專利名稱：含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚硅氧烷，特別涉及一種含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
LED是一類能直接將電能轉(zhuǎn)化為光能的發(fā)光元件，即在半導(dǎo)體p-n結(jié)中地方施加正向電流時(shí)，能夠發(fā)出可見光、紅外光、紫外光的半導(dǎo)體發(fā)光器件。作為新型高效固體光源， LED具有體積小、耗電量低、壽命長、節(jié)能、綠色環(huán)保等顯著優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于手機(jī)、顯示、汽車、照明、信號(hào)燈以及其他領(lǐng)域，是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高技術(shù)產(chǎn)品之一，是繼火、 白熾燈和熒光燈后人類照明的第四次革命。LED作為照明光源正朝著高亮度、優(yōu)異耐氣候性等方向發(fā)展，對(duì)應(yīng)要求LED封裝材料具有優(yōu)異的密封性、透光性、粘接性、耐熱性、介電性和機(jī)械性能等特點(diǎn)。目前市場上用于封裝用的高分子材料有環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅、聚碳酸酯、玻璃及聚甲基丙烯酸甲酯等，其中環(huán)氧樹脂和有機(jī)硅是占有市場最大的兩大產(chǎn)品，既可用于封裝，也可作為透鏡使用。環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的粘接性、電絕緣性能、密封性、耐腐蝕性和介電性能等，占有國內(nèi)LED封裝市場的65%以上，是LED封裝中成本最低且用量最多的封裝材料；例如1962年通用電器公司的尼克 何倫亞克(Hol-onyak)開發(fā)出第一種實(shí)際應(yīng)用的可見光發(fā)光二極管就是使用環(huán)氧樹脂封裝的，但環(huán)氧樹脂存在耐熱性不高，耐濕熱性和耐候性比較差，且質(zhì)脆、易疲勞、抗沖擊韌性差等問題，因而易發(fā)生黃變導(dǎo)致光衰，影響LED器件的使用壽命。有機(jī)硅特殊的組成和獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)使其集無機(jī)物的功能與有機(jī)物的特性于一身，因而其具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐候性、耐高低溫性、高透光性、低吸濕性和絕緣性特點(diǎn)；但有機(jī)硅材料的折光率一般為 1.4 1.5，與晶片的折光率(η = 2.0 2. 2)相差較大，在晶片的光輸出過程中易發(fā)生全反射而降低發(fā)光效率，從而會(huì)大幅度降低LED發(fā)光亮度。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題特點(diǎn)，本發(fā)明制備了一種LED封裝用含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷，在有機(jī)硅中引入了含有疏水性的氟烴基鏈端及環(huán)氧功能基，有效提高折光率同時(shí)改善體系韌性、吸水性等性能，兼具了環(huán)氧樹脂與有機(jī)硅的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)該硅氧烷可單獨(dú)或與環(huán)氧樹脂進(jìn)行復(fù)合制備LED封裝材料，所制備的LED封裝材料具有優(yōu)異的耐熱性、耐候性、力學(xué)性能，以及低吸水率、低表面能等性能。本發(fā)明的首要目的在于提供一種含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷。本發(fā)明的另一目的在于提供所述含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷的制備方法。本發(fā)明的再一目的在于提供所述含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷的應(yīng)用。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷，如式 I所示
權(quán)利要求
1.一種含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷，其特征在于其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如式I所示
2.權(quán)利要求1所述的含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷的制備方法，其特征在于包含以下步驟(1)將環(huán)氧烴基硅烷、氟烴基硅烷和有機(jī)溶劑混合均勻，得到溶液A；(2)將水、催化劑和有機(jī)溶劑混合，得到溶液B；(3)將溶液A加熱至50 120°C，溶液B以每毫升70秒的速度往溶液A中進(jìn)行滴加； 滴加完畢后，繼續(xù)于50 120°C反應(yīng)3 48h，冷卻，除去溶劑制得含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷；氟烴基硅烷和環(huán)氧烴基硅烷按摩爾比15 51進(jìn)行配比； 環(huán)氧烴基硅烷的結(jié)構(gòu)如式II或式III所示
