CN109735235A - 一种导热高折射率led透明环氧树脂灌封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶，其由组分一和组分二组成：所述的组分一原料的重量份数配比为：环氧树脂70～80份、漂白虫胶树脂10～20份、聚乙烯醇7～10份、蜂蜡液5～10份、磷酸三钠0.5～1份、甲基丙烯酸十二氟庚酯5～10份、折射率改性填料15～40份、苯基缩水甘油醚5～10份，所述的组分二原料的重量份数配比为：脂肪族多元胺8～12份、DMP‑30 1～2份，本发明同时公开了一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶的制备方法。本发明的一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶在光透性良好的基础上具有高折射率及高导热性能，同时抗老化开裂性能较佳。

Description

一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶粘剂及制备技术领域，具体涉及一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶及其制备方法。

背景技术

灌封胶，用于电子元器件的粘接、灌封、密封和涂覆保护。灌封胶在未固化前属于具有流动性的液体状，胶液黏度根据产品的材质、性能、生产工艺的不同而有所区别。灌封胶完全固化后可实现它的使用价值，固化后可以起到防水防潮、绝缘、防尘、导热、保密、耐温、防腐蚀、防震等作用，目前已广泛地用于电子器件制造业，是电子工业不可缺少的重要加工材料。

被称为***光源的LED具有节能、环保、安全、低功耗、低热、光束集中、高亮度、维护简便等特点，可以广泛应用于各种指示、装饰、显示、背光源、普通照明等领域。目前提高LED的发光效率仍然是一个关键技术问题，在LED生产过程中灌封胶等材料对产品的发光效率以及使用寿命有显著的影响，要求灌封胶等材料具有高透明、高折光、高粘结强度、耐光、热老化等性能。目前常用的灌封胶主要有环氧树脂灌封胶、有机硅树脂灌封胶、聚氨酯灌封胶，其中环氧树脂灌封胶因具有良好的透明性、力学性能和粘结性，被广泛应用于LED、集成电路板的粘结、灌封、封装，但由于环氧树脂基灌封胶在高温、高辐射条件下易老化、开裂，而且环氧树脂基灌封胶的折射率较低，在一定程度上限制了其作为LED灌封胶的应用。

随着电子产品多功能化和轻型化的发展，电子产品在有限空间内聚集了越来越多的电子器件，这就要求封装材料具有较高的热传导性及较好的耐热性能，对于环氧树脂基灌封胶来讲，其热传导性能较低，其导热性的提高须要添加导热填料，导热填料的添加易造成灌封胶粘度、透光度的降低，因此导热填料的选择及灌封胶原料的配比以提高灌封胶折射率及综合使用性能成为导热LED灌封胶的研究重点。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种通过虫胶树脂、折射率改性填料改性的高折射率、高导热性能的LED透明环氧树脂灌封胶及其制备方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶，其由组分一和组分二组成：

所述的组分一的组成原料为：环氧树脂、漂白虫胶树脂、聚乙烯醇、蜂蜡液、磷酸三钠、甲基丙烯酸十二氟庚酯、折射率改性填料、苯基缩水甘油醚，所述的组分二的组成原料为：脂肪族多元胺和DMP-30；所述的脂肪族多元胺可以取自能活性较大的、在室温即可使环氧树脂交联固化的胺类，如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、二乙氨基丙胺、三乙烯四胺等。

所述的组分一的重量份数配比为：环氧树脂70～80份、漂白虫胶树脂10～20份、聚乙烯醇7～10份、蜂蜡液5～10份、磷酸三钠0.5～1份、甲基丙烯酸十二氟庚酯5～10份、折射率改性填料15～40份、苯基缩水甘油醚5～10份，所述的组分二的重量份数配比为：脂肪族多元胺8～12份、DMP-301～2份。

进一步地，所述的折射率改性填料为改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的混合料，所述改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的质量份比为2～4:1。

进一步地，所述的改性气相二氧化钛的制备方法为：将已干燥处理的气相二氧化钛和气相三氧化二铝置于浓度为10mol/L的NaOH溶液中，搅拌加热至60℃，保温搅拌下加入与气相二氧化钛质量比为5:1的环氧氯丙烷溶液，保温回流搅拌反应4h，然后用甲醇、纯水反复洗涤产品至pH为7，100℃真空烘干后得到改性气相二氧化钛，改性后的气相二氧化钛与非极性基体的互溶或分散性良好，不会出现聚集现象而影响共混后复合材料的性能。

