CN101680639B - 包含发光体的硅模制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及模制品，其包含多个嵌入在硅基体中的发光体，所述硅基体由被至少一个硬质硅基体B包围的内部软质硅基体A构成。所述硅基体B任选涂覆有外涂层C。

Description

包含发光体的硅模制品
技术领域
本发明涉及发光体-硅树脂模制品，其包含多个嵌入在硅树脂基体中的发光体。
背景技术
被称为LED发光体或发光二极管的发光体是发光电子组件。LED技术的显著之处在于，在很广泛的电磁光谱范围内都有发光体，每个单独的LED发光体非常特定地在某个很窄的光谱范围内发光。这使得LED发光体组件有利于许多应用，例如引发化学反应和生物学过程。其它优势有低热释、较高的光输出和较长的寿命。
为了保护其不受环境影响，已知的是每个单独的发光二极管可以用硅树脂封装：US 6,916,889B2公开了用可交联环氧官能硅树脂封装的LED。WO 2006/055196A1要求保护用光致聚合硅树脂封装LED发光体。EP 1 684363 A2描述了用可交联硅树脂封装LED，其中第一步涉及用交联的硅橡胶封装LED芯片，而后施加第二层交联的硅树脂。DE 3019239 A1描述了用两层包封单独的半导体组件，其中一层由硬聚合物构成。所特别描述的是用第一层硅树脂或环氧树脂软层和第二层硅树脂、环氧树脂或热塑性塑料硬层的封装。在US 2005/0130336A1中，用硬质、透明双凸透镜状材料封装单独的LED，封套和LED之间形成的空隙中用针填满软质材料例如液体硅树脂。在DE 19945675 A1中描述了一个类似的方法，其中用光学环氧树脂透镜封装单独的LED芯片，用液态或凝胶状硅树脂填充空隙。EP 1657758A2描述了在载体上施加一个或多个LED，并且每个单独的LED配有内层软透镜和外层硬透镜。载体以及软和硬透镜可以用硅树脂形成。
封装单独的LED芯片的缺点在于所涉及的设备和加工工艺的高度复杂性。得到的LED芯片被有效保护不受环境影响，但是，当使用多个与电导体连接并带有触点的LED芯片时，导体和触点仍旧处于未保护下而容易受环境影响。
DE 102005050947 A1描述了一种发光元件，其中多个LED芯片彼此相连，并嵌入用惰性材料如硅树脂填充的塑料或玻璃外壳中。在US2003/0042844 A1中，多个LED芯片基于槽状框架排列，并且用环氧树脂填充所述槽。DE 3827083 A1公开了面辐射体的生产，其中多个LED被固定在透明安装板上，通过铸模将硅树脂浇铸到每个LED上形成反射体，最后用反射材料涂布反射体。DE 20 2006 001 561 U1公开了管型发光带，其中在硅树脂管中嵌入多个通过电缆连接的发光二极管。
所述成形体的缺点在于，特别是其复杂的生产以及在成形体的成形上低弹性，例如在槽状成形体或用LED填充的玻璃容器的情况下。另一个缺点是对发光体间的导电连接元件以及触头的不充分的保护。
发明内容
本发明的一个目的是提供发光体，尤其是基于LED的发光体，其形式使其能够用于不同的应用领域。材料的性质应当使其能长时间有效抵抗不同的环境影响，无论是物理影响、化学影响或生物影响。而且，应当选择材料使得能通过简单工艺得到任何形状和尺寸的软质模制品。另一个目的是不仅有效保护单独的发光体，而且有效地保护发光体之间的电连接和电源触头。另一个目的是使成形体内的散射损耗最小化。
本发明提供包含多个嵌入在硅树脂基体中的发光体的模制品，所述硅树脂基体由被一个或多个硬质硅树脂基体B包围的内部软质硅树脂基体A形成，所述硅树脂基体B任选用外涂层C涂布。
发光体-硅树脂模制品的形状是所期望的，并适用于特定的应用。其可以是管道(pipe)、管子(tube)、带、薄片或者晶体管(mats)的形式。优选配有多个发光体，特别是多个LED的管道或带，在一个特别优选的实施方案中，这些发光体彼此偏移式排列(例如以扭曲的方式)，以此方式使其完全和均匀照亮周围空间。
