本發(fā)明屬于絕緣固晶膠制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種LED用單組分環(huán)氧絕緣固晶膠及制備方法。

背景技術(shù)：

隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)資源短缺和環(huán)境污染的認(rèn)識(shí)逐漸提高。為了實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，我國(guó)在節(jié)能和環(huán)保領(lǐng)域投入了大量的人力，財(cái)力與物力。照明耗能作為能源消耗大戶，每年消耗了大量的電能，因此，有必要發(fā)展和使用更為節(jié)能環(huán)保的照明方式。LED具有省電，壽命長(zhǎng)，環(huán)保等特點(diǎn)，近年來取得了快速的發(fā)展。而在LED制造過程中，高性能的LED固晶封裝材料則是最重要的物料之一，也是各國(guó)研究的重要領(lǐng)域。

環(huán)氧固晶膠具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度，穩(wěn)定的理化性能（硬度高，耐化學(xué)腐蝕），是目前LED產(chǎn)業(yè)中最常用的固晶材料。但由于本身分子結(jié)構(gòu)的影響，其也具有韌性差，在長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)燈實(shí)驗(yàn)中會(huì)黃變等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種耐黃變性優(yōu)異，韌性好，抗沖擊性，高粘接強(qiáng)度的LED用單組分環(huán)氧絕緣固晶膠及制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種LED用單組分環(huán)氧絕緣固晶膠，按其重量份數(shù)計(jì)算，組成如下：環(huán)氧樹脂100份、異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂25~60份、稀釋劑5~20份、固化劑8~25份、固化促進(jìn)劑1~10份、抗氧劑0.1~1份、觸變劑1~10份。

一種LED用單組分環(huán)氧絕緣固晶膠的制備方法，稱量環(huán)氧樹脂、異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂并將它們?cè)?0℃的加熱臺(tái)下混合，混合的方式是機(jī)械攪拌，攪拌速率為1000轉(zhuǎn)/分，時(shí)間為10分鐘，然后將攪拌均勻的混合物冷卻至室溫，并依次加入稀釋劑，抗氧劑和觸變劑，添加結(jié)束后繼續(xù)攪拌10分鐘，待混合均勻后向混合物中加入固化劑及固化促進(jìn)劑，機(jī)械攪拌5分鐘后將混合物轉(zhuǎn)入高速剪切混合機(jī)中進(jìn)行混合，混合速率為2000轉(zhuǎn)/分，時(shí)間為30s，重復(fù)在高速剪切混合機(jī)中的混合過程3次得到混合均勻的膠狀物即為固晶膠粘劑。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述環(huán)氧樹脂實(shí)例是一種氫化環(huán)氧樹脂例如EP-4080E。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述聚氨酯改性環(huán)氧樹脂是通過異氰酸酯與環(huán)氧樹脂反應(yīng)制得，由于脂肪族異氰酸酯和氫化的環(huán)氧樹脂不含有容易被氧化的不飽和雙鍵，故其具有優(yōu)異的耐黃變性；用于制備聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的異氰酸酯為脂肪族異氰酸酯，環(huán)氧樹脂為氫化的環(huán)氧樹脂。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備方法如下：向1000ml三頸瓶中加入氫化環(huán)氧樹脂A(450g，EEW=200)，通入氮?dú)?，攪拌并加熱?45~150℃，然后加入2-甲基咪唑（0.15g），升溫至160℃，同時(shí)，在30分鐘內(nèi)將脂肪族異氰酸酯HDI(50g)緩慢地滴加到上述三頸瓶混合溶液中，繼續(xù)在160℃反應(yīng)，并用紅外光譜檢測(cè)，直至異氰酸酯基團(tuán)特征峰完全消失時(shí)，停止反應(yīng)；得到含有惡唑酮環(huán)的異氰酸酯改性的環(huán)氧樹脂，EEW=235，在80℃時(shí)的粘度為800mPa.s。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述固化劑優(yōu)選為雙氰胺類固化劑。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述固化促進(jìn)劑包括苯基-二甲脲類衍生物、叔胺類衍生物、咪唑類衍生物、端叔胺超支化聚合物或上述物質(zhì)的混合物，使用效果較好的是苯基-二甲脲類衍生物，例如1,1-二甲基-3-苯基脲。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述稀釋劑包括反應(yīng)型稀釋劑和非反應(yīng)型稀釋劑，優(yōu)選反應(yīng)型稀釋劑，最優(yōu)選不含苯環(huán)，雙鍵等不飽和鍵的反應(yīng)型稀釋劑，例如1,6-己二醇二縮水甘油醚。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述抗氧劑，包括芳香胺類抗氧劑和受阻酚類抗氧劑等，例如2,6-二叔丁基對(duì)甲基苯酚。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述觸變劑，包括氣相白炭黑、氫化蓖麻油和液體有機(jī)硅類觸變劑等；優(yōu)選氣相白炭黑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：一、具有優(yōu)異耐黃變性，好的韌性和抗沖擊性，高的粘接強(qiáng)度，適用高速點(diǎn)膠工藝等優(yōu)點(diǎn)；二、采用自制的異氰酸酯改性的環(huán)氧樹脂，解決了傳統(tǒng)環(huán)氧固晶膠中耐黃變性不足，韌性差等缺點(diǎn)；三、本發(fā)明所發(fā)展的制備異氰酸酯改性的環(huán)氧樹脂的方法條件簡(jiǎn)單，無溶劑，對(duì)環(huán)境無污染，成本低。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)存環(huán)氧固晶膠的耐黃變性不足，韌性差等缺點(diǎn)，提供一種耐黃變性優(yōu)異，韌性好，抗沖擊性，高粘接強(qiáng)度的單組分環(huán)氧絕緣固晶膠組合物，并提供了該固晶膠組合物的制備方法。

