| 专利名称： | 一种UV固化LED封装胶树脂及其合成方法 | ||
| 专利名称(英文)： | A cured UV LED packaging adhesive resin and its synthetic method | ||
| 专利号： | CN201610020695.9 | 申请时间： | 20160113 |
| 公开号： | CN105542173A | 公开时间： | 20160504 |
| 申请人： | 上海应用技术学院 | ||
| 申请地址： | 200235 上海市徐汇区漕宝路120-121号 | ||
| 发明人： | 张英强; 吴郢珊; 姚晨辉; 金程威; 李烨; 吴蓁 | ||
| 分类号： | C08G81/00; C08G77/12; C08G77/445; C09J183/10 | 主分类号： | C08G81/00 |
| 代理机构： | 上海精晟知识产权代理有限公司 31253 | 代理人： | 杨军 |
| 摘要： | 本发明公开了一种UV固化LED封装胶树脂及其合成方法。本发明首先将100～150份二苯基二甲氧基硅烷、10～40份二甲基二甲氧基硅烷、30～50份含氢双封头、20～60份蒸馏水、100～200份溶剂、0.03～1份催化剂加入到容器中，先在60～90℃温度下反应，再在100～120℃温度下反应，之后减压蒸馏得到苯基含氢硅油。其次将苯基含氢硅油和超支化聚酯丙烯酸酯氨、阻聚剂、催化剂，恒温反应，得到UV固化LED封装胶树脂。本发明的UV固化LED封装胶树脂具有高透光率、高折射率，可用干LED封装领域，也可以使用在仪器、仪表、家电、机械、汽车、电子电器等领域。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a cured UV LED packaging adhesive resin and method for synthesizing the same. The present invention first will 100-150 parts diphenyl dimethoxy silane, 10-40 parts dimethyl dimethoxy silane, 30-50 parts hydrogen-containing double-head, 20-60 distilled water, 100-200 parts of solvent, 0.03-1 in the catalyst is added to the container, the first 60-90 °C reaction under the temperature, the 100-120 °C reaction under the temperature, reduced pressure distillation after the phenyl silicone oil containing hydrogen. Secondly the phenyl silicone oil containing hydrogen and the hyperbranched polyester acrylic ester ammonia, inhibitor, catalyst, the constant temperature reaction, to obtain cured UV LED packaging adhesive resin. Cured UV LED of the present invention for encapsulation resin having high transmittance, high refractive index, can be used dry LED packaging field, can also be used in the instrument, instrument, appliance, mechanical, automotive, electronic appliances and other fields. | ||
1.一种UV固化LED封装胶树脂，其特征在于，该树脂的结构式如下所示： 其中：m为1-30范围内的整数；n为1-30范围内的整数；R为超支化聚酯丙烯酸酯加成 一个氢原子饱和后生成的结构。
2.如权利要求1所述的UV固化LED封装胶树脂，其特征在于，该树脂透光率在79～90％ 之间，在室温下的折射率在1.5001～1.5326之间，UV光照射下的固化时间在5～8s之间。
