[发明专利]一种封装硅胶的制备方法、制品及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种原位补强和导热改性的LED封装硅胶及其制备方法。本发明的硅橡胶具有高折光率、高透光率、导热良好、耐辐射、耐高低温、耐候等优点，非常适合用作LED封装材料。

技术背景

LED具有亮度高、寿命长、节能、环保等优点，被广泛用于光源、显示装置及液晶显示的背光源。

目前较通用的LED封装材料主要是环氧树脂、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)和低折光率硅胶为主。但大功率LED电流大、发热高，环氧树脂耐热性、耐湿性、柔软性差，易黄变、性脆，冲击强度低、容易产生应力开裂、固化为收缩率高等不足，会因为温度骤变产生的内应力，是金丝与引线框架断开，造成报废。

国外从事这方面的研究较早，并已成功开发出几类产品用于LED封装，现在则集中于高折光率，高透光率和高硬度，低收缩率的产品研究开发。目前国内虽然已有相关报道，但还未见同类产品的出现，以至于当前市场仍然由几家国外大公司所垄断。因此，开发这类产品，打破技术壁垒，对我国功率型LED器件的研制与规模化生产有重要意义。

硅橡胶不经补强，基本没有使用性能。如果用气相法白炭黑，将会使得产品透光率低，不能满足使用要求，而用MQ树脂补强，虽然可以获得一定机械力学强度的硅胶，但MQ树脂制备较麻烦，会产生废酸废水，产率低。另外，硅胶的导热率很低，基本是热的不良导体，因此需要对其进行导热改性。但是，即使加入纳米导热填料，仍然会得不到透明的封装材料。

为克服上述缺陷，本发明通过原位补强方法，四烷氧基硅烷和过渡金属有机化合物的混合溶液在溶剂中进行共水解，对甲基苯基乙烯基硅油进行原位补强和导热改性，获得机械力学性能优良、导热良好的LED封装硅胶，解决现有封装材料存在的不足。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有高的透光率的封装硅胶，并具有良好的拉伸强度和导热率。

本发明采用四烷氧基硅烷和过渡金属有机化合物的混合溶液在溶剂中进行共水解，对甲基苯基乙烯基硅油进行原位补强和导热改性。

本发明为了解决上述技术难题提供的技术方案如下：

一种封装硅胶的制备方法，包括以下工艺步骤：

(1)制备乙烯基基胶：将四烷氧基硅烷、过渡金属有机化合物混合，得混合溶液A，将混合液A加入到含有去离子水、溶剂a和催化剂a的甲基苯基乙烯基硅油中进行水解反应，温度控制在20～90℃，时间为0.5～72h，除去催化剂a、溶剂以及未反应的水，得乙烯基基胶；

(2)制备封装硅橡胶：将步骤(1)所述的乙烯基基胶与甲基苯基含氢硅油、铂催化剂、抑制剂混合，得封装硅橡胶。

采用上述制备方法制得的封装硅胶，包括以下原料组成成分：四烷氧基硅烷、过渡金属有机化合物、溶剂a、催化剂a、甲基苯基乙烯基硅油、甲基苯基含氢硅油、铂催化剂、抑制剂；

所述的溶剂a质量为甲基苯基乙烯基硅油的0.5～6倍；

所述的去离子水质量为溶剂a的0.05～2倍；

所述的催化剂a质量为溶剂a的0.0001～5％，PH值控制在3～5之间；

所述四烷氧基硅烷与过渡金属有机化合物的总质量为甲基苯基乙烯基硅油的1％～40％。

所述的甲基苯基乙烯基硅油为分子式R₁Me₂SiO(Me₂SiO)_m(MeViSiO)_n(MePhSiO)_pSi Me₂R₂，其中Me代表甲基，Vi代表乙烯基，Ph代表苯基，R₁，R₂可同时或分别为Me₃SiO或Me₂ViSiO，1≤m≤400，0≤n≤60，10≤p≤600，m，n，p为正整数或者0，且满足0≤m/(m+n+p)≤0.6，0.3≤(p+q)/(m+n+p)≤0.95；

所述的四烷氧基硅烷为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸异丙酯、正硅酸正丙酯、正硅酸丁酯中的一种或几种；作为优选，优选正硅酸乙酯。