CN107266864A - 一种用于发光二极管封装的绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于发光二极管封装的绝缘材料，包括如下重量份的原料：环氧树脂30～50份、乙烯基硅橡胶15～25份、聚酰胺10～15份、纳米二氧化硅3～6份、沉淀法白炭黑4～5份、聚四氟乙烯10～15份、纳米级水合氧化铝颗粒12～17份、三乙基己基磷酸4～7份、碳化硅6～10份、碳纤维4～7份、三氧化二锑3～7份、固化剂5～10份、抗氧剂2～3份、硅烷偶联剂3～6份、增粘剂7～15份。所述用于发光二极管封装的绝缘材料在满足封装材料基本性能的同时，提高基体的综合性能，延长元件的使用寿命。

Description

一种用于发光二极管封装的绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明属于绝缘材料技术领域，具体涉及一种用于发光二极管封装的绝缘材料及其制备方法。
背景技术
在电子、信息工业中，许多功能元件在组装完成后还需要封装成为一个整体，以提高其性能和使用寿命。作为封装材料，既不能影响元件的性能，还要起到保护的作用。目前，随着电子、信息工业和科学技术的发展，人们对封装材料提出了导热、绝缘、必要的力学性能和耐化学环境等方面的要求。然而，金属材料和高分子材料单独使用均不能同时满足上述性能。现有技术中，常将这两者进行配合使用，采用金属或无机填料以高倍数填充到低粘度、耐热树脂中，这种方法制备的封装材料力学性能不佳，材料硬脆，稍有震动就容易出现裂纹，进而影响元件的使用寿命。
发明内容
本发明提供了一种用于发光二极管封装的绝缘材料及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，所述用于发光二极管封装的绝缘材料在满足封装材料基本性能的同时，提高基体的综合性能，延长元件的使用寿命。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种用于发光二极管封装的绝缘材料，包括如下重量份的原料：环氧树脂30～50份、乙烯基硅橡胶15～25份、聚酰胺10～15份、纳米二氧化硅3～6份、沉淀法白炭黑4～5份、聚四氟乙烯10～15份、纳米级水合氧化铝颗粒12～17份、三乙基己基磷酸4～7份、碳化硅6～10份、碳纤维4～7份、三氧化二锑3～7份、固化剂5～10份、抗氧剂2～3份、硅烷偶联剂3～6份、增粘剂7～15份。
优选的，所述用于发光二极管封装的绝缘材料，包括如下重量份的原料：环氧树脂32～47份、乙烯基硅橡胶18～24份、聚酰胺11～13份、纳米二氧化硅3.6～4.2份、沉淀法白炭黑4.2～4.8份、聚四氟乙烯11～14份、纳米级水合氧化铝颗粒14～16份、三乙基己基磷酸5～6份、碳化硅7～9份、碳纤维5～6份、三氧化二锑4～6份、固化剂7～9份、抗氧剂2.1～2.7份、硅烷偶联剂4～5份、增粘剂9～11份。
优选的，所述用于发光二极管封装的绝缘材料，包括如下重量份的原料：环氧树脂39份、乙烯基硅橡胶21份、聚酰胺12份、纳米二氧化硅4份、沉淀法白炭黑4.5份、聚四氟乙烯13份、纳米级水合氧化铝颗粒15份、三乙基己基磷酸5.7份、碳化硅8份、碳纤维5.2份、三氧化二锑5份、固化剂8份、抗氧剂2.3份、硅烷偶联剂4.9份、增粘剂10份。
优选的，所述纳米级水合氧化铝颗粒的直径为100～500nm。
优选的，所述增粘剂为烷基萘醛树脂、聚硼硅氧烷、二苯基硅二醇的混合物。
优选的，所述碳纤维的长度为40～60mm，强度1500MPa，模量125GPa。
优选的，所述碳化硅粉末粒径为50nm～40um。
