[發明專利]含乙烯基的苯基氫基硅樹脂及其制備方法

在審

• 申請號: 201310167027.5
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN104140533A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 張鳳俠
• 申請（專利權）人: 北京首科化微電子有限公司;北京科化新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G77/20
• 分類號: C08G77/20;C08G77/06
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

技術領域

本發明涉及有機硅樹脂，尤其涉及一種具有高折射率、高透光率的用于大功率LED封裝用的含乙烯基的苯基氫基硅樹脂及其制備方法。

背景技術

LED是發光二級管的簡稱，可以將電能直接轉化為光能，具有節能、環保、安全、壽命長、亮度和發光效果易調節等特點；LED的這些特點符合了當今處于能源危機下的人們在追求環保的同時對于所制備的產品具備節能減碳的標準，因此LED在近幾年得到了越來越多的關注，也取得了飛速的發展，成為第四代光源，有望被廣泛推廣和使用。

封裝材料對LED起到保護和支撐作用，還可以調節出光效果，能夠直接影響LED的使用性能和壽命。事實上，LED封裝器件的性能在50%程度上取決于芯片，50%取決于封裝工藝和封裝材料。因此，高性能的封裝材料對LED的性能影響至關重要，因此成為近幾年來科研人員研究的熱點。

傳統的封裝材料使用的是環氧樹脂，但是環氧樹脂具有內應力大、易黃變、耐熱性能和耐紫外性能差等缺點，因此隨著LED功率的提高，環氧樹脂已經不能滿足作為封裝材料的應用。與之相對，有機硅材料具有內應力小、透光率高、耐熱性能和耐紫外性能好等優點，正在取代環氧樹脂成為主要的封裝材料。

國外企業對有機硅的研究時間較早，現在已有成熟的有機硅產品投放市場，并且國內的市場也幾乎完全被這些國外企業所占領。近年來，國內很多的高校和企業也展開了類似的研究，并申請了專利，但是這些專利所公開的有機硅的結構設計都是只含氫基，這種只含氫基的有機硅產物與乙烯基組分加成固化后得到的產品硬度低，且強度差。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有高折射率、高透光率的用于大功率LED封裝用的含乙烯基的苯基氫基硅樹脂。

本發明的再一目的是提供一種用于大功率LED封裝用的含乙烯基的苯基氫基硅樹脂的制備方法。

本發明的含乙烯基的苯基氫基硅樹脂具有折射率高、透光率高，同時具有粘度、苯基含量、乙烯基含量與氫基含量均可調等特點，本發明的含乙烯基的苯基氫基硅樹脂與乙烯基樹脂加成固化后，得到的LED封裝材料硬度大，內應力小，抗撕裂強度大。

本發明的含乙烯基的苯基氫基硅樹脂具有以下結構：

式中R₁、R₂、R₃獨立的為CH₃或C₆H₅；m、n分別表示構成硅樹脂的全部硅氧烷單元為1mol時各個硅氧烷單元所占的摩爾數，且m+n=1；Vi為乙烯基。

本發明的含乙烯基的苯基氫基硅樹脂的制備方法包括水解反應、縮聚反應及后處理，其制備方法包括以下步驟：

（1）將水和催化劑的混合物，在溫度為0～40℃及強烈攪拌下滴加到單體硅烷和甲苯溶劑的混合物中，滴加完畢后得到反應體系，在溫度為50～100℃下進行水解反應(優選水解反應的時間為1～16小時)；

（2）在攪拌下向步驟（1）水解反應完成后得到的反應液中加入氫基封端劑、乙烯基封端劑和甲苯溶劑，于溫度為50～100℃下進行縮聚反應2～8小時，縮聚反應完成后停止加熱，其中：乙烯基封端劑：氫基封端劑的摩爾比為1:1～1:100；且氫基封端劑和乙烯基封端劑的加入總量是步驟（1）反應體系中單體硅烷的質量百分含量的5%～80%；

（3）向步驟（2）縮聚反應完成后得到的反應液中加入水并進行攪拌混合，然后靜置分層，取有機層，并用水反復清洗有機層至中性，旋蒸除去低分子物質，得到含乙烯基的苯基氫基硅樹脂。

步驟（1）所述的反應體系中的催化劑的質量濃度為0.1%～15%。

所述的催化劑選自硫酸、磷酸、鹽酸、三氟甲烷磺酸、酸性陽離子交換樹脂中的一種。

所述的酸性陽離子交換樹脂選自苯乙烯系樹脂。

步驟（1）所述的反應體系中的單體硅烷的質量濃度為40%～90%。

所述的單體硅烷選自苯基三甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、苯基三氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷中的一種或幾種；或選自苯基三甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、苯基三氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷中的幾種，且所選擇的單體硅烷中至少有一種是含有苯基的單體硅烷。