进一步地，所述的改性气相三氧化二铝的制备方法为：采用无水乙醇溶液，加入为气相三氧化二铝质量3％的硅烷偶联剂KH560，乙酸调节pH为6，超声处理1h，然后将得到的混合液加入到三口烧瓶，于75℃下搅拌回流4h，抽滤，无水乙醇洗2次，真空烘箱干燥，将得到的固形物充分研磨得到改性气相三氧化二铝，改性后的气相三氧化二铝与非极性基体的互溶或分散性亦较良好，不会出现聚集现象而影响共混后复合材料的性能。

所述的一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将漂白虫胶树脂和磷酸三钠混合并加热至80～90℃，保温搅拌均匀；

(2)将蜂蜡液加热至80～90℃后加入至步骤(1)得到虫胶树脂液中，并保温搅拌0.5～1h至均匀，然后降温至50～60℃；

(3)将环氧树脂、聚乙烯醇、折射率改性填料、甲基丙烯酸十二氟庚酯、苯基缩水甘油醚与步骤(2)得到的溶液于50～60℃下保温充分混合均匀，并在40～60MPa下高压均质一次，得到组分一；

(4)将脂肪族多元胺和DMP-30充分混合均匀后得到组分二；

(5)将上述重量份数配比原料制得的组分一和组分二混合均匀后应用。

本发明的一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶在光透性良好的基础上具有高折射率及高导热性能，同时抗老化开裂性能较佳。具体的，添加高折射率的气相二氧化钛和三氧化二铝纳米粉体，可大大提高环氧树脂基体的折射率，而且纳米级气相二氧化钛不影响环氧树脂灌封胶体的透光性能；将虫胶树脂和磷酸三钠混合可在一定程度上阻止虫胶树脂本身活性基团的聚合作用，增加其热寿命及降低脆性；将虫胶树脂与蜂蜡液、磷酸三钠、甲基丙烯酸十二氟庚酯、苯基缩水甘油醚以及环氧树脂等混合改性后，增加了虫胶树脂和蜂蜡的可流动性，同时大大提高了环氧树脂的抗老化开裂性能，得到的灌封胶具有良好的导热性，灌封胶体系中的改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝尤其是和改性气相三氧化二铝具有较好的导热性，在体系中得到均匀、充分的分散后可较好的发挥导热性。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明做进一步的描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶，其由组分一和组分二组成：

所述的组分一原料的重量份数配比为：环氧树脂75份、漂白虫胶树脂15份、聚乙烯醇8份、蜂蜡液7份、磷酸三钠0.8份、甲基丙烯酸十二氟庚酯7份、折射率改性填料25份、苯基缩水甘油醚8份，所述的组分二原料的重量份数配比为：脂肪族多元胺10份、DMP-301.5份。

进一步地，所述的折射率改性填料为改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的混合料，所述改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的质量份比为3:1。

进一步地，所述的改性气相二氧化钛的制备方法为：将已干燥处理的气相二氧化钛和气相三氧化二铝置于浓度为10mol/L的NaOH溶液中，搅拌加热至60℃，保温搅拌下加入与气相二氧化钛质量比为5:1的环氧氯丙烷溶液，保温回流搅拌反应4h，然后用甲醇、纯水反复洗涤产品至pH为7，100℃真空烘干后得到改性气相二氧化钛。

进一步地，所述的改性气相三氧化二铝的制备方法为：采用无水乙醇溶液，加入为气相三氧化二铝质量3％的硅烷偶联剂KH560，乙酸调节pH为6，超声处理1h，然后将得到的混合液加入到三口烧瓶，于75℃下搅拌回流4h，抽滤，无水乙醇洗2次，真空烘箱干燥，将得到的固形物充分研磨得到改性气相三氧化二铝。

所述的一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将漂白虫胶树脂和磷酸三钠混合并加热至85℃，保温搅拌均匀；

(2)将蜂蜡液加热至85℃后加入至步骤(1)得到虫胶树脂液中，并保温搅拌45min至均匀，然后降温至55℃；

(3)将环氧树脂、聚乙烯醇、折射率改性填料、甲基丙烯酸十二氟庚酯、苯基缩水甘油醚与步骤(2)得到的溶液于55℃下保温充分混合均匀，并在50MPa下高压均质一次，得到组分一；