一种制备所述用于发光二极管封装的绝缘材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取环氧树脂、乙烯基硅橡胶、聚酰胺、纳米二氧化硅、沉淀法白炭黑、聚四氟乙烯、纳米级水合氧化铝颗粒、三乙基己基磷酸、碳化硅、碳纤维、三氧化二锑、固化剂、抗氧剂、硅烷偶联剂、增粘剂，备用；
（2）将环氧树脂、乙烯基硅橡胶、聚酰胺、聚四氟乙烯及增粘剂混合后加入密炼机中进行密炼，密炼温度为70℃～80℃，密炼时间为15～25分钟，得到第一混合物；
（3）向步骤（2）所得的第一混合物中加入纳米二氧化硅、沉淀法白炭黑、纳米级水合氧化铝颗粒、三乙基己基磷酸、碳化硅、碳纤维、三氧化二锑、固化剂、抗氧剂、硅烷偶联剂，然后置于反应釜中进行高温搅拌，加热温度为110～120℃，搅拌速率为3000～4000r/min，搅拌时间为20～40min，得到第二混合物；
（4）将步骤（3）得到的第二混合物排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在185℃下注塑成型即得所述用于发光二极管封装的绝缘材料。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
（1）本发明所述用于发光二极管封装的绝缘材料添加了纳米水合氧化铝颗粒，纳米水合氧化铝颗粒通过均压和形成水吸附膜降低了材料表面的电阻率，进而促进了残余电荷的消失，不仅降低了电阻率，而且具有极佳的阻燃性能，不仅保证了绝缘材料较高的使用寿命，而且提高了其使用安全性；
（2）本发明所述的用于发光二极管封装的绝缘材料，制备方法简便，容易实现，通过加入碳纤维，提高了材料的耐热性能、导热性能和韧性，所制备的用于发光二极管封装的绝缘材料不仅保持了原有的耐化学环境性能，而且具有优异的力学综合性能和导热、绝缘性能，在电子封装领域具有较大的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种用于发光二极管封装的绝缘材料，包括如下重量份的原料：环氧树脂30份、乙烯基硅橡胶15份、聚酰胺10份、纳米二氧化硅3份、沉淀法白炭黑4份、聚四氟乙烯10份、纳米级水合氧化铝颗粒12份、三乙基己基磷酸4份、碳化硅6份、碳纤维4份、三氧化二锑3份、固化剂5份、抗氧剂2份、硅烷偶联剂3份、增粘剂7份。
其中，所述纳米级水合氧化铝颗粒的直径为100～500nm。
其中，所述增粘剂为烷基萘醛树脂、聚硼硅氧烷、二苯基硅二醇的混合物。
其中，所述碳纤维的长度为40～60mm，强度1500MPa，模量125GPa。
其中，所述碳化硅粉末粒径为50nm～40um。
一种制备所述用于发光二极管封装的绝缘材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取环氧树脂、乙烯基硅橡胶、聚酰胺、纳米二氧化硅、沉淀法白炭黑、聚四氟乙烯、纳米级水合氧化铝颗粒、三乙基己基磷酸、碳化硅、碳纤维、三氧化二锑、固化剂、抗氧剂、硅烷偶联剂、增粘剂，备用；
（2）将环氧树脂、乙烯基硅橡胶、聚酰胺、聚四氟乙烯及增粘剂混合后加入密炼机中进行密炼，密炼温度为70℃℃，密炼时间为15分钟，得到第一混合物；
（3）向步骤（2）所得的第一混合物中加入纳米二氧化硅、沉淀法白炭黑、纳米级水合氧化铝颗粒、三乙基己基磷酸、碳化硅、碳纤维、三氧化二锑、固化剂、抗氧剂、硅烷偶联剂，然后置于反应釜中进行高温搅拌，加热温度为110℃，搅拌速率为3000r/min，搅拌时间为20min，得到第二混合物；