适合的发光体是任何期望的辐射组件，如白炽灯、卤素灯、低压放电灯、高压放电等、荧光照明器、氖光源和注入式发光灯，优选有机或无机半导体的辐射半导体组件，被称为LED。LED可以是已经用塑料，通常是硅树脂封装的二极管，或者是未封装的二极管。
适合的LED发光体是在红外线范围、在可见光范围或在紫外线范围内发光的那些。依据期望的应用进行选择。嵌入在基体中的LED发光体可以在相同波长下发光。然而，也可以将具有不同辐射性质的LED发光体彼此组合。
通常，多个发光体，尤其是LED，彼此串联和/或并联导电连接。发光体排列可以与传感器连接，并可以与测量/控制装置连接。发光体的数量及其彼此间的排列取决于其应用。LED发光体可以连续或脉冲式操作。
发光体的排列，包括发光体间的导电连接，以及优选发光体排列的触头，是完全嵌入在内部硅树脂基体A中，硅树脂基体A被外部硅树脂基体B包围。所述模制品的显著之处在于，在发光体和硅树脂基体A之间，或者在硅树脂基体A和硅树脂基体B之间不再有介质，例如空气或水。
硅树脂基体A和硅树脂基体B形式的硅树脂基体是非常透明的，其在290-1200nm的波长范围内的透射率＞50％。优选在300-800nm的波长范围内的透射率＞85％。特别优选在380-750nm的波长范围内的透射率＞90％。
硅树脂基体A对发光体是最优的，并且其除了对电子元件的保护功能(消振)外，应当使光输出(匹配的折射率)最优化，并且促进散热。而且，重要的是在发光体的全部工作时间内，发光体保持一直被硅树脂基体包覆，并且防止进入空气和水导致扩散光散射效应。
内部硅树脂基体A是软质的，Shore A硬度(DIN 53 505/ISO 868)小于或等于10，或者，如果它是是液态硅油，平均粘度(23℃，1013mbar)为1-100×106mPa.s。Shore A硬度优选小于5，或平均粘度(23℃，1013mbar)为10-10×106mPa.s。
适用于内部硅树脂基体A的材料为硅油，其通常为R3SiO[-SiR2O]n-SiR3结构的二烷基聚硅氧烷，链长n＞2。烷基R可以相同或不同，并通常具有1-4个碳原子，可以任选被取代。一些烷基R还可以被其它基团代替，优选被任选取代的芳基代替，或者在支链硅油的情况下被三烷基硅烷氧基代替。实例是甲基硅油(CH3)3SiO[-Si(CH3)2O]n-Si(CH3)3；甲基苯基硅油(CH3)3SiO[-Si(CH3)2O]n′-[-Si(C6H5)2O]n″-Si(CH3)3或(CH3)3SiO[-Si(CH3)2O]n’-[-Si(CH3)(C6H5)O]n”-Si(CH3)3，其中在每个情况下n’+n”＞2；支链甲基硅油(CH3)3SiO[-Si(CH3)(OSi(CH3)3)O]n-Si(CH3)3；支链甲基苯基硅油(CH3)3SiO[-Si(C6H5)(OSi(CH3)3)O]n-Si(CH3)3。通过引入芳基并调节烷基对芳基的比例，本领域内的技术人员可以用已知的方式将硅树脂基体的折射率与发光体匹配。而且，也可以优选使用端基官能化的(“未封端”)聚二甲基硅氧烷油。这样的硅油是市售的，可以通过已知的方法制备。市售硅油的实例是产自Wacker Chemie AG的Wacker硅油。
有机硅凝胶也适用于内部硅树脂基体A。有机硅凝胶由两个流动通畅的组分在室温下在催化剂的存在下交联而得到。其中一个组分通常由结构为R3SiO[-SiR2O]n-SiR3的二烷基聚硅氧烷组成，其中n≥0，通常在所述烷基中具有1-4个碳原子，其中一些烷基或全部烷基可以被芳基如苯基代替，以及在一端或两端的端基R之一被可聚合基团如乙烯基代替。硅氧烷链中的一些R基团以及端基的R基团，同样可以被可聚合基团代替。优选用结构为CH2＝CH2-R2SiO[-SiR2O]n-SiR2-CH2＝CH2的乙烯基封端聚二甲基硅氧烷。
第二个组分包括Si-H官能交联剂。通常使用的聚烷基氢硅氧烷是由二烷基聚硅氧烷和通式为R’3SiO[-SiR2O]n-[SiHRO]m-SiR’3的聚烷基氢硅氧烷形成的共聚物，其中m≥0，n≥0，前提条件是必须存在至少两个SiH基团，其中R’可以定义为H或R。因此有具有侧基和端基SiH基团的交联剂，同时仅具有端基SiH基团的R’＝H的硅氧烷也可以用于链增长。存在的交联催化剂是少量有机铂化合物。所述组分的混合引起交联反应并形成凝胶。
