选的技术方案。通过该优选的技术方案所制得 的增粘剂作为LED封装胶的成分，能够出人意料地提高封装胶对PPA、银、铝、铜和不锈钢多 种基材的粘合能力，并且同时具备高透光率的优点。
[0025] 该优选的技术方案如下：
[0026] 将200~250重量份的二苯基硅二醇、100~130重量份的带环氧基的硅氧烷、 100~120重量份的带丙烯酰氧基的硅氧烷加入到反应器中，再加入0. 5~2重量份的碱作 催化剂，升温到60~KKTC进行非水解缩合反应，反应2~5h后，在真空条件下进一步缩合 反应0. 5~2h，真空度的控制以料液不起泡沫为宜；停止真空，降温，出料，离心除去催化剂 碱，得到淡黄色或无色的增粘剂。
[0027] 在本发明的某些实施例中，上述带环氧基的硅氧烷选自γ -缩水甘油醚氧丙基三 甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β -(3,4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅 烷和β-(3,4-环氧环己基）乙基三乙氧基硅烷中的至少一种，也就是说可以单独使用其中 一种，也可以混合使用两种或两种以上，并且本发明对于混合使用的混合比例没有限制。典 型但非限定性的混合使用的例子比如：γ -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ -缩水甘 油醚氧丙基三乙氧基硅烷的混合，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和β-(3,4-环氧环 己基）乙基三甲氧基硅烷的混合，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和β-(3,4-环氧环 己基）乙基三乙氧基硅烷的混合，γ -缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷和β -(3,4-环氧环 己基）乙基三甲氧基硅烷的混合，γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷和β-(3,4-环氧环 己基）乙基三乙氧基硅烷的混合，β-(3,4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷和β-(3,4-环 氧环己基）乙基三乙氧基硅烷的混合，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油 醚氧丙基三乙氧基硅烷和β-(3,4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷的混合，γ-缩水甘油 醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷和β-(3,4-环氧环己 基）乙基三乙氧基硅烷的混合。
[0028] 在本发明的某些实施例中，上述带丙烯酰氧基的硅氧烷选自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种，也就是说可以 单独使用其中一种，也可以混合使用两种或两种以上，并且本发明对于混合使用的混合比 例没有限制。
[0029] 在本发明的某些实施例中，上述碱选自KOH、NaOH、LiOH和Ba (OH) 2 · 2Η20中的至 少一种，也就是说可以单独使用其中一种，也可以混合使用两种或两种以上，并且本发明对 于混合使用的混合比例没有限制。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。优选 Ba(OH)2 · 2H20。
[0030] 上述优选的技术方案中，原料用量、反应温度和反应时间都是进一步