（4）将步骤（3）得到的第二混合物排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在185℃下注塑成型即得所述用于发光二极管封装的绝缘材料。
实施例2
本实施例涉及一种用于发光二极管封装的绝缘材料，包括如下重量份的原料：环氧树脂50份、乙烯基硅橡胶25份、聚酰胺15份、纳米二氧化硅6份、沉淀法白炭黑5份、聚四氟乙烯15份、纳米级水合氧化铝颗粒17份、三乙基己基磷酸7份、碳化硅10份、碳纤维7份、三氧化二锑7份、固化剂10份、抗氧剂3份、硅烷偶联剂6份、增粘剂15份。
其中，所述纳米级水合氧化铝颗粒的直径为100～500nm。
其中，所述增粘剂为烷基萘醛树脂、聚硼硅氧烷、二苯基硅二醇的混合物。
其中，所述碳纤维的长度为40～60mm，强度1500MPa，模量125GPa。
其中，所述碳化硅粉末粒径为50nm～40um。
一种制备所述用于发光二极管封装的绝缘材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取环氧树脂、乙烯基硅橡胶、聚酰胺、纳米二氧化硅、沉淀法白炭黑、聚四氟乙烯、纳米级水合氧化铝颗粒、三乙基己基磷酸、碳化硅、碳纤维、三氧化二锑、固化剂、抗氧剂、硅烷偶联剂、增粘剂，备用；
（2）将环氧树脂、乙烯基硅橡胶、聚酰胺、聚四氟乙烯及增粘剂混合后加入密炼机中进行密炼，密炼温度为80℃，密炼时间为25分钟，得到第一混合物；
（3）向步骤（2）所得的第一混合物中加入纳米二氧化硅、沉淀法白炭黑、纳米级水合氧化铝颗粒、三乙基己基磷酸、碳化硅、碳纤维、三氧化二锑、固化剂、抗氧剂、硅烷偶联剂，然后置于反应釜中进行高温搅拌，加热温度为120℃，搅拌速率为4000r/min，搅拌时间为40min，得到第二混合物；
（4）将步骤（3）得到的第二混合物排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在185℃下注塑成型即得所述用于发光二极管封装的绝缘材料。
实施例3
本实施例涉及一种用于发光二极管封装的绝缘材料，包括如下重量份的原料：环氧树脂32份、乙烯基硅橡胶18份、聚酰胺11份、纳米二氧化硅3.6份、沉淀法白炭黑4.2份、聚四氟乙烯11份、纳米级水合氧化铝颗粒14份、三乙基己基磷酸5份、碳化硅7份、碳纤维5份、三氧化二锑4份、固化剂7份、抗氧剂2.1份、硅烷偶联剂4份、增粘剂9份。
其中，所述纳米级水合氧化铝颗粒的直径为100～500nm。
其中，所述增粘剂为烷基萘醛树脂、聚硼硅氧烷、二苯基硅二醇的混合物。
其中，所述碳纤维的长度为40～60mm，强度1500MPa，模量125GPa。
其中，所述碳化硅粉末粒径为50nm～40um。
一种制备所述用于发光二极管封装的绝缘材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取环氧树脂、乙烯基硅橡胶、聚酰胺、纳米二氧化硅、沉淀法白炭黑、聚四氟乙烯、纳米级水合氧化铝颗粒、三乙基己基磷酸、碳化硅、碳纤维、三氧化二锑、固化剂、抗氧剂、硅烷偶联剂、增粘剂，备用；
（2）将环氧树脂、乙烯基硅橡胶、聚酰胺、聚四氟乙烯及增粘剂混合后加入密炼机中进行密炼，密炼温度为73℃，密炼时间为18分钟，得到第一混合物；
（3）向步骤（2）所得的第一混合物中加入纳米二氧化硅、沉淀法白炭黑、纳米级水合氧化铝颗粒、三乙基己基磷酸、碳化硅、碳纤维、三氧化二锑、固化剂、抗氧剂、硅烷偶联剂，然后置于反应釜中进行高温搅拌，加热温度为112℃，搅拌速率为3200r/min，搅拌时间为25min，得到第二混合物；
（4）将步骤（3）得到的第二混合物排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在185℃下注塑成型即得所述用于发光二极管封装的绝缘材料。