所述交联反应可以通过热作用和/或通过电磁辐射，优选UV辐射而加速。UV LED本身可以引发凝胶的交联反应。有机硅凝胶特别是软质材料，更特别是Shore 00硬度小于50(DIN 53 505/ISO 868)的材料，最优选根据DIN ISO 2137的针入值＞10mm/10(9.38g直角锥，5s作用时间)的那些。合适的有机硅凝胶是市售的，例如产自Wacker Chemie AG，Munich的商标名为WACKER的那些。
对于内部硅树脂基体A，上述硅油和有机硅凝胶是优选的。
硅树脂基体A的确切组成取决于所用LED的辐射特征，所用的硅树脂材料是在适当的波长范围内得到最佳透明度的那些。在此重要的是，在内部硅树脂基体A和发光体之间一直保持接触，因为任何的分层现象都是不期望的，因为这伴随着光输出显著下降。为此，优选用于内部硅树脂基体A的材料是自粘性***或具有高表面粘着性的那些。内部硅树脂基体A的材料还可以通过添加添加剂得到最优化。其实例为用于光波长匹配的发光添加剂、用于改变折射率、最优化光输出(例如使用反射颗粒，导致发光体发射的光均匀散射出去)和最优化散热的金属或金属氧化物颗粒或类似的微颗粒。为了调节机械和流变性能，也可以任选使用少量高度分散的二氧化硅或增强硅树脂弹性体基体的填料，例如由MT、MQ或DT单元构成的硅树脂颗粒。内部硅树脂基体A的层厚度与特定应用相匹配，通常为0.5-50mm，优选1-20mm。
外部硅树脂基体B根据相应的应用而被最优化，尤其是在机械强度、和耐化学、生物和物理性(土壤排斥性、耐刮擦性)上，同时保持必要的透明性。
除了上述硅油和有机硅凝胶外，外部硅树脂基体B可以由与内部硅树脂基体A相同的硅树脂类型构成，不同之处是外部硅树脂基体B的Shore A硬度大于10，并且，在内部硅树脂基体A同样由在标准条件下(23/50 DIN50014)为固体的硅树脂类型构成的情况下，内部硅树脂基体A和外部硅树脂基体B的ShoreA硬度差至少为5，优选至少为10，尤其是至少20。
优选用于硅树脂基体B的硅树脂，以及在上述条件下(较低的ShoreA硬度)任选也可用于硅树脂基体A的硅树脂，是通过缩合或加成反应或通过自由基机理交联的交联硅橡胶。所述交联反应可以通过适当的催化剂进行阳离子引发，或者通过过氧化物，或通过辐射，尤其是UV辐射进行自由基引发，或者进行加热引发。产生交联硅橡胶的体系是市售的，优选为单或双组分体系，也可以是多组分体系。硅树脂杂化聚合物也是适用的。
缩合交联硅橡胶体系含有：
a)具有可缩合端基的有机聚硅氧烷，
b)每分子任选具有至少三个与硅键合的可水解基团的有机硅化合物，和
c)缩合催化剂。
适合的通过缩合反应交联的交联硅橡胶是室温交联的单组分体系，被称为RTV-1硅橡胶。RTV-1硅橡胶是具有可缩合端基的有机聚硅氧烷，其在催化剂存在下通过室温下的缩合而交联。最通常使用的是结构为R3SiO[-SiR2O]n-SiR3的二烷基聚硅氧烷，链长n＞2。烷基R可以相同或不同，通常具有1-4个碳原子，并且可以任选被取代。一些烷基R也可以用其它基团代替，优选用任选取代的芳基代替，在这种情况下，一些烷基(芳基)R被交换为能够缩合交联的基团例如醇、乙酸酯、胺或肟基。交联通过适当的催化剂例如锡或钛催化剂催化。适合的RTV-1硅橡胶是市售的，例如产自Wacker Chemie AG的适当类型的
Figure G2008800184690D00061
A、E或N系列。
适合的通过缩合反应交联的交联硅橡胶是室温交联的双组分***，被称为RTV-2硅橡胶。RTV-2硅树脂橡胶是通过在硅酸酯的存在下，被羟基多取代的有机聚硅氧烷的缩合交联得到的。所用的交联剂也可以是具有烷氧基、肟、胺或乙酸酯基团的烷基硅烷，其在适合的缩合催化剂如锡或钛催化剂的存在下与羟基封端的聚二烷基硅氧烷交联。适合的缩合交联RTV-2硅橡胶是市售的，例如产自Wacker Chemie AG的适当类型的
