[發(fā)明專利]光學(xué)樹脂的合成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410314968.1
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104109243A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅超云;左建東;趙建青;林雪春;林峰;徐志娟;肖望東;羅大為
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: C08G75/04
• 分類號: C08G75/04
• 代理公司: 深圳冠華專利事務(wù)所(普通合伙) 44267
• 代理人: 張良子

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于多丙烯酸酯基的光學(xué)樹脂的合成方法，尤其是一種含有硫原子的光學(xué)樹脂的合成方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管（LED）作為新一代固體光源而廣受關(guān)注。由于LED的芯片具有高的折射率（約為2.2），與其封裝樹脂的折射率差異較大，造成界面光的全反射嚴(yán)重，取出光效率不高。

目前采用有機(jī)硅封裝樹脂封裝的LED的折射率僅為1.4~1.5，與芯片的折射率差異較大，導(dǎo)致取出光效率較低，僅為理論值的10%。且目前LED芯片封裝樹脂主要為環(huán)氧樹脂和有機(jī)硅樹脂，環(huán)氧樹脂還存在熱穩(wěn)定性和耐久性較差的問題。

依據(jù)Lorentz?Lorenz方程，提高聚合物折射率的方法主要為引入高摩爾折射率和低摩爾體積的原子或原子團(tuán)。Jin-gang?Liud等指出引入含硫化合物是制備高折射率光學(xué)樹脂最有效的方法之一，常引入硫醚、砜、噻吩、噻重氮、噻嗯等。

點(diǎn)擊化學(xué)?(clickchemistry)合成法，是一種基于高效、高選擇性的C-X(X為雜原子)成鍵反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)大量新化合物制備的合成方法。所謂點(diǎn)擊化學(xué)，又譯為鏈接化學(xué)、動態(tài)組合化學(xué)、速配結(jié)合組合式化學(xué)，是由化學(xué)家巴里·夏普萊斯（K?B?Sharpless）在2001年引入的一個合成概念，主旨是通過小單元的拼接，來快速可靠地完成形形色色分子的化學(xué)合成。它尤其強(qiáng)調(diào)開辟以碳-雜原子鍵（C-X-C）合成為基礎(chǔ)的組合化學(xué)新方法，并借助點(diǎn)擊反應(yīng)來簡單高效地獲得分子多樣性。

巰基—乙烯基的點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)條件簡單，產(chǎn)物結(jié)構(gòu)可控，且反應(yīng)形成的硫醚結(jié)構(gòu)，有利于提高聚合物的折射率。這類反應(yīng)不僅原料易得，更為重要的是只需利用加熱或光照條件產(chǎn)生自由基即可使反應(yīng)發(fā)生。

也有采用無機(jī)納米粒子與聚合物進(jìn)行復(fù)合，制備納米復(fù)合材料。聚合物與無機(jī)納米粒子的復(fù)合材料，既具有聚合物的易加工性和抗沖擊性，又有無機(jī)材料高折射率的特性。而且，無機(jī)納米復(fù)合材料的折射率可以近似地由各相的折射率與體積分?jǐn)?shù)之和決定，可對折射率進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。要提高粒子填充復(fù)合材料的透明性，其關(guān)鍵在于：粒子的尺寸盡量遠(yuǎn)小于可見光波長；減少粒子填充的體積分?jǐn)?shù)。因此，為了獲得良好的可見光透明性，納米粒子的直徑應(yīng)該在25nm以下。

獲得高折射率高透明高穩(wěn)定性的塊狀納米復(fù)合材料仍有一定難度。對于用傳統(tǒng)的溶膠-凝膠法制備整塊光學(xué)透明納米復(fù)合材料時，則存在著以下幾個致命的問題：1、水解和縮聚過程中產(chǎn)生的水和醇等低分子副產(chǎn)物以及溶劑的揮發(fā)，會造成嚴(yán)重的體積收縮現(xiàn)象(大于50%)，進(jìn)而帶來大的內(nèi)應(yīng)力和顯著的裂紋，很難制得具有預(yù)期尺寸和形狀的塊體光學(xué)透明材料，如厚度>10μm；2、干燥速率極慢，一般需幾周甚至幾個月；3、對于長期使用的納米復(fù)合光學(xué)透明材料，還可能有因納米粒子團(tuán)聚，產(chǎn)生大的相分離而使光的散射損耗增加的問題。

鑒于以上，納米復(fù)合材料仍存在工藝問題，而LED的封裝樹脂的折射率與其本身的折射率差異較大，而造成的取出光效率低下的問題，十分有必要改進(jìn)封裝LED的樹脂，以降低界面光的全放射，提高其取出光效率。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述狀況，有必要提供一種高折射率高穩(wěn)定性的光學(xué)樹脂，以及其合成方法。將這種高折射率和高穩(wěn)定性的光學(xué)樹脂應(yīng)用到LED封裝領(lǐng)域，能夠得到熱穩(wěn)定性好、折射率高、透光率高的照明產(chǎn)品。

本發(fā)明利用多元丙烯酸酯單體與多元硫醇/硫酚單體混合，在催化劑的作用下，通過加熱或者紫外光固化的形式，制備高折射率高穩(wěn)定性的光學(xué)樹脂。

一種光學(xué)樹脂的合成方法，將多丙烯酸酯化合物與多巰基化合物進(jìn)行混合，其中多丙烯酸化合物中所含雙鍵與多巰基化合物中巰基的摩爾比值為1:1~1:1.25，進(jìn)行固化。

固化的方式有兩種，分別是加熱固化和紫外光固化。

該加熱固化的具體方式為：在催化劑下進(jìn)行加熱固化，熱固化溫度為50℃~100℃，固化時間為30min~60min。

該催化劑為偶氮二異丁腈、裂解型自由基光引發(fā)劑或者奪氫型自由基型光引發(fā)劑。

其中裂解型自由基光引發(fā)劑為安息香二甲醚類、聯(lián)苯甲酰類、苯乙酮類。

其中奪氫型自由基型光引發(fā)劑為二苯甲酮及其衍生物。

該紫外光固化的具體方式為：采用功率為200~800W的紫外燈，反應(yīng)物與紫外燈的燈距為10~20cm的情況下，固化時間為3~30s。