实施例4
本实施例涉及一种用于发光二极管封装的绝缘材料，包括如下重量份的原料：环氧树脂47份、乙烯基硅橡胶24份、聚酰胺13份、纳米二氧化硅4.2份、沉淀法白炭黑4.8份、聚四氟乙烯14份、纳米级水合氧化铝颗粒16份、三乙基己基磷酸6份、碳化硅9份、碳纤维6份、三氧化二锑6份、固化剂9份、抗氧剂2.7份、硅烷偶联剂5份、增粘剂11份。
其中，所述纳米级水合氧化铝颗粒的直径为100～500nm。
其中，所述增粘剂为烷基萘醛树脂、聚硼硅氧烷、二苯基硅二醇的混合物。
其中，所述碳纤维的长度为40～60mm，强度1500MPa，模量125GPa。
其中，所述碳化硅粉末粒径为50nm～40um。
一种制备所述用于发光二极管封装的绝缘材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取环氧树脂、乙烯基硅橡胶、聚酰胺、纳米二氧化硅、沉淀法白炭黑、聚四氟乙烯、纳米级水合氧化铝颗粒、三乙基己基磷酸、碳化硅、碳纤维、三氧化二锑、固化剂、抗氧剂、硅烷偶联剂、增粘剂，备用；
（2）将环氧树脂、乙烯基硅橡胶、聚酰胺、聚四氟乙烯及增粘剂混合后加入密炼机中进行密炼，密炼温度为75℃，密炼时间为20分钟，得到第一混合物；
（3）向步骤（2）所得的第一混合物中加入纳米二氧化硅、沉淀法白炭黑、纳米级水合氧化铝颗粒、三乙基己基磷酸、碳化硅、碳纤维、三氧化二锑、固化剂、抗氧剂、硅烷偶联剂，然后置于反应釜中进行高温搅拌，加热温度为115℃，搅拌速率为3500r/min，搅拌时间为30min，得到第二混合物；
（4）将步骤（3）得到的第二混合物排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在185℃下注塑成型即得所述用于发光二极管封装的绝缘材料。
实施例5
本实施例涉及一种用于发光二极管封装的绝缘材料，包括如下重量份的原料：环氧树脂39份、乙烯基硅橡胶21份、聚酰胺12份、纳米二氧化硅4份、沉淀法白炭黑4.5份、聚四氟乙烯13份、纳米级水合氧化铝颗粒15份、三乙基己基磷酸5.7份、碳化硅8份、碳纤维5.2份、三氧化二锑5份、固化剂8份、抗氧剂2.3份、硅烷偶联剂4.9份、增粘剂10份。
其中，所述纳米级水合氧化铝颗粒的直径为100～500nm。
其中，所述增粘剂为烷基萘醛树脂、聚硼硅氧烷、二苯基硅二醇的混合物。
其中，所述碳纤维的长度为40～60mm，强度1500MPa，模量125GPa。
其中，所述碳化硅粉末粒径为50nm～40um。
一种制备所述用于发光二极管封装的绝缘材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取环氧树脂、乙烯基硅橡胶、聚酰胺、纳米二氧化硅、沉淀法白炭黑、聚四氟乙烯、纳米级水合氧化铝颗粒、三乙基己基磷酸、碳化硅、碳纤维、三氧化二锑、固化剂、抗氧剂、硅烷偶联剂、增粘剂，备用；
（2）将环氧树脂、乙烯基硅橡胶、聚酰胺、聚四氟乙烯及增粘剂混合后加入密炼机中进行密炼，密炼温度为77℃，密炼时间为22分钟，得到第一混合物；
（3）向步骤（2）所得的第一混合物中加入纳米二氧化硅、沉淀法白炭黑、纳米级水合氧化铝颗粒、三乙基己基磷酸、碳化硅、碳纤维、三氧化二锑、固化剂、抗氧剂、硅烷偶联剂，然后置于反应釜中进行高温搅拌，加热温度为117℃，搅拌速率为3800r/min，搅拌时间为35min，得到第二混合物；