(4)将脂肪族多元胺和DMP-30充分混合均匀后得到组分二；

(5)将组分一和组分二混合均匀后应用。

实施例2：一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶，其由组分一和组分二组成：

所述的组分一原料的重量份数配比为：环氧树脂70份、漂白虫胶树脂10份、聚乙烯醇7份、蜂蜡液5份、磷酸三钠0.5份、甲基丙烯酸十二氟庚酯5份、折射率改性填料15份、苯基缩水甘油醚5份，所述的组分二原料的重量份数配比为：脂肪族多元胺8份、DMP-301份。

进一步地，所述的折射率改性填料为改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的混合料，所述改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的质量份比为4:1，所述的改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的制备方法同实施例1。

所述的一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将漂白虫胶树脂和磷酸三钠混合并加热至80℃，保温搅拌均匀；

(2)将蜂蜡液加热至80℃后加入至步骤(1)得到虫胶树脂液中，并保温搅拌1h至均匀，然后降温至50℃；

(3)将环氧树脂、聚乙烯醇、折射率改性填料、甲基丙烯酸十二氟庚酯、苯基缩水甘油醚与步骤(2)得到的溶液于50℃下保温充分混合均匀，并在40MPa下高压均质一次，得到组分一；

(4)将脂肪族多元胺和DMP-30充分混合均匀后得到组分二；

(5)将组分一和组分二混合均匀后应用。

实施例3：一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶，其由组分一和组分二组成：

所述的组分一原料的重量份数配比为：环氧树脂80份、漂白虫胶树脂20份、聚乙烯醇10份、蜂蜡液10份、磷酸三钠1份、甲基丙烯酸十二氟庚酯10份、折射率改性填料40份、苯基缩水甘油醚10份，所述的组分二原料的重量份数配比为：脂肪族多元胺12份、DMP-302份。

进一步地，所述的折射率改性填料为改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的混合料，所述改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的质量份比为2:1，所述的改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的制备方法同实施例1。

所述的一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将漂白虫胶树脂和磷酸三钠混合并加热至90℃，保温搅拌均匀；

(2)将蜂蜡液加热至90℃后加入至步骤(1)得到虫胶树脂液中，并保温搅拌0.5h至均匀，然后降温至60℃；

(3)将环氧树脂、聚乙烯醇、折射率改性填料、甲基丙烯酸十二氟庚酯、苯基缩水甘油醚与步骤(2)得到的溶液于60℃下保温充分混合均匀，并在60MPa下高压均质一次，得到组分一；

(4)将脂肪族多元胺和DMP-30充分混合均匀后得到组分二；

(5)将组分一和组分二混合均匀后应用。

实施例4：一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶，其由组分一和组分二组成：

所述的组分一原料的重量份数配比为：环氧树脂70份、漂白虫胶树脂20份、聚乙烯醇7份、蜂蜡液10份、磷酸三钠0.5份、甲基丙烯酸十二氟庚酯10份、折射率改性填料15份、苯基缩水甘油醚10份，所述的组分二原料的重量份数配比为：脂肪族多元胺8份、DMP-302份。

进一步地，所述的折射率改性填料为改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的混合料，所述改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的质量份比为5:2，所述的改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的制备方法同实施例1。

所述的一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶的制备方法，具体步骤同实施例1。

实施例5：一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶，其由组分一和组分二组成：

所述的组分一原料的重量份数配比为：环氧树脂72份、漂白虫胶树脂18份、聚乙烯醇9份、蜂蜡液6份、磷酸三钠0.6份、甲基丙烯酸十二氟庚酯8份、折射率改性填料30份、苯基缩水甘油醚7份，所述的组分二原料的重量份数配比为：脂肪族多元胺9份、DMP-301.7份。

进一步地，所述的折射率改性填料为改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的混合料，所述改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的质量份比为7:2，所述的改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的制备方法同实施例1。

所述的一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶的制备方法，具体步骤同实施例1。

对比例1：一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶，其由组分一和组分二组成：

所述的组分一原料的重量份数配比为：环氧树脂75份、漂白虫胶树脂15份、聚乙烯醇8份、蜂蜡液7份、磷酸三钠0.8份、甲基丙烯酸十二氟庚酯7份、折射率改性填料25份、苯基缩水甘油醚8份，所述的组分二原料的重量份数配比为：脂肪族多元胺10份、DMP-301.5份。

进一步地，所述的折射率改性填料为气相二氧化钛和气相三氧化二铝的混合料，所述气相二氧化钛和气相三氧化二铝的质量份比为3:1。

所述的一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将漂白虫胶树脂和磷酸三钠混合并加热至85℃，保温搅拌均匀；