Figure G2008800184690D00062
RT系列。
RTV-1和RTV-2硅橡胶中存在的聚二烷基硅氧烷的实例为式(OH)R2SiO[-SiR2O]n-SiR2(OH)的那些，其链长n＞2，其中烷基R可以相同或不同，通常含有1-4个碳原子，并可以任选被取代。一些烷基R也可以用其它基团代替，优选用任选被取代的芳基代替。聚二烷基硅氧烷优选含有OH端基，所述OH端基在室温下与硅酸酯或烷基硅烷/锡(钛)催化剂体系交联。
具有可水解基团并存在于RTV-1和RTV-2硅橡胶中的烷基硅烷的实例是式为RaSi(OX)4-a的那些，其中a＝1-3(优选1)，X定义为R”(烷氧基交联剂)、C(O)R”(乙酸酯交联剂)、N＝CR”2(肟交联剂)或NR”2(胺交联剂)，其中R”是具有1-6个碳原子的单价烃基。
加成交联的硅橡胶体系包含：
a)具有脂肪族碳碳多重键的基团的有机硅化合物，
b)任选的具有Si键合氢原子的有机硅化合物，
或者，代替a)和b)，
c)具有脂肪族碳碳多重键的基团和Si键合氢原子的有机硅化合物，
d)促进Si键合的氢加成到脂肪族多重键上的催化剂，和
e)任选的在室温下延迟Si键合的氢加成到脂肪族多重键上的试剂。
适合的通过加成反应交联的交联硅橡胶是室温交联的双组分体系，被称为加成交联RTV-2硅橡胶。加成交联RTV-2硅橡胶通过在铂催化剂存在下，用Pt催化剂催化被多烯键式不饱和基团，优选乙烯基取代的有机聚硅氧烷与被Si-H基团多取代的有机聚硅氧烷的交联而得到。
优选的是，其中一个组分由结构为R3SiO[-SiR2O]n-SiR3的二烷基聚硅氧烷组成，其中n≥0，在烷基中通常具有1-4个碳原子，其中一些或全部烷基可以被芳基如苯基代替，以及在一端或两端的端基R之一被可聚合基团如乙烯基代替。硅氧烷链中的一些R基团以及端基的R基团，同样可以被可聚合基团代替。优选使用结构为CH2＝CH2-R2SiO[-SiR2O]n-SiR2-CH2＝CH2的乙烯基封端聚二甲基硅氧烷。
第二个组分包括SiH官能交联剂。通常使用的聚烷基氢硅氧烷是由二烷基聚硅氧烷和通式为R’3SiO[-SiR2O]n-[SiHRO]m-SiR’3的聚烷基氢硅氧烷形成的共聚物，其中m≥0、n≥0，前提条件是必须存在至少两个SiH基团，其中R’可以定义为H或R。因此具有侧基和端基SiH基团的交联剂，同时仅具有端基SiH基团的R’＝H的硅氧烷也可以用于链增长。
存在的交联催化剂是少量有机铂化合物。
合适的RTV硅橡胶是市售的，例如产自Wacker Chemie AG的适当类型的
Figure G2008800184690D00071
RT或
Figure G2008800184690D00072
LR(LSR硅橡胶)或
Figure G2008800184690D00073
系列。
通过自由基机理或通过加成反应交联的合适的硅橡胶是在温度升高时交联的固体硅橡胶(HTV)。
在铂催化剂的存在下，通过被多烯键式不饱和基团，优选乙烯基取代的有机聚硅氧烷与被SiH基团多取代的有机聚硅氧烷交联得到加成交联的HTV硅橡胶。
优选的，过氧化交联或加成交联的HTV硅橡胶的组分之一由结构为R3SiO[-SiR2O]n-SiR3的二烷基聚硅氧烷构成，其中n≥0，通常在烷基中具有1-4个碳原子，一些或全部烷基可以被芳基如苯基代替，以及在一端或两端的端基R之一被可聚合基团如乙烯基代替。然而，也可以使用具有侧基乙烯基或者侧基和端基乙烯基的聚合物。优选使用结构为CH2＝CH2-R2SiO[-SiR2O]n-SiR2-CH2＝CH2的乙烯基封端聚二甲基硅氧烷，和还带有侧基乙烯基的上述结构的乙烯基封端聚二甲基硅氧烷。对于加成交联的HTV硅橡胶，第二个组分是由二烷基聚硅氧烷和通式为R’3SiO[-SiR2O]n-[SiHRO]m-SiR’3的聚烷基氢硅氧烷形成的共聚物，其中m≥0、n≥0，前提条件是必须存在至少两个SiH基团，其中R’可以定义为H或R。因此有具有侧基和端基SiH基团的交联剂，同时仅具有端基SiH基团的R’＝H的硅氧烷也可以用于链增长。所用的交联催化剂是铂催化剂。
