[發明專利]加成型高折射率LED封裝樹脂專用催化劑的合成方法

有效

• 申請號: 201510061586.7
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104672453B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 陳維;張學超;王建斌;陳田安
• 申請（專利權）人: 煙臺德邦先進硅材料有限公司
• 主分類號: C08G77/08
• 分類號: C08G77/08;C08G77/20;H01L33/56
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙)37234
• 代理人: 劉志毅

技術領域

本發明涉及一種加成型高折射率LED封裝樹脂專用高活性催化劑的制備，屬于合成化學領域。

背景技術

已知的LED封裝樹脂通常為加成型雙組分產品，利用Si-H和Si-CH＝CH₂之間進行加成反應而交聯固化。通常使用的催化劑為乙烯基配位型，其基本結構如下：

將這種結構的Pt(0)配合物溶解在二乙烯基四甲基二硅氧烷、四乙烯基四甲基環四硅氧烷或者甲苯中，制成稀釋的催化劑，可以用于催化加成反應。

上述催化劑體系與氯鉑酸相比，活性較高，且不含有氯元素，符合電子封裝對于鹵素含量的要求，可以保證產品通過《關于限制在電子電器設備中使用某些有害成分的指令》(Restriction of Hazardous Substances，簡稱RoHs指令)。

雖然通常加入量較少(凈Pt量為A/B組分總質量的1-30ppm)，但上述催化劑的稀釋成分含有大量乙烯基，從而對配方體系起到明顯的阻聚作用，延長固化時間。而當高溫固化時，會產生有害蒸汽。實際應用中還發現，使用四乙烯基四甲基環四硅氧烷作為配體兼阻聚劑時，封裝膠固化后發生較嚴重的黃變現象，影響產品光學性能。

已知高苯基有機硅樹脂(折射率1.50以上)與甲基有機硅樹脂(折射率1.41)相比，由苯基的空間效應影響，固化速度較慢。因此，封裝企業對于兩種體系的快速固化定義是不相同的。例如，對某種快速固化的低折射率硅樹脂，要求其在10℃/min升溫速率下進行DSC測試，其初始放熱峰值為70℃，而放熱峰值為90℃。而對于最快速固化的高折射率硅樹脂的要求是在上述DSC檢測條件下，初始放熱峰值為90℃，而放熱峰值為110℃。放熱峰值必須在上述范圍內，才能滿足快速固化工藝要求。為了降低初始放熱峰值，將阻聚劑用量降低的結果，是常溫混合時粘度上升太快，從而使可操作時間窗口縮短。

為解決這一問題，必須在阻聚劑用量足夠的條件下，提高催化劑的活性，因此必須降低配體中乙烯基含量。進一步，還須對催化劑中稀釋劑揮發性物質進行脫除，以減少或防止有害蒸汽的產生，改善工作環境。

發明內容

本發明提供了一種合成加成型高折射率LED封裝樹脂用高活性催化劑的方法，包括以下步驟：

1)乙烯基苯基硅樹脂的合成：在反應容器中加入二乙烯基四甲基二硅氧烷(VM)、苯基三甲氧基硅烷(PTS)及硫酸水溶液，將混合物在室溫下攪拌1.5～3小時后，60～70℃加熱攪拌反應1.5～3小時，再于90～100℃加熱蒸餾1.5～3小時除去副產物，停止加熱將反應產物靜置過夜；向反應產物中加入氫氧化鉀、甲苯以及水，保持反應物溫度100～110℃攪拌4～8小時后停止加熱及攪拌，靜置過夜；將反應混合物水洗至中性，減壓蒸餾除去溶劑，得到透明的無色不揮發性液體乙烯基苯基硅樹脂；

2)Pt-二乙烯基四甲基二硅氧烷的合成：按質量份計，向反應容器中加入1份六水合氯鉑酸，30～60份無水乙醇，10～50份二乙烯基四甲基二硅氧烷，以及3～9份碳酸氫鈉粉末，向反應體系中充入氮氣進行保護，65～75℃邊攪拌邊加熱回流反應0.5～1.5小時，至混合物由棕紅色變為淺黃色，獲得Pt-二乙烯基四甲基二硅氧烷；

3)將步驟1)合成的乙烯基苯基硅樹脂和步驟2)制備的Pt-二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液，按照Pt與樹脂質量比為1000～20000ppm混合后，在50～80℃下抽真空旋轉蒸發除去易揮發的有機物；將揮發后剩余混合物進行過濾除去無機鹽，得到淡黃色催化劑液體。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

優選的，步驟1)中二乙烯基四甲基二硅氧烷(VM)與苯基三甲氧基硅烷(PTS)物質的量比值為1/3～3/2。

VM與PTS的物質的量比值在1/3～3/2之間,當該比值小于1/3時，得到的配體樹脂粘度過大，不利于進行配位和后處理；而當該比值高于3/2時，多余的VM無法參與形成配體樹脂，只能在后處理中抽除造成浪費。

優選的，步驟1)中硫酸水溶液的質量濃度為1％，硫酸水溶液中水的物質的量與苯基三甲氧基硅烷(PTS)的物質的量比值1.8～3.0：1。

硫酸水溶液加入量按下述方法計算：硫酸水溶液中水的物質的量與PTS的物質的量比值在1.8～3之間；若加入硫酸水溶液量低于此比值，會水解不完全。

進一步，步驟1)中氫氧化鉀的加入量為硫酸水溶液中硫酸的物質的量的3～5倍；水的加入量為氫氧化鉀質量的1～5倍。