[发明专利]环形网状硅树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED封装硅树脂及制备方法，特别是涉及用于大功率LED封装的环形网状硅树脂及其制备方法。

背景技术

随着大功率LED的发展，人们对LED封装材料提出了越来越高的要求。目前国内的LED封装材料主要是环氧树脂和有机硅材料，但是环氧树脂存在内应力大、易老化、耐热性不够等不足。环氧树脂在150℃左右透明度降低，在135～145℃范围内还会引起树脂严重退化，对LED寿命有重要的影响。有机硅材料耐热好、耐紫外光性强、内应力小，性能明显优于环氧树脂，逐渐的代替环氧树脂成为LED封装材料的理想选择。LED的功率越大，工作时产生的热量越多，由于有机硅材料导热率低，产生的热量不能及时散发出去，在内部聚集，因此大功率LED封装材料要求具有良好的耐热性能。国内外在提高硅材料的导热率方面做了很多研究，如中国专利CN102925100A公开了一种高导热性能导电银胶及其制备方法，通过将导电填料和石墨烯加入到树脂中提高了树脂的导热性能，而耐高温的硅材料研究相对较少。

目前用于LED封装的有机硅材料主要是由烷氧基硅烷或氯硅烷水解缩聚制得线性或网状结构的硅油或硅树脂，再通过硅氢加成固化制得。杨雄发等人以甲基苯基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷和苯基三氯硅烷共水解缩聚制得甲基苯基乙烯基硅树脂，固化后的树脂可见光波长透过率大于90%，但在200℃左右出现5%热失重（杨雄发，杨琳琳，曹诚，朱小飚，华西林，郑群亮，宋光鑫，吴连斌，来国桥.一种高折光率发光二极管封装硅树脂的研制.高等学校化学学报，2012，33（5）：1078-1083）。汪晓璐等人以苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、端羟基聚二甲基硅氧烷在盐酸催化下通过共水解缩聚制得苯基乙烯基硅树脂，与甲基苯基含氢硅油固化得到硅树脂，所得树脂可见光波长透过率大于95%，但在250℃左右也出现了明显的热分解（汪晓璐，张军营，陈珏，史翎，展喜兵，林欣，窦鹏.高折射率苯基乙烯基透明硅树脂的制备与固化性能.化工新型材料，2013，41（4）：65-68）。缪义军等人以苯基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二乙烯基四甲基二硅氧烷共水解缩聚得到甲基苯基乙烯基硅树脂，以六甲基二硅氧烷、苯基三甲氧基硅烷、四甲基二硅氧烷共水解缩聚得到苯基含氢硅树脂，硅氢加成之后得到无色透明的硅树脂封装材料，透过率大于95%，但在300℃就出现了明显的热分解（廖义军,欧阳冲,夏传军,喻春莲,许家琳.高折射率大功率LED封装硅树脂的制备与性能研究.2010第十五届中国有机硅学术交流会论文集.2010：313-317）。

已有方法制得线性或网状结构的硅油或硅树脂固化之后得到的封装材料虽然具有较好的透过率，但是它的耐热性不够，在300℃左右就出现明显的热分解，尚不能满足大功率LED封装的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种环形网状硅树脂及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷。

所述环形网状硅树脂，其特征在于，基本结构包括含甲基的环六硅氧烷和含苯基的环三硅氧烷，其初始热分解温度为400～405℃，可见光波长透过率大于95%，邵氏硬度为80～82A。

本发明所述环形网状硅树脂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将苯基三烷氧基硅烷加入水和有机溶剂的混合溶液中，加入氢氧化钾，搅拌1～2小时后，在真空度为0.08MPa下，40℃～70℃蒸除溶剂，冷冻结晶，获得三苯基环三硅醇钾盐的针状晶体，在40℃下真空干燥24小时，获得白色粉末；

冷冻结晶的温度为－8℃～－12℃，结晶的时间12～26小时，优选18～22小时；

所述的苯基三烷氧基硅烷的通式为PhSi(OR)₃，其中Ph为苯基，R为甲基、乙基、正丁基的一种；

溶剂为甲醇、乙醇、正丁醇、苯、甲苯或正己烷的一种以上；

苯基三烷氧基硅烷与氢氧化钾的摩尔比为1:0.5～1:2；

水与苯基三烷氧基硅烷的摩尔比为1:1～4:1；

溶剂的质量为苯基三烷氧基硅烷质量的2～3倍；

作为优选，步骤（1）中苯基三烷氧基硅烷为苯基三甲氧基硅烷，溶剂为甲醇；

作为优选，步骤（1）中苯基三烷氧基硅烷与氢氧化钾的摩尔比为1:1，水与苯基三烷氧基硅烷的摩尔比为1:2；

苯基三烷氧基硅烷可采用市售产品；