[发明专利]加成型高折射率LED封装树脂专用催化剂的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加成型高折射率LED封装树脂专用高活性催化剂的制备，属于合成化学领域。

背景技术

已知的LED封装树脂通常为加成型双组分产品，利用Si-H和Si-CH＝CH₂之间进行加成反应而交联固化。通常使用的催化剂为乙烯基配位型，其基本结构如下：

将这种结构的Pt(0)配合物溶解在二乙烯基四甲基二硅氧烷、四乙烯基四甲基环四硅氧烷或者甲苯中，制成稀释的催化剂，可以用于催化加成反应。

上述催化剂体系与氯铂酸相比，活性较高，且不含有氯元素，符合电子封装对于卤素含量的要求，可以保证产品通过《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》(Restriction of Hazardous Substances，简称RoHs指令)。

虽然通常加入量较少(净Pt量为A/B组分总质量的1-30ppm)，但上述催化剂的稀释成分含有大量乙烯基，从而对配方体系起到明显的阻聚作用，延长固化时间。而当高温固化时，会产生有害蒸汽。实际应用中还发现，使用四乙烯基四甲基环四硅氧烷作为配体兼阻聚剂时，封装胶固化后发生较严重的黄变现象，影响产品光学性能。

已知高苯基有机硅树脂(折射率1.50以上)与甲基有机硅树脂(折射率1.41)相比，由苯基的空间效应影响，固化速度较慢。因此，封装企业对于两种体系的快速固化定义是不相同的。例如，对某种快速固化的低折射率硅树脂，要求其在10℃/min升温速率下进行DSC测试，其初始放热峰值为70℃，而放热峰值为90℃。而对于最快速固化的高折射率硅树脂的要求是在上述DSC检测条件下，初始放热峰值为90℃，而放热峰值为110℃。放热峰值必须在上述范围内，才能满足快速固化工艺要求。为了降低初始放热峰值，将阻聚剂用量降低的结果，是常温混合时粘度上升太快，从而使可操作时间窗口缩短。

为解决这一问题，必须在阻聚剂用量足够的条件下，提高催化剂的活性，因此必须降低配体中乙烯基含量。进一步，还须对催化剂中稀释剂挥发性物质进行脱除，以减少或防止有害蒸汽的产生，改善工作环境。

发明内容

本发明提供了一种合成加成型高折射率LED封装树脂用高活性催化剂的方法，包括以下步骤：

1)乙烯基苯基硅树脂的合成：在反应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，将混合物在室温下搅拌1.5～3小时后，60～70℃加热搅拌反应1.5～3小时，再于90～100℃加热蒸馏1.5～3小时除去副产物，停止加热将反应产物静置过夜；向反应产物中加入氢氧化钾、甲苯以及水，保持反应物温度100～110℃搅拌4～8小时后停止加热及搅拌，静置过夜；将反应混合物水洗至中性，减压蒸馏除去溶剂，得到透明的无色不挥发性液体乙烯基苯基硅树脂；

2)Pt-二乙烯基四甲基二硅氧烷的合成：按质量份计，向反应容器中加入1份六水合氯铂酸，30～60份无水乙醇，10～50份二乙烯基四甲基二硅氧烷，以及3～9份碳酸氢钠粉末，向反应体系中充入氮气进行保护，65～75℃边搅拌边加热回流反应0.5～1.5小时，至混合物由棕红色变为浅黄色，获得Pt-二乙烯基四甲基二硅氧烷；

3)将步骤1)合成的乙烯基苯基硅树脂和步骤2)制备的Pt-二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液，按照Pt与树脂质量比为1000～20000ppm混合后，在50～80℃下抽真空旋转蒸发除去易挥发的有机物；将挥发后剩余混合物进行过滤除去无机盐，得到淡黄色催化剂液体。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

优选的，步骤1)中二乙烯基四甲基二硅氧烷(VM)与苯基三甲氧基硅烷(PTS)物质的量比值为1/3～3/2。

VM与PTS的物质的量比值在1/3～3/2之间,当该比值小于1/3时，得到的配体树脂粘度过大，不利于进行配位和后处理；而当该比值高于3/2时，多余的VM无法参与形成配体树脂，只能在后处理中抽除造成浪费。

优选的，步骤1)中硫酸水溶液的质量浓度为1％，硫酸水溶液中水的物质的量与苯基三甲氧基硅烷(PTS)的物质的量比值1.8～3.0：1。

硫酸水溶液加入量按下述方法计算：硫酸水溶液中水的物质的量与PTS的物质的量比值在1.8～3之间；若加入硫酸水溶液量低于此比值，会水解不完全。

进一步，步骤1)中氢氧化钾的加入量为硫酸水溶液中硫酸的物质的量的3～5倍；水的加入量为氢氧化钾质量的1～5倍。