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷的制備方法，其特征在于所述的環(huán)氧烴基硅烷為 OC6H9CH2CH2Si (OMe) 3、OCH2CHCH2OC3H6Si (OMe) 3、 OCH2CHCH2OC3H6SiPh (OEt)2, OCH2CHCH2OC3H6Si (OEt) 3、OCH2CHCH2OC3H6SiMe (OEt) 2、 OCH2CHCH2OC8H16Si (OMe) 3 或 OOl2CHCH2OC^8Si (OMe) 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷的制備方法，其特征在于 所述的氟烴基硅烷為 CF3CH2CH2SiMe(OMe)2、CF3CH2CH2Si (OMe) ·3、(CF3CH2CH2)2Si (OMe)2, C6F13CH2CH2Si (OEt) 3、C3F7CH2CH2Si (OEt) 3、(CF3) 2CFCFH (CF3) CFCH2CH2CH2CH2Si (OMe) 3、 C6F13CH2CH (CH3) C3H6Si (OCH3) 3、 n-C8F17C2H4S i (OCH3) 3 ^ (CF3) 2CFCFH (CF3) CFCH2CH2CH2CH2SiMe (OMe) 2。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷的制備方法，其特征在于 所述的有機(jī)溶劑為四氫呋喃、1，4 二氧六烷、乙醇、環(huán)己烷、丁酮、異丙醇或乙二醇二甲醚中的至少一種；所述的催化劑為金屬羧酸鹽催化劑、酸性催化劑或堿性催化劑中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷的制備方法，其特征在于所述的金屬羧酸鹽催化劑為二丁基二月桂酸錫；所述的酸性催化劑為乙二酸、甲酸或醋酸中的至少一種；所述的堿性催化劑為四甲基氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、乙二胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷的制備方法，其特征在于步驟O)中所述的水與氟烴基硅烷和環(huán)氧烴基硅烷硅烷中的烷氧基的配比為摩爾比0. 1 3. O ；所述的催化劑的用量為反應(yīng)體系總質(zhì)量的0. 01% 5%。
8.權(quán)利要求1所述的含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷在LED封裝材料中的應(yīng)用。
9.一種LED封裝材料，其特征在于包括如下按重量份計(jì)的組分權(quán)利要求1所述的含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷環(huán)氧樹脂固化劑促進(jìn)劑
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LED封裝材料，其特征在于 所述的環(huán)氧樹脂為脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、雙酚A型環(huán)氧樹脂、氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂或環(huán)氧化丁二烯中的一種或至少兩種；所述的固化劑為酸酐類固化劑或酚樹脂類固化劑中的一種或兩種；·0.1 100份 0 100份 10 150份 0.1 2.0 份。所述的促進(jìn)劑為芐基二甲胺、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨或四丁基溴化銨中的一種或至少兩種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種如式I所示的含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明首先通過將環(huán)氧烴基硅烷、氟烴基硅烷和有機(jī)溶劑混合均勻，得到溶液A；將水、催化劑和有機(jī)溶劑混合，得到溶液B；將溶液A加熱至50～120℃，溶液B以每毫升70秒的速度往溶液A中進(jìn)行滴加；滴加完畢后，繼續(xù)于50～120℃反應(yīng)3～48h，冷卻，除去溶劑制得含氟基和環(huán)氧基團(tuán)的聚硅氧烷。該聚硅氧烷與固化劑固化或與環(huán)氧樹脂復(fù)合用于LED封裝材料。該聚硅氧烷與環(huán)氧樹脂進(jìn)行復(fù)合制備LED封裝材料，可有效地改善體系的耐熱性、耐候性、化學(xué)穩(wěn)定性、吸水性及疏水防污等特性，是有機(jī)硅氟在LED封裝材料領(lǐng)域研究的新方向。
文檔編號(hào)C08G77/24GK102250355SQ20111014238
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者劉偉區(qū), 高南 申請(qǐng)人:中科院廣州化學(xué)有限公司