HTV硅橡胶也加工成单组分体系，在此情况下，通过升高温度并在过氧化物如酰基、烷基或芳基过氧化物作为交联催化剂下引发交联反应。通过任选被烯键式不饱和基团，优选乙烯基多取代的有机聚硅氧烷的交联得到过氧化物交联的HTV硅橡胶。合适的HTV硅橡胶是市售的，例如产自Wacker Chemie AG的适当的
Figure G2008800184690D00081
R或
Figure G2008800184690D00082
R plus型。
其它目前市售的有专门的HTV和RTV-1硅橡胶，其通过所述加成反应交联，借助特定的铂复合物或铂/抑制剂体系进行热和/或光化学活化并因此催化交联反应。所述体系有，例如Wacker Chemie AG的
Figure G2008800184690D00083
R型、RT型和
Figure G2008800184690D00085
型。
合适的材料还有硅树脂杂化聚合物。硅树脂杂化聚合物是有机聚合物嵌段例如聚氨酯、聚脲或聚乙烯酯和通常基于上述聚二烷基硅氧烷的有机硅嵌段的共聚物或接枝共聚物。例如，在EP 1412416 B1和EP 1489129 B1中描述了热塑性硅树脂杂化聚合物，其公开也并入本申请的主题中。所述硅树脂杂化聚合物被称为热塑性硅树脂弹性体(TPSE)，并且是市售的，例如产自Wacker Chemie AG的适当的
Figure G2008800184690D00086
类型。
硅树脂同样是适用于外部硅树脂基体B的材料。通常，硅树脂包含通式为Rb(RO)cSiO(4-b-c)/2的单元，其中
b是0、1、2或3，
c是0、1、2或3，
前提条件是b+c≤3，
以及R如上所定义，
所述单元形成高度交联的有机硅氧烷网络。合适的硅树脂是市售的，例如产自Wacker Chemie AG的适当的
Figure G2008800184690D00087
类型。
最后，辐射固化的丙烯酰基、环氧基或乙烯醚官能硅树脂也适用于硅树脂基体B，其用自由基产生剂或阳离子光引发剂固化。
用于外部硅树脂基体B的优选材料为上述RTV-2硅橡胶、HTV硅橡胶和硅树脂杂化聚合物。
硅树脂基体B的性能可以通过用添加剂改性而最优化，例如通过使用生物杀灭剂如灭藻剂、杀菌剂或杀真菌剂。通过添加填料，可以调节硬度，不过在填料的选择上必须保证透明性是不受限制的，这是为什么基于硅树脂颗粒或纳米颗粒的填料是优选。
内部硅树脂基体A可以被一个或多个外部硅树脂基体B围绕。外部硅树脂基体B的层厚依赖于形成多少个硅树脂基体B，以及发光体硅树脂模制品的用途，其通常为0.1-50mm。
发光体硅树脂模制品还可任选具有外涂层C，所述外涂层C被施涂在硅树脂基体B上或最外面的硅树脂基体B上。所述外涂层用于改善耐刮擦性和/或土壤排斥性和/或抗静电性能。优选使用上述硅树脂作为外涂层C。
可以在例如Winnacker/Küchler，“Chemische Technik：Prozesse undProdukte，Band 5：Organische Zwischenverbindungen，Polymere”，1095-1213页，Wiley-VCH Weinheim(2005)中找到硅树脂，以及其化学、配方和性能的更详细的概述。
例如，可以依据发光体硅树脂模制品的形状，通过填充、灌封或传递模塑来生产内部硅树脂基体A。例如，可以依据发光体硅树脂模制品的形状，通过灌封、挤出、浇铸、压塑或注塑来生产硅树脂基体B。任选的涂布外涂层可以，例如通过涂布，例如浸渍、浇注、涂覆或喷涂来实现。
为生产管型模制品，程序可以是，例如，在减压下将无泡有机硅凝胶作为硅树脂基体A填充进配有LED电路的硅树脂橡胶管(硅树脂基体B)中，而后交联硅树脂基体A，接着用RTV硅橡胶密封如此得到的LED硅树脂基体管。生产管型发光体硅树脂模制品的程序也可以是引入硅油代替有机硅凝胶作为硅树脂基体A。剩余步骤类似于用有机硅凝胶的程序。另一个生产管型模制品的方法为通过挤出方法将有机硅凝胶加工成硅树脂基体A，将HTV硅橡胶加工成硅树脂基体B。