3.如权利要求1所述的UV固化LED封装胶树脂，其特征在于，该树脂通过苯基含氢硅油和 超支化聚酯丙烯酸酯在铂催化剂作用下反应制备得到；其中：所述苯基含氢硅油按重量份 数计算，其组成及含量如下： 所述的溶剂选自甲苯或苯的一种或两种； 所述的催化剂选自98wt％硫酸或38wt％盐酸中的一种或两种。
4.如权利要求1所述的UV固化LED封装胶树脂，其特征在于，所述苯基含氢硅油的制备方 法如下：将二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、含氢双封头、蒸馏水、溶剂、催 化剂按比例加入到容器中，升温至60～90℃，搅拌下恒温4～8h，然后升温至100～120℃， 搅拌下恒温反应4h，所得的反应液经后处理，即得苯基含氢硅油。
5.如权利要求1所述的UV固化LED封装胶树脂的合成方法，其特征在于，具体步骤如 下： (1)将二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、含氢双封头、蒸馏水、溶剂、 催化剂依次加入到容器中，升温至60～90℃，搅拌下恒温4～8h，然后升温至100～120℃， 搅拌下恒温反应4h，所得的反应液用蒸馏水水洗至中性，再减压蒸馏以除去溶剂及残余水 分，即得到苯基含氢硅油； (2)将苯基含氢硅油和超支化聚酯丙烯酸酯按比例加入到反应容器中，再加入阻聚 剂，通入保护气体，搅拌并加热，升温至60～80℃，加入铂催化剂，搅拌下恒温3～5h， 停止加热，待温度降到室温，即得UV固化LED封装胶树脂。
6.如权利要求5所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，减压蒸馏条件为：温度为 200℃，压力为-0.096MPa，减压蒸馏1.0～3.0h。
1.一种UV固化LED封装胶树脂，其特征在于，该树脂的结构式如下所示： 其中：m为1-30范围内的整数；n为1-30范围内的整数；R为超支化聚酯丙烯酸酯加成 一个氢原子饱和后生成的结构。
2.如权利要求1所述的UV固化LED封装胶树脂，其特征在于，该树脂透光率在79～90％ 之间，在室温下的折射率在1.5001～1.5326之间，UV光照射下的固化时间在5～8s之间。
3.如权利要求1所述的UV固化LED封装胶树脂，其特征在于，该树脂通过苯基含氢硅油和 超支化聚酯丙烯酸酯在铂催化剂作用下反应制备得到；其中：所述苯基含氢硅油按重量份 数计算，其组成及含量如下： 所述的溶剂选自甲苯或苯的一种或两种； 所述的催化剂选自98wt％硫酸或38wt％盐酸中的一种或两种。
4.如权利要求1所述的UV固化LED封装胶树脂，其特征在于，所述苯基含氢硅油的制备方 法如下：将二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、含氢双封头、蒸馏水、溶剂、催 化剂按比例加入到容器中，升温至60～90℃，搅拌下恒温4～8h，然后升温至100～120℃， 搅拌下恒温反应4h，所得的反应液经后处理，即得苯基含氢硅油。
5.如权利要求1所述的UV固化LED封装胶树脂的合成方法，其特征在于，具体步骤如 下： (1)将二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、含氢双封头、蒸馏水、溶剂、 催化剂依次加入到容器中，升温至60～90℃，搅拌下恒温4～8h，然后升温至100～120℃， 搅拌下恒温反应4h，所得的反应液用蒸馏水水洗至中性，再减压蒸馏以除去溶剂及残余水 分，即得到苯基含氢硅油； (2)将苯基含氢硅油和超支化聚酯丙烯酸酯按比例加入到反应容器中，再加入阻聚 剂，通入保护气体，搅拌并加热，升温至60～80℃，加入铂催化剂，搅拌下恒温3～5h， 停止加热，待温度降到室温，即得UV固化LED封装胶树脂。
6.如权利要求5所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，减压蒸馏条件为：温度为 200℃，压力为-0.096MPa，减压蒸馏1.0～3.0h。
翻译：技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种UV固化LED封装胶树脂及其合成方 法。
背景技术