LED用單組分環(huán)氧絕緣固晶膠，按其重量份數(shù)計(jì)算，組成如下：

環(huán)氧樹脂 100份；

異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂 25~60份；

稀釋劑 5~20份；

固化劑 8~25份；

固化促進(jìn)劑 1~10份；

抗氧劑 0.1~1份；

觸變劑 1~10份。

本發(fā)明中使用的較好的環(huán)氧樹脂是脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，脂肪族環(huán)氧樹脂和氫化環(huán)氧樹脂，更優(yōu)選氫化的環(huán)氧樹脂。其固化后表現(xiàn)出好的耐黃變性，優(yōu)異的機(jī)械、黏結(jié)和絕緣性能。該導(dǎo)熱膠中可以采用的一種樹脂實(shí)例是一種氫化環(huán)氧樹脂例如EP-4080E（Adeka公司）。

根據(jù)高分子互穿網(wǎng)絡(luò)原理，在環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中帶有惡唑酮環(huán)的環(huán)氧樹脂、固化后其耐熱性、柔韌性俱佳。該固晶膠中采用的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂為自制的含惡唑酮環(huán)的環(huán)氧樹脂，其是通過異氰酸酯與環(huán)氧樹脂反應(yīng)制得。由于脂肪族異氰酸酯和氫化的環(huán)氧樹脂不含有容易被氧化的不飽和雙鍵，故其具有優(yōu)異的耐黃變性。本文所述的用于制備聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的異氰酸酯為脂肪族異氰酸酯，所述的環(huán)氧樹脂為氫化的環(huán)氧樹脂。

用脂肪族異氰酸酯和氫化環(huán)氧樹脂制備含惡唑酮環(huán)的異氰酸酯改性的環(huán)氧樹脂的方法如下：向1000ml三頸瓶中加入氫化環(huán)氧樹脂A (450g，EEW=200)，通入氮?dú)?，攪拌并加熱?45~150℃，然后加入2-甲基咪唑（0.15g），升溫至160℃，同時(shí)，在30分鐘內(nèi)將脂肪族異氰酸酯HDI(50g)緩慢地滴加到上述三頸瓶混合溶液中，繼續(xù)在160℃反應(yīng)，并用紅外光譜檢測(cè)，直至異氰酸酯基團(tuán)特征峰完全消失時(shí)，停止反應(yīng)。得到含有惡唑酮環(huán)的異氰酸酯改性的環(huán)氧樹脂，EEW=235，在80℃時(shí)的粘度為800 mPa.s。

該固晶膠中采用的固化劑：考慮到膠的室溫存放期以及固化速度以及色澤性等問題等因素，使用效果較好的是雙氰胺類固化劑，例如Omicure DDA 5（CVC公司）。

該固晶膠中可以采用的固化促進(jìn)劑，包括苯基-二甲脲類衍生物，叔胺類衍生物，咪唑類衍生物，端叔胺超支化聚合物或上述物質(zhì)的混合物，使用效果較好的是苯基-二甲脲類衍生物，例如1,1-二甲基-3-苯基脲（湖北鑫鳴泰化學(xué)有限公司）。

稀釋劑實(shí)質(zhì)上用來溶解該樹脂體系和調(diào)整該膠粘劑的粘度，該固晶膠中可以采用的稀釋劑，包括反應(yīng)型稀釋劑和非反應(yīng)型稀釋劑，優(yōu)選反應(yīng)型稀釋劑。最優(yōu)選不含苯環(huán)，雙鍵等不飽和鍵的反應(yīng)型稀釋劑，例如1,6-己二醇二縮水甘油醚（上海紫銘試劑廠）。