为了生产平面发光体硅树脂模制品，通过压塑或传递模塑加工作为硅树脂基体B的HTV硅橡胶，得到半壳(half shell)。将商用LED电路或配有LED的商用塑料汇流条以任何期望的排列沉积在所述半壳中。随后，灌注有机硅凝胶，使得LED完全被有机硅凝胶包封，形成硅树脂基体A。将有机硅凝胶交联并脱气，用由与半壳相同的材料制成的盖板封闭模制品。
另一个可选的程序是通过压塑或传递模塑生产HTV硅树脂板，而后在该板的边缘提供硬质RTV硅橡胶，而后交联形成固态区域，以得到半壳形状。剩余步骤与上述程序一致。
另一个生产平面部件的方法为注塑加工和用LSR硅橡胶生产半壳或薄片。
在使用硅树脂杂化聚合物的情况下，可以将发光体电路装入挤出机中，并可以挤出硅树脂杂化聚合物形成封装电路的模制品，电路和硅树脂杂化模制品之间的空间同时被硅油填充。
本发明的发光体硅树脂模制品的显著之处是其各种用途。通常，从而可以将任何被保护的发光装置用于不同的应用中。
在LED硅树脂模制品的生产中，显著的优势在于可以省去预先用硅树脂封装LED，将未封装的LED加工成发光体。
三个主要应用领域是为了装饰和安全的发光、引发化学和生物反应、和在困难条件下标记。
用于装饰的可能应用是发光冰、编织入地毯中的LED硅树脂模制品、在水族馆、桑拿浴或池塘/浴室中的照明、作为发光装饰接头和任何形式的发光装饰品。也可用在救生衣中、台阶的边缘、体育设备中和机动车中以保护生命和健康。
例如，可以通过紫外、可见或红外范围内特定波长的的光引发化学反应和/或生物反应。当将适合的LED发光体混入硅树脂基体中时，可以引发植物或水果例如在温室或黑暗中的生长反应，例如通过皮肤UV防护衣或覆盖物杀灭植物和微生物，或者简单地加热反应混合物。硅树脂体的高惰性使其在酸、碱、盐、机械压力和无菌介质中进行。
指引性的标记可以用在轮船和海港照明中，以及水下、移动飞机跑道边缘上、精炼厂的管道(pipe)、管子(tube)或电缆的设计中、钓鱼装备以及信号上。
本发明的发光体硅树脂模制品优选在潮湿环境或直接在液体中使用。特别优选配有UV LED的发光体硅树脂模制品，将其用于水性介质以照射植物或对水消毒。
当将特定波长的发光体硅树脂模制品，尤其是LED硅树脂模制品引入到用于生产生物质，尤其是用于培养藻类的生物反应器中时，可以通过光的穿透深度和通过光的脉冲得到光亮和黑暗区域来显著提高藻类的生长。另外，UV LED硅树脂模制品可以用于消毒装水的容器，例如在医疗设备、乳化体系、管子(tube)和管道(pipe)中。与太阳能电池组合，可以提供移动饮用水加工厂。
发光体硅树脂模制品提供的照射体由于硅树脂对各种不同外部影响的耐受力而可以普遍地应用。基于内部硅树脂基体A和至少一个外部硅树脂基体B的组件结构的一个很大的优势在于可以在光输出和耐受性方面对模制品最优化。内层在光输出、散热和消震上得到最优化，同时外部硅树脂基体B在机械强度、以及化学和生物、物理耐受性(土壤排斥性、耐刮擦性)上被最优化，同时保持必要的透明度。这由于在需要的添加剂之间发生相互作用而导致用单层结构是不能实现的，因为对临近发光体的硅树脂组分的要求与接触周围介质的硅树脂组分的要求非常不同。
具体实施方式
实施例1：
将由Shore A硬度为50的加成交联的高透明度固体硅橡胶(
Figure G2008800184690D00111
R plus 4305/50，Wacker Chemie AG)通过挤出生产的长约1m，外径12mm和壁厚2mm的硅树脂管垂直悬挂在真空室中，管的下端用硅树脂塞子紧紧密封。而后，将具有60个LED(来自LED1.de，Dessau)的长为1m的LED模块条小心地引入到硅树脂管中，使得LED模块条带有的连接电缆和插头突出到管的上端外，所述LED在12V的电压下以120°的发射角发射优选400nm波长的光，光的亮度为100mcd。而后在减压下用混合粘度为约1000mPa*s的(在23℃和1013mbar下)的室温硫化的加成交联硅树脂弹性体混合物(WACKER
