[发明专利]一种聚倍半硅氧烷补强的LED封装有机硅橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED封装有机硅橡胶，具体是一种聚倍半硅氧烷补强的LED封装有机硅橡胶及其制备方法。

背景技术

高亮度的发光二极管（Light Emitting Diode，LED）是一种新型照明光源，它消耗的电能仅是传统光源的1/10，不使用严重污染环境的汞，体积小，驱动电压低、寿命长，成为全球照明界的新焦点。随着超高亮度LED研究和开发的深入，功率型白光LED有望成为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源。

耐冷热冲击、无黄变、高透光率、高折光率的封装材料是LED制造中较关键的技术。

目前，用于LED封装多是一些热塑性树脂如聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、光学尼龙和热固性环氧树脂等。然而，随着LED亮度的提高和功率的加大，这些材料因耐热性不好，易产生色变，导致光衰，以至严重影响LED的使用性能，并大大缩减产品的使用寿命。因此，需要寻求新的替代材料。有机硅材料因具有良好的耐热性、耐候性、抗潮性、耐冷热冲击性等，受到研究者的青睐。国外从事这方面研究较早，已经成功开发出一系列产品。

硅橡胶未经补强时强度较低，其使用范围较窄。用气相法白炭黑进行补强虽然可以有效提高硅橡胶的强度，但由于气相法白炭黑混炼困难、粉尘大、易结构化，随着白炭黑用量的增加，胶料黏度急剧增大，造成加工困难，从而影响施胶工艺；更重要的是，气相法白碳黑与有机硅材料的折光率相差较大，加入气相法白碳黑往往会降低LED封装材料的透光率。本课题组用含甲基苯基硅氧链接的乙烯基MQ树脂做补强剂，虽然产品强度有了较大的提高，但仍不能满足较高要求的LED封装。

聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane，POSS) 是由硅、氧元素构成的无机内核和包围在其外围的有机基团共同组成的分子内有机-无机杂化的笼形化合物，其结构通式为（RSiO_1.5）_n（n=6、8、10或更大的偶数。单个POSS分子的尺寸大小介于1-3nm之间，平均尺寸为1.5 nm左右，与大多数聚合物的链段和无规线团的大小接近或相等，将其引入聚合物体系后，无机相与有机相之间可形成较强的化学作用，二者之间具有良好的相容性，能改善乃至消除无机粒子的团聚和两相界面结合力弱的问题，从而能在分子水平上对聚合物基体进行补强，所得产品还具有均一透明、硬度高等特性。

有关POSS在LED封装材料中的应用报道很少。樊邦弘（CN 101109823A,2008-01-23）将具有甲基聚乙烯酰基的笼形硅树脂、二环戊基二丙烯酸酯、光固化剂1-羟基环乙基苯酮混合，制备透明有机硅树脂，然后将该硅树脂注入模注机内，通过250℃左右高温回炉，冷却凝固后形成LED封装透镜。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，使产品具有满意的透光率外，还使产品的拉伸强度、硬度等机械力学性能得到改善，并且产品与支架的粘结力较好。

本发明的聚倍半硅氧烷补强的LED封装有机硅橡胶，由乙烯基硅油、含氢硅油、聚倍半硅氧烷为原料，按照Si-H：Si-Vi摩尔比为0.1~20:1混合，然后加入原料铂络合物和抑制剂的混合物混合均匀后制备而成；

所述的乙烯基硅油分子结构式为Me₂R₁SiO(Me₂SiO)_a(MeViSiO)_b(MePhSiO) _c SiR₁Me₂，式中Me代表甲基，Vi代表乙烯基，Ph代表苯基，a=3~3000的正整数，b=0或0~300的正整数，c=0或1~3000的正整数，且符合0≤c/(a+b+c) ≤0.99，R₁为Me或Vi；

所述的含氢硅油分子结构为Me₂R₂SiO(Me₂SiO)_d(MeHSiO)_e(MePhSiO)_fSiR₂Me₂, 式中Me代表甲基， Ph代表苯基，d=3~900的正整数，e=3~600的正整数，f=0或1~900的正整数，且符合0≤f/(d+e+f) ≤0.99，R₂为Me或H；