(2)将蜂蜡液加热至85℃后加入至步骤(1)得到虫胶树脂液中，并保温搅拌45min至均匀，然后降温至55℃；

(3)将环氧树脂、聚乙烯醇、折射率改性填料、甲基丙烯酸十二氟庚酯、苯基缩水甘油醚与步骤(2)得到的溶液于55℃下保温充分混合均匀，并在50MPa下高压均质一次，得到组分一；

(4)将脂肪族多元胺和DMP-30充分混合均匀后得到组分二；

(5)将组分一和组分二混合均匀后应用。

对上述实施例1-5及对比例1得到的灌封胶的性能进行测试，将上述实施例1-5中灌封胶组分一和组分二置于容器中快速混合均匀，置于真空箱中在10托的真空度下放置10min，浇注固化制备成2mm厚的胶片，标准化测试其基本性能，并以市售透明环氧树脂灌封胶为对比例2做相同的测试，结果如下表所示：

气相二氧化钛的平均粒径为21nm，低于可见光波长十分之一，纳米级气相二氧化钛应用于灌封胶体中可避免胶体的瑞丽散射现象，但直接将气相二氧化钛加入至环氧树脂灌封胶体中加工使用，粉体粒子间产生严重的聚集，引起光的散射，严重降低复合胶体的光穿透率以及折射率，粒子聚集导致粒子在环氧树脂基体中不均匀分布同时影响了粒子导热性能的发挥。因此本发明将气相二氧化钛进行了改性处理，以实现气相二氧化钛与环氧树脂基体间良好的互溶或分散性；同样的原理，气相三氧化二铝平均粒径小于气相二氧化钛，通过实验发现，对其进行本发明的改性后可实现其与环氧树脂基体间良好的互溶或分散性，进而较好的发挥导热性及提高环氧树脂基体的折射率。

Claims (5)

1.一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶，其特征在于，由组分一和组分二组成：

所述的组分一的组成原料为：环氧树脂、漂白虫胶树脂、聚乙烯醇、蜂蜡液、磷酸三钠、甲基丙烯酸十二氟庚酯、折射率改性填料、苯基缩水甘油醚，所述的组分二的组成原料为：脂肪族多元胺和DMP-30；

所述的组分一的重量份数配比为：环氧树脂70～80份、漂白虫胶树脂10～20份、聚乙烯醇7～10份、蜂蜡液5～10份、磷酸三钠0.5～1份、甲基丙烯酸十二氟庚酯5～10份、折射率改性填料15～40份、苯基缩水甘油醚5～10份，所述的组分二的重量份数配比为：脂肪族多元胺8～12份、DMP-301～2份。

2.根据权利要求1所述的一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶，其特征在于：所述的折射率改性填料为改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的混合料，所述改性气相二氧化钛和改性气相三氧化二铝的质量份比为2～4:1。

3.根据权利要求2所述的一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶，其特征在于：所述的改性气相二氧化钛的制备方法为：将已干燥处理的气相二氧化钛和气相三氧化二铝置于浓度为10mol/L的NaOH溶液中，搅拌加热至60℃，保温搅拌下加入与气相二氧化钛质量比为5:1的环氧氯丙烷溶液，保温回流搅拌反应4h，然后用甲醇、纯水反复洗涤产品至pH为7，100℃真空烘干后得到改性气相二氧化钛。

4.根据权利要求2所述的一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶，其特征在于：所述的改性气相三氧化二铝的制备方法为：采用无水乙醇溶液，加入为气相三氧化二铝质量3％的硅烷偶联剂KH560，乙酸调节pH为6，超声处理1h，然后将得到的混合液加入到三口烧瓶，于75℃下搅拌回流4h，抽滤，无水乙醇洗2次，真空烘箱干燥，将得到的固形物充分研磨得到改性气相三氧化二铝。

5.权利要求1-4任一项所述的一种导热高折射率LED透明环氧树脂灌封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将漂白虫胶树脂和磷酸三钠混合并加热至80～90℃，保温搅拌均匀；

(2)将蜂蜡液加热至80～90℃后加入至步骤(1)得到虫胶树脂液中，并保温搅拌0.5～1h至均匀，然后降温至50～60℃；

(3)将环氧树脂、聚乙烯醇、折射率改性填料、甲基丙烯酸十二氟庚酯、苯基缩水甘油醚与步骤(2)得到的溶液于50～60℃下保温充分混合均匀，并在40～60MPa下高压均质一次，得到组分一；

(4)将脂肪族多元胺和DMP-30充分混合均匀后得到组分二；

(5)将组分一和组分二混合均匀后应用。