Figure G2008800184690D00112
612A/B)灌封该装置，并在室温下交联24小时，得到针入值(DIN ISO 2137)为约300mm/10的有机硅凝胶。为此，将硅树脂灌封材料的两个组分首先以1∶1的比例小心混合。得到的混合物随后与硅树脂管/LED条装置一起在真空室中在低于50mbar的真空下抽空30分钟，以去除吸收的空气，该空气以后可能导致在硫化橡胶中产生不期望的气泡。在减压下将脱气的硅树脂灌封材料小心加入到含有LED条的硅树脂管中，并在室温和减压下硫化24小时。其后，将含有现已封装在有机硅凝胶中的LED条的硅树脂管从真空室中取出。最后，去除在开始时提到的硅树脂塞子，用硬质、自粘性硅橡胶(
Figure G2008800184690D00121
989/1K，产自Wacker Chemie AG)密封硅树脂管的两端，所述硅橡胶在130℃下交联得到透明至不透明的硫化橡胶，Shore A硬度为55。
实施例2：
类似实施例1的程序，但是具有以下差别：
使用的外部基体材料B是Shore A硬度为40的硅树脂管(
Figure G2008800184690D00122
R plus 4305/40，Wacker Chemie AG)。
使用的内部基体材料A是硅油(
Figure G2008800184690D00123
AK 100000硅油)，其由二甲基硅烷氧基和三甲基硅烷氧基单元组成，粘度为100000mPa.s(在23℃和1013mbar下)。
通过表面下的套管从底部向上引入硅油，以防止引入气泡。而后，通过在低于50mbar下抽空填充硅油的管10分钟去除包含的任何空气。
用硬质自粘性RTV-1硅橡胶(E47，产自Wacker ChemieAG)代替单组分热固化硅橡胶密封硅树脂管端，所述硬质自粘性RTV-1硅橡胶在室温下通过大气湿度交联，得到透明或不透明硫化橡胶，Shore A硬度为35。
实施例3：
类似实施例1的程序，不同之处是使用由热塑性硅树脂弹性体挤出生产的Shore A硬度为50的管代替由固体硅橡胶构成的硅树脂管。用于此目的的含有脲基的高透明度热塑性基料具有92wt％的硅氧烷含量，重均分子量MW约为120000g/mol，软化点约为125℃，170℃下的熔融粘度约为100000Pa.s.，并且是可以从Wacker Chemie AG得到的，商品名为
Figure G2008800184690D00125
140。另外，在用有机硅凝胶灌封后，不用单组分热固化硅树脂密封管端，而是用硬质自粘性RTV-1硅橡胶密封，所述RTV-1硅橡胶在室温下通过大气湿度交联得到透明至不透明硫化橡胶，Shore A硬度为35(
Figure G2008800184690D00131
E 47，Wacker ChemieAG)。
实施例4：
类似实施例3的程序，不同之处是使用粘度为1000mPa.s(在23℃和1013mbar下)的由二甲基硅烷氧基和三甲基硅烷氧基单元组成的硅油(
Figure G2008800184690D00132
AK 1000硅油)，代替在那里用作内部硅树脂基体A的有机硅凝胶。
实施例5：
类似实施例1的程序，不同之处是使用交联产生软质有机硅凝胶的UV活化的硅树脂灌封材料(
Figure G2008800184690D00133
912 UV，产自Wacker Chemie AG)代替实施例1中描述的灌封材料，用于内部硅树脂基体A。在以9∶1的比例混合两个组分后，双组分材料的混合粘度为1000mPa.s(在23℃和1013mbar下)，得到的硫化橡胶具有类凝胶的柔软度，针入值(DIN ISO 2137)约为70mm/10(9.38g直角锥)。与实施例1相对比，通过在
Figure G2008800184690D00134
UVA固化箱(辐射强度：140mW/cm2)中放置5秒钟，而后在室温下无UV辐射静置对可UV活化的硅树脂灌封材料进行硫化。5分钟后，材料交联形成有机硅凝胶。
