[发明专利]一种电子元件用苯基硅树脂封装材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子元件用有机硅树脂领域，具体涉及一种电子元件用苯基硅树脂及其制备方法。

背景技术

LED光源因其具备高效节能，绿色环保等优点，成为照明领域的大势所趋。随着LED亮度和功率不断提高，对LED封装材料的要求也越来越高，如高折射率、高透光率、低热膨胀系数等。目前市场上多数LED封装使用的是环氧树脂，但环氧树脂的耐紫外和热老化性能不佳，已不能满足大功率LED封装材料要求。有机硅具有良好的透明性、耐高温性、绝缘性及强的疏水性等，已成为LED封装材料的理想选择,受到了国内外研究者的关注。

现有国内硅树脂的生产都是从氯硅烷出发，经过水解、水洗和缩聚得到的，其离子含量超标，导致硅树脂的绝缘性、耐老化性都不佳，在复杂的应用环境下容易老化，使得制成的电子元件的使用寿命大大缩短。

目前国外已有不少LED有机硅封装材料的报道，美国道康宁的Maneesh等采用支化的乙烯基苯基硅树脂与乙烯基硅油和含氢硅油混合固化，其折光率大于1.40。德国瓦克公司的Staiger等采用不同结构含有乙烯基和硅氢键的硅树脂与Karstedt催化剂混合，可在120℃快速固化。日本信越公司的Kashiwagi用不同官能团的硅氧烷，通过硅氢加成制备出了抗冲击性优异、浇注成型好的封装材料。国外的有机硅封装材料产品已非常成熟，且高折光率硅树脂材料，已成为国外生产有机硅产品公司的研究和销售热点。

国内在这方面报道的较少，更没有成熟的产品，国内市场被国外产品所垄断。2006年在863计划的资助下，杭州师范大学开始大功率LED器件的封装研究。吴连斌等人制备了一种甲基苯基硅树脂，该硅树脂固化温度低、不返粘、耐低温，但是其反应过程会产生一定的含氯废水，对环境有一定的危害。来国桥等人制备出了一种高折光率、含甲基苯基硅氧链节的甲基乙烯基硅树脂，但是其反应中用到了浓盐酸，使得制备方法具有一定的难度和危险性。大连工业大学轻工与化学工程学院的张伟等人制备了乙烯基苯基硅油、含氢硅树脂及乙烯基硅树脂，制得的硅树脂材料具有高折光率（＞1.54），可用于LED封装材料，但是由于其是三步合成反应，且每步反应都需用较长的时间，因此反应周期长、能耗高的缺点不利于工业化生产。到目前为止，国内的相关报道的数据和成果仅是处在实验室研究阶段，还未得到市场认可和检验的成熟产品。

发明内容

本发明为弥补现有技术的不足，提供一种电子元件用苯基硅树脂封装材料的制备方法，用该方法制备得到的封装材料具有优异的绝缘、高折射率、耐热耐老化性能，可以用于高端的LED封装材料而且价格便宜。

本发明是通过以下技术方案实现的：

电子元件用苯基硅树脂封装材料的制备方法，由烷氧基硅烷经用乙醚水解、过滤、浓缩、缩聚后得到。

具体制备步骤如下：

（1）水解及水洗

a.将有机溶剂加入混合釜内，然后再加入苯基烷氧基硅烷单体，搅拌混合均匀待用；

b.在水解釜内加入乙醚及水，在搅拌状态下将混合均匀的单体滴加入水解釜，加完后静置分层，除去酸水后得硅醇；水解温度为10-20℃；

c．硅醇水洗至中性，然后静置分出水层；

（2）浓缩

将水洗后的硅醇放入浓缩釜内，在搅拌下缓慢加热，蒸出溶剂，浓缩后的硅醇固含量为55％～65%；

（3）缩聚

a．将浓缩后的硅醇加入缩聚釜内，开动搅拌，加入催化剂，充分搅匀；

b．升温至160～170℃，保温进行缩聚；当试样胶化时间达到1～2min／200℃时，终止反应；

c．蒸溶剂，溶剂蒸完后得到苯基硅树脂。

步骤（2）浓缩后的硅醇固含量为55％～65%。

步骤（3）中所述的催化剂为碱金属的氢氧化物或碱金属羧酸盐类催化剂。

所述有机溶剂为甲苯、丙酮、甲乙酮、环己酮、苯、二甲苯、正丁醇或苯乙烯中的一种或几种。

步骤（1）中的苯基烷氧基硅烷单体与有机溶剂的质量比为1：1.5-2.5，与乙醚和水混合物的质量比为1:0.9-1.1，与催化剂的质量比为1:0.15-0.25；其中乙醚与水的质量比为1:1-5。

所述烷氧基硅烷为苯基三甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二甲基苯基甲氧基硅烷或二苯基二甲氧基硅烷中的两种或两种以上。

浓缩釜内的物料温度≤90℃，真空度≤0.0053MPa。

步骤（3）得到的目标物即苯基硅树脂封装材料，离子含量在10ppm以下。