（4）将步骤（3）得到的第二混合物排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在185℃下注塑成型即得所述用于发光二极管封装的绝缘材料。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种用于发光二极管封装的绝缘材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：环氧树脂30～50份、乙烯基硅橡胶15～25份、聚酰胺10～15份、纳米二氧化硅3～6份、沉淀法白炭黑4～5份、聚四氟乙烯10～15份、纳米级水合氧化铝颗粒12～17份、三乙基己基磷酸4～7份、碳化硅6～10份、碳纤维4～7份、三氧化二锑3～7份、固化剂5～10份、抗氧剂2～3份、硅烷偶联剂3～6份、增粘剂7～15份。
2.根据权利要求1所述的用于发光二极管封装的绝缘材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：环氧树脂32～47份、乙烯基硅橡胶18～24份、聚酰胺11～13份、纳米二氧化硅3.6～4.2份、沉淀法白炭黑4.2～4.8份、聚四氟乙烯11～14份、纳米级水合氧化铝颗粒14～16份、三乙基己基磷酸5～6份、碳化硅7～9份、碳纤维5～6份、三氧化二锑4～6份、固化剂7～9份、抗氧剂2.1～2.7份、硅烷偶联剂4～5份、增粘剂9～11份。
3.根据权利要求1所述的用于发光二极管封装的绝缘材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：环氧树脂39份、乙烯基硅橡胶21份、聚酰胺12份、纳米二氧化硅4份、沉淀法白炭黑4.5份、聚四氟乙烯13份、纳米级水合氧化铝颗粒15份、三乙基己基磷酸5.7份、碳化硅8份、碳纤维5.2份、三氧化二锑5份、固化剂8份、抗氧剂2.3份、硅烷偶联剂4.9份、增粘剂10份。
4.根据权利要求1所述的用于发光二极管封装的绝缘材料，其特征在于，所述纳米级水合氧化铝颗粒的直径为100～500nm。
5.根据权利要求1所述的用于发光二极管封装的绝缘材料，其特征在于，所述增粘剂为烷基萘醛树脂、聚硼硅氧烷、二苯基硅二醇的混合物。
6.根据权利要求1所述的用于发光二极管封装的绝缘材料，其特征在于，所述碳纤维的长度为40～60mm，强度1500MPa，模量125GPa。
7.根据权利要求1所述的用于发光二极管封装的绝缘材料，其特征在于，所述碳化硅粉末粒径为50nm～40um。
8.一种制备权利要求1～7任一项所述用于发光二极管封装的绝缘材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取环氧树脂、乙烯基硅橡胶、聚酰胺、纳米二氧化硅、沉淀法白炭黑、聚四氟乙烯、纳米级水合氧化铝颗粒、三乙基己基磷酸、碳化硅、碳纤维、三氧化二锑、固化剂、抗氧剂、硅烷偶联剂、增粘剂，备用；
（2）将环氧树脂、乙烯基硅橡胶、聚酰胺、聚四氟乙烯及增粘剂混合后加入密炼机中进行密炼，密炼温度为70℃～80℃，密炼时间为15～25分钟，得到第一混合物；
（3）向步骤（2）所得的第一混合物中加入纳米二氧化硅、沉淀法白炭黑、纳米级水合氧化铝颗粒、三乙基己基磷酸、碳化硅、碳纤维、三氧化二锑、固化剂、抗氧剂、硅烷偶联剂，然后置于反应釜中进行高温搅拌，加热温度为110～120℃，搅拌速率为3000～4000r/min，搅拌时间为20～40min，得到第二混合物；
（4）将步骤（3）得到的第二混合物排到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在185℃下注塑成型即得所述用于发光二极管封装的绝缘材料。
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