目前LED的制备中主要流程涉及：固晶、固化、键合、封装、后固化、检测等工艺步 骤。而封装后固化基本是需要在高于100℃对器件进行加热完成有机硅封装胶固化，固化 一般需要几小时。大大降低了生产效率。另外，传统的双包装LED封装胶在使用时也非常 不便，存在的问题主要有：一方面由于封装胶的黏度较大，导致混合不均；混合后还要脱 泡，步骤较繁琐；难以满足快速流水线中大功率LED封装业的发展需要。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种单组份UV固化LED 封装胶及其合成方法，该单组份UV固化LED封装胶分子结构中同时含有乙烯基、苯基、 丙烯酸酯等分子结构，其使用方便、可在5～8s完成固化封装，能有效解决现有技术存在 的固化时间长、配胶工艺繁琐等技术问题。
本发明的技术方案具体介绍如下。
本发明提供一种UV固化LED封装胶树脂，树脂的结构式如下所示：
其中：m为1-30范围内的整数；n为1-30范围内的整数；R为超支化聚酯丙烯酸酯加成 一个氢原子饱和后生成的结构。
本发明中，树脂透光率在79～90％之间，在室温下的折射率在1.5001～1.5326之间， UV光照射下的固化时间在5～8s之间。
本发明中，树脂通过苯基含氢硅油和超支化聚酯丙烯酸酯在铂催化剂作用下反应制备 得到；其中：所述苯基含氢硅油按重量份数计算，其组成及含量如下：
所述的溶剂选自甲苯或苯的一种或两种；
所述的催化剂选自98wt％硫酸或38wt％盐酸中的一种或两种。
本发明中，所述苯基含氢硅油的制备方法如下：将二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲 氧基硅烷、含氢双封头、蒸馏水、溶剂、催化剂按比例加入到容器中，升温至60～90℃， 搅拌下恒温4～8h，然后升温至100～120℃，搅拌下恒温反应4h，所得的反应液经后处理， 即得苯基含氢硅油。
本发明还提供一种上述UV固化LED封装胶树脂的合成方法，具体步骤如下：
(1)将二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、含氢双封头、蒸馏水、溶剂、 催化剂依次加入到容器中，升温至60～90℃，搅拌下恒温4～8h，然后升温至100～120℃， 搅拌下恒温反应4h，所得的反应液用蒸馏水水洗至中性，再减压蒸馏以除去溶剂及残余水 分，即得到苯基含氢硅油；
(2)将苯基含氢硅油和超支化聚酯丙烯酸酯按比例加入到反应容器中，再加入阻聚 剂，通入保护气体，搅拌并加热，升温至60～80℃，加入铂催化剂，搅拌下恒温3～5h， 停止加热，待温度降到室温，即得UV固化LED封装胶树脂。
上述步骤(1)中，减压蒸馏条件为：温度为200℃，压力为-0.096MPa，减压蒸馏1.0～ 3.0h。
本发明的有益成果如下：
本发明的一种UV固化LED封装胶树脂，由于在苯基含氢硅油分子链端基的硅氢键与 超支化聚酯丙烯酸酯的双键进行了加成反应，使甲基苯基有机硅上接入了大量的聚酯丙烯 酸酯结构其可在UV照射下完成固化交联反应，并且固化可在5～8S完成，克服了目前双 组份封装胶存在的固化时间长的技术问题。
进一步，本发明的一种UV固化LED封装胶树脂，通过改变二苯基二甲氧基硅烷、二 甲基二甲氧基硅烷等原料的组分的含量来实现对最终所得的UV固化LED封装胶树脂中甲 基苯基含量的控制，使所得的UV固化LED封装胶树脂在满足高折射率的同时，具有高透 光率。上述所得的UV固化LED封装胶树脂，其折光率高，按照国家标准GB/T614-2006 《化学试剂折光率通用方法》对其折光率进行了测试，室温下为1.5001～1.5326。采用尤 尼柯(上海)仪器有限公司的UV-2102PC紫外可见光分光光度计，将上述制备UV固化 LED封装胶的样品置于1mm×1mm×10mm的石英比色皿中；扫描波段为300-800nm， 测试样品透光率，其透光率可达79～90％。上述所得的UV固化LED封装胶树脂，由于其 具有高透光率、高折射率、粘度低等特点，可用于LED封装领域，还可用于电子业LED 室内外显示板、LED交通信号等的封装、隔绝保护等相关技术领域。
本发明的一种UV固化LED封装胶树脂的合成方法，其合成路线短、反应温和，不需要 压力反应设备，因此具有合成过程简单、操作方便、反应条件温和，适于工业化生产。
附图说明
图1、实施例1所得的UV固化LED封装胶树脂的红外光谱图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。
本发明各实施例所用的原料中除特殊表明的厂家及型号外，其他原料均为市售，规格 均为化学纯。
本发明所用的各种设备的型号及生产厂家的信息如下：
2W型阿贝折射率仪，苏州圣辉精密仪器设备有限公司；