实施例6：
将由Shore A硬度为50的硅树脂弹性体组成的并通过浇铸加工生产的(使用易流动的室温硫化的双组分混合物(
Figure G2008800184690D00135
LR 7661 A/B，Wacker Chemie AG)，其在以9∶1的比例混合两个组分后，具有约18000mPa.s的混合粘度，并在165℃下交联5分钟得到澄清透明的硫化产品)的透明半壳(外部尺寸：1000×500×20mm；壁厚10mm；凹进深度：10mm)平放入真空室中，使凹处朝上。随后，将四个实施例1中所述类型的长50cm的彼此并联的LED模块，并排以相同距离放置在半壳的凹处中，使得LED带有的连接电缆和插头处于半壳旁。以上述相同方式用实施例1所述的交联形成凝胶的双组分硅树脂(WACKER
Figure G2008800184690D00141
612 A/B)灌封所述装置。在这样做时，应确保半壳完全被灌封材料填充，LED条完全被灌封材料封装。在减压和室温下封装材料的硫化完成后，从真空室中取出半壳。随后，用硬质自粘性RTV-1硅橡胶(
Figure G2008800184690D00142
E 47，Wacker Chemie AG)涂布半壳的上边缘，所述RTV-1硅橡胶在室温下通过大气湿度交联得到透明至不透明硫化橡胶，Shore A硬度为35。其后，将由与半壳相同的硅树脂弹性体构成的尺寸为1000×500×10mm的透明薄片贴合放置。通过从侧面平滑气泡来去除内含的空气，并在室温下进行硫化24小时。

Claims (16)

1.一种发光体硅树脂模制品，其包含多个嵌入在硅树脂基体中的发光体，所述硅树脂基体由被一个或多个较硬质硅树脂基体B包围的内部软质硅树脂基体A形成，其中所述内部硅树脂基体A的Shore A硬度小于或等于10，或在23℃和1012mbar下的粘度为1-100×106mPa.s，以及，所述外部硅树脂基体B的Shore A硬度大于10，并且，在内部硅树脂基体A同样由在标准条件下为固体的硅树脂类型组成的情况下，内部硅树脂基体A和外部硅树脂基体B的Shore A硬度差至少为5。
2.权利要求1所述的发光体硅树脂模制品，其特征在于，所述发光体是LED发光体。
3.权利要求1或2所述的发光体硅树脂模制品，其特征在于，彼此导电连接的多个发光体是串联和/或并联连接的。
4.权利要求1或2所述的发光体硅树脂模制品，其特征在于，所述发光体在相同波长下发光。
5.权利要求1或2所述的发光体硅树脂模制品，其特征在于，不同辐射性质的发光体彼此组合。
6.权利要求1或2所述的发光体硅树脂模制品，其特征在于，硅油或有机硅凝胶用作所述内部硅树脂基体A。
7.权利要求1或2所述的发光体硅树脂模制品，其特征在于，RTV-2硅橡胶或HTV硅橡胶或硅树脂杂化聚合物用作所述外部硅树脂基体B。
8.权利要求1或2所述的发光体硅树脂模制品，其特征在于，所述发光体硅树脂模制品也带有外涂层。
9.权利要求1或2所述的发光体硅树脂模制品，其特征在于，它们以管道、管子、带、薄片或晶体管的形式存在。
10.权利要求1或2所述的发光体硅树脂模制品，其特征在于，硅树脂基体A内的发光体彼此偏移式排列，以此方式使得它们完全和均匀照亮周围空间。
11.一种生产权利要求1-10之一所述的发光体硅树脂模制品的方法，其特征在于，将发光体硅树脂模制品配有内部软质硅树脂基体A，并用一个或多个硬质硅树脂基体B包围。
12.权利要求1-10之一所述的发光体硅树脂模制品在照明上的用途。
13.权利要求1-10之一所述的发光体硅树脂模制品在引发化学反应或生物反应上的用途。
14.权利要求1-10之一所述的发光体硅树脂模制品在对水消毒上的用途。
15.权利要求1-10之一所述的发光体硅树脂模制品在生物反应器中用于生产生物质，尤其是培养藻类的用途。
16.权利要求1-10之一所述的发光体硅树脂模制品与太阳能电池组合用于提供移动饮用水加工厂的用途。
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