[发明专利]含乙烯基的苯基氢基硅树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机硅树脂，尤其涉及一种具有高折射率、高透光率的用于大功率LED封装用的含乙烯基的苯基氢基硅树脂及其制备方法。

背景技术

LED是发光二级管的简称，可以将电能直接转化为光能，具有节能、环保、安全、寿命长、亮度和发光效果易调节等特点；LED的这些特点符合了当今处于能源危机下的人们在追求环保的同时对于所制备的产品具备节能减碳的标准，因此LED在近几年得到了越来越多的关注，也取得了飞速的发展，成为第四代光源，有望被广泛推广和使用。

封装材料对LED起到保护和支撑作用，还可以调节出光效果，能够直接影响LED的使用性能和寿命。事实上，LED封装器件的性能在50%程度上取决于芯片，50%取决于封装工艺和封装材料。因此，高性能的封装材料对LED的性能影响至关重要，因此成为近几年来科研人员研究的热点。

传统的封装材料使用的是环氧树脂，但是环氧树脂具有内应力大、易黄变、耐热性能和耐紫外性能差等缺点，因此随着LED功率的提高，环氧树脂已经不能满足作为封装材料的应用。与之相对，有机硅材料具有内应力小、透光率高、耐热性能和耐紫外性能好等优点，正在取代环氧树脂成为主要的封装材料。

国外企业对有机硅的研究时间较早，现在已有成熟的有机硅产品投放市场，并且国内的市场也几乎完全被这些国外企业所占领。近年来，国内很多的高校和企业也展开了类似的研究，并申请了专利，但是这些专利所公开的有机硅的结构设计都是只含氢基，这种只含氢基的有机硅产物与乙烯基组分加成固化后得到的产品硬度低，且强度差。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高折射率、高透光率的用于大功率LED封装用的含乙烯基的苯基氢基硅树脂。

本发明的再一目的是提供一种用于大功率LED封装用的含乙烯基的苯基氢基硅树脂的制备方法。

本发明的含乙烯基的苯基氢基硅树脂具有折射率高、透光率高，同时具有粘度、苯基含量、乙烯基含量与氢基含量均可调等特点，本发明的含乙烯基的苯基氢基硅树脂与乙烯基树脂加成固化后，得到的LED封装材料硬度大，内应力小，抗撕裂强度大。

本发明的含乙烯基的苯基氢基硅树脂具有以下结构：

式中R₁、R₂、R₃独立的为CH₃或C₆H₅；m、n分别表示构成硅树脂的全部硅氧烷单元为1mol时各个硅氧烷单元所占的摩尔数，且m+n=1；Vi为乙烯基。

本发明的含乙烯基的苯基氢基硅树脂的制备方法包括水解反应、缩聚反应及后处理，其制备方法包括以下步骤：

（1）将水和催化剂的混合物，在温度为0～40℃及强烈搅拌下滴加到单体硅烷和甲苯溶剂的混合物中，滴加完毕后得到反应体系，在温度为50～100℃下进行水解反应(优选水解反应的时间为1～16小时)；

（2）在搅拌下向步骤（1）水解反应完成后得到的反应液中加入氢基封端剂、乙烯基封端剂和甲苯溶剂，于温度为50～100℃下进行缩聚反应2～8小时，缩聚反应完成后停止加热，其中：乙烯基封端剂：氢基封端剂的摩尔比为1:1～1:100；且氢基封端剂和乙烯基封端剂的加入总量是步骤（1）反应体系中单体硅烷的质量百分含量的5%～80%；

（3）向步骤（2）缩聚反应完成后得到的反应液中加入水并进行搅拌混合，然后静置分层，取有机层，并用水反复清洗有机层至中性，旋蒸除去低分子物质，得到含乙烯基的苯基氢基硅树脂。

步骤（1）所述的反应体系中的催化剂的质量浓度为0.1%～15%。

所述的催化剂选自硫酸、磷酸、盐酸、三氟甲烷磺酸、酸性阳离子交换树脂中的一种。

所述的酸性阳离子交换树脂选自苯乙烯系树脂。

步骤（1）所述的反应体系中的单体硅烷的质量浓度为40%～90%。

所述的单体硅烷选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种或几种；或选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几种，且所选择的单体硅烷中至少有一种是含有苯基的单体硅烷。