NDJ-1旋转式粘度计，上海精密仪器有限公司；
UV-2102PC紫外分光光度计，尤尼柯(上海)仪器有限公司。
实施例1
一种UV固化LED封装胶树脂的合成方法，步骤如下：
(1)将100份二苯基二甲氧基硅烷、10份二甲基二甲氧基硅烷、30份含氢双封头、20份 蒸馏水、100份溶剂(苯和甲苯重量比1:1)、0.03份38wt％盐酸依次加入到容器中，升温 至60℃，搅拌下恒温4h，然后升温至100℃，搅拌下恒温反应4h，所得的反应液用蒸馏 水水洗至中性，然后控制温度为200℃，压力为-0.096MPa下减压蒸馏1.0h，以除去溶剂及 残余水分，即得苯基含氢硅油。
(2)将10g苯基含氢硅油和20g超支化聚酯丙烯酸酯按一定的比例加入到500ml的三口 烧瓶中，再加入0.01g的阻聚剂，通入保护气体，搅拌并加热，升温至60℃，加入0.01g 氯铂酸络合催化剂，搅拌下恒温3h，停止加热，待烧瓶温度降到室温，即得UV固化LED 封装胶树脂。
将上述所得的UV固化LED封装胶树脂通过红外色谱仪(美国Nicolet公司380型)进 行红外光谱分析，所得的红外光谱图如图1所示，从图1中可以看出，1634.42cm-1处峰形尖 锐的吸收峰为Si-C6H5中芳环骨架振动吸收峰；1408.75cm-1是Si-乙烯基的吸收峰； 1466.77cm-1是Si-CH3的吸收峰；1061.56cm-1处的宽而强的吸收带为Si-O-Si的反对称伸缩振 动吸收峰，这是硅树脂的特征吸收峰。
以上表明，上述所得的UV固化LED封装胶树脂中含有Si-O键、Si-乙烯基等特征基 团，说明苯基含氢硅油和超支化聚酯丙烯酸酯已成功的反应，生成了UV固化LED封装胶 树脂。
上述所得的UV固化LED封装胶树脂，采用苏州圣辉精密仪器设备有限公司的2W型 阿贝折射率仪，按照国家标准GB/T614-2006《化学试剂折光率通用方法》对其折光率进 行了测试，室温下其折光率为1.5001；
采用尤尼柯(上海)仪器有限公司的UV-2102PC紫外可见光分光光度计，将上述UV 固化LED封装胶树脂的样品置于1mm×1mm×10mm的石英比色皿中；扫描波段为 300-800nm，测试样品透光率，其透光率可达90％；
取10g上述制备的UV固化LED封装胶加入0.6gdarocure1173搅拌均匀后进行UV 固化，固化5s可完全固化；
由此表明，实施例1所得的UV固化LED封装胶树脂具有自固化交联反应特性，在 折光率、透光率及粘度等方面满足LED封装胶应用。
实施例2
一种UV固化LED封装胶树脂的合成方法，步骤如下：
(1)将150份二苯基二甲氧基硅烷、40份二甲基二甲氧基硅烷、50份含氢双封头、60份 蒸馏水、200份甲苯、1份98wt％硫酸依次加入到容器中，升温至90℃，搅拌下恒温8h， 然后升温至120℃，搅拌下恒温反应4h，所得的反应液用蒸馏水水洗至中性，然后控制温 度为200℃，压力为-0.096MPa下减压蒸馏3.0h，以除去溶剂及残余水分，即得苯基含氢硅 油。
(2)将10g苯基含氢硅油和10g超支化聚酯丙烯酸酯加入到500ml的三口烧瓶中，再加 入0.005g的阻聚剂，通入保护气体，搅拌并加热，升温至80℃，加入0.02g氯铂酸的络合 物，搅拌下恒温5h，停止加热，待烧瓶温度降到室温，即得UV固化LED封装胶树脂。
上述所得的UV固化LED封装胶树脂，采用苏州圣辉精密仪器设备有限公司的2W型 阿贝折射率仪，按照国家标准GB/T614-2006《化学试剂折光率通用方法》对其折光率进 行了测试，室温下其折光率为1.5326；
采用尤尼柯(上海)仪器有限公司的UV-2102PC紫外可见光分光光度计，将上述所得 的UV固化LED封装胶树脂，置于1mm×1mm×10mm的石英比色皿中；扫描波段为 300-800nm，测试样品透光率，其透光率可达79％；
取10g上述制备的UV固化LED封装胶加入0.3gdarocure1173搅拌均匀后进行UV 固化，固化8s可完全固化；
由此表明，实施例2所得的UV固化LED封装胶树脂具有自固化交联反应特性，在 折光率、透光率等方面满足LED封装胶应用。
综上所述本发明所得的原料中的可UV固化LED封装胶树脂在光引发剂的作用下经 UV照射固化后形成三维网状结构；具有较高的室温下折射率，为1.5001～1.5326；透光率 可达79～90％，满足大功率LED快速封装的需要。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等 效变换，均应属于本发明的保护范围。
