[发明专利]偶联剂改性二氧化硅掺杂脂环族环氧树脂LED封装胶

说明书

技术领域

 本发明涉及一种LED封装胶，具体涉及一种抗紫外老化性能好且粘结性强的硅烷偶联剂改性后的纳米二氧化硅掺杂脂环族环氧树脂LED封装胶。

背景技术

发光二级管（LED）作为第三代半导体照明光源，因其与白炽灯、荧光灯相比各方面均更具优势，被广泛用于照明、辐射光源和显示器等领域。LED使用过程中，辐射复合产生的光子在向外发射时会产生损失，很多光线无法从芯片中射到外部。通过在芯片表面涂覆一层折射率相对较高的透明胶层即封装胶，由于该胶层处于芯片和空气之间，从而有效减少光子在界面的损失，提高取光效率。此外，封装胶的作用还包括对芯片进行机械保护，应力释放，并作为一种光导结构。因此，要求其透光率高、折射率高、热稳定性好、粘结性强且易于喷涂。

目前LED封装胶主要采用双酚A型环氧树脂及有机硅，其中有机硅成本较高，目前仍以环氧树脂为主。但双酚A型环氧树脂含有可吸收紫外线的苯环，吸收紫外线后会氧化变黄，且加入固化剂后具有储存时间短、粘结性差、易开裂、高吸湿性等缺点。同时，环氧树脂预热也会变色，进而造成短波长领域的透过率下降，该现象对白光与蓝光LED发光光度影响较大。因此，改善LED封装胶的抗紫外老化能力与粘结强度是提高LED寿命的必要条件。

LED封装材料的抗紫外线老化能力与粘结性能可以通过环氧分子的结构设计、添加紫外吸收剂、无机纳米颗粒改性等手段来改善。脂环族环氧树脂由于分子结构中不含苯环，其紫外线吸收量低，与双酚A型环氧树脂相比，表现出良好的耐紫外老化性能和低吸湿性，且固化后的材料具有较高的热变形温度。纳米级二氧化硅具有较大的比表面积及纳米尺度效应，其光学性能与常规材料相比均有较大程度提高，其细的微孔结构可以有效散热，延长LED的使用寿命，且其作为一种无机紫外吸收剂具有无毒、高光热稳定性等优点，极低的用量便能改善环氧树脂的光学性能，但未改性的纳米颗粒较易团聚沉积。硅烷偶联剂改性后的纳米二氧化硅，因降低了纳米颗粒的表面能，有效的防止纳米颗粒的团聚，提高其在封装胶体系中的分散性能，且结构中引入Si-O-Si键，从而使其粘结性增强、粘度降低、韧性提高、固化速率加快。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的透明度高、耐紫外老化性能好、粘结力强、韧性高、固化快、粘度低、吸湿性低的LED封装胶，选用硅烷偶联剂改性后的纳米二氧化硅掺杂脂环族环氧树脂，避免采用成本高的有机硅，同时克服现有双酚A型环氧树脂封装胶高吸湿性、耐紫外性差及短波透过率低等缺点，更适合用高端LED封装胶、大功率LED封装胶或基于紫外光的白光与蓝光LED封装胶。且其性能好、成本低、工艺简单，适合工业化大规模生产。

本发明的内容是一种偶联剂改性二氧化硅掺杂脂环族环氧树脂LED封装胶，其特征在于，该封装胶由A、B两组分构成，经A、B组分按1：(0.9-1.0)混合后用于施工，其中各组分制备方法如下：

⑴组分A的制备：将质量百分比为95％～97％脂环族环氧树脂、1.6％～2.6％活性稀释剂、0.5%～1%增柔剂、0.08％～0.18％消泡剂和0.02％～0.10％透明蓝紫染料色浆按比例称量好，在70-90℃条件下搅拌3-4h，混合均匀；

⑵组分B的制备：将质量百分比为98％～99％混合酸酐固化剂、0.2％～1％促进剂、0.5%多元醇、0.05%硅烷偶联剂改性的纳米紫外吸收剂和0.01％～0.09％抗氧化剂按比例称量好，在70-90℃条件下搅拌3-4h，混合均匀。

按上述方案的偶联剂改性二氧化硅掺杂脂环族环氧树脂LED封装胶，其特征在于所述的脂环族环氧树脂为4-乙烯基环氧环己烷、3,4-环氧环己基甲基异丁烯酸酯、3,4-环氧环已基甲基-3,4-环氧环已基碳酸酯、3-环氧乙基-7-氧杂二环[4,1,0]庚烷、双（7-氧杂双环[4.1.0]3-庚甲基己二酸酯）、双环戊二烯二环氧化物、六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯中的一种或几种。

按上述方案的偶联剂改性二氧化硅掺杂脂环族环氧树脂LED封装胶，其特征在于所述的活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚、苄基缩水甘油醚、叔碳酸缩水甘油醚、1,4-丁二醇缩水甘油醚中的一种或几种。

按上述方案的偶联剂改性二氧化硅掺杂脂环族环氧树脂LED封装胶，其特征在于所述的固化剂为60%-70%甲基六氢邻苯二甲酸酐或六氢邻苯二甲酸酐与30%-40%聚壬二酸酐的混合物。