該固晶膠中可以采用的抗氧劑，包括芳香胺類抗氧劑和受阻酚類抗氧劑等，例如2,6-二叔丁基對(duì)甲基苯酚（美嵐實(shí)業(yè)（上海）有限公司）?？寡鮿┰诰酆衔矬w系中僅少量存在時(shí)，就可延緩或抑制聚合物氧化過程的進(jìn)行，從而抑制聚合物黃變，老化并延長(zhǎng)其使用壽命。

當(dāng)固晶膠受剪切或者靜置狀態(tài)下，觸變劑用來控制膠體的流變性能，使其不會(huì)發(fā)生流淌或者滴落的一種改性劑，該固晶膠中可以采用的觸變劑，包括氣相白炭黑，氫化蓖麻油和液體有機(jī)硅類觸變劑等。優(yōu)選氣相白炭黑，例如Cabot TS720 (Cabot公司)。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：

（1）所述的絕緣固晶膠具有優(yōu)異耐黃變性，好的韌性和抗沖擊性，高的粘接強(qiáng)度，適用高速點(diǎn)膠工藝等優(yōu)點(diǎn)。

（2）采用自制的異氰酸酯改性的環(huán)氧樹脂，解決了傳統(tǒng)環(huán)氧固晶膠中耐黃變性不足，韌性差等缺點(diǎn)；

（3）本發(fā)明所發(fā)展的制備異氰酸酯改性的環(huán)氧樹脂的方法條件簡(jiǎn)單，無溶劑，對(duì)環(huán)境無污染，成本低。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明可以進(jìn)一步通過如下的實(shí)施例進(jìn)行描述。

實(shí)施例1：按照表1中給出的質(zhì)量稱量環(huán)氧樹脂、異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂并將它們?cè)?0℃的加熱臺(tái)下混合，混合的方式是機(jī)械攪拌，攪拌速率為1000轉(zhuǎn)/分，時(shí)間為10分鐘，然后將攪拌均勻的混合物冷卻至室溫，并依次加入稀釋劑，抗氧劑和觸變劑，添加結(jié)束后繼續(xù)攪拌10分鐘，待混合均勻后向混合物中加入固化劑及固化促進(jìn)劑，機(jī)械攪拌5分鐘后將混合物轉(zhuǎn)入高速剪切混合機(jī)中進(jìn)行混合，混合速率為2000轉(zhuǎn)/分，時(shí)間為30s，重復(fù)在高速剪切混合機(jī)中的混合過程3次得到混合均勻的膠狀物即為固晶膠粘劑。

實(shí)施例2-6按照實(shí)施例1所示的步驟制備。

實(shí)施例7：LED用單組分環(huán)氧絕緣固晶膠，按其重量份數(shù)計(jì)算，組成如下：環(huán)氧樹脂100份、異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂25份、稀釋劑5份、固化劑8份、固化促進(jìn)劑1份、抗氧劑0.1份、觸變劑1份。

實(shí)施例8：LED用單組分環(huán)氧絕緣固晶膠，按其重量份數(shù)計(jì)算，組成如下：環(huán)氧樹脂100份、異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂60份、稀釋劑20份、固化劑25份、固化促進(jìn)劑10份、抗氧劑1份、觸變劑10份。

實(shí)施例7-8按照實(shí)施例1所示的步驟制備。

對(duì)比例1：按照表1中給出的質(zhì)量稱量環(huán)氧樹脂，稀釋劑，抗氧劑和觸變劑并將它們混合均勻，混合的方式是機(jī)械攪拌，攪拌速率為1000轉(zhuǎn)/分，時(shí)間為10分鐘，待混合均勻后向混合物中加入固化劑及固化促進(jìn)劑，機(jī)械攪拌5分鐘后將混合物轉(zhuǎn)入高速剪切混合機(jī)中進(jìn)行混合，混合速率為2000轉(zhuǎn)/分，時(shí)間為30s，重復(fù)在高速剪切混合機(jī)中混合3次得到混合均勻的膠狀物即為固晶膠粘劑。

對(duì)比例2按照實(shí)施例1所示的步驟制備。

性能檢測(cè)：固晶膠粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試樣品的準(zhǔn)備按照標(biāo)準(zhǔn)GB7124-86進(jìn)行，首先將用于測(cè)試的冷軋鋼基材用乙酸乙酯進(jìn)行擦洗去油，然后將膠涂于需要粘結(jié)的表面，將兩片冷軋鋼片合攏，采用金屬夾子將其固定后放于固化爐中，固化條件為150℃，60分鐘，待固化后的樣品冷卻后在拉力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測(cè)試得到粘結(jié)強(qiáng)度具體數(shù)據(jù)。

固晶膠固化之后先通過紫外燈老化箱進(jìn)行加速老化實(shí)驗(yàn)，然后通過透光率測(cè)試考察加速老化前后透光率下降程度，以此來表針固晶膠的耐黃變性。樣品的制備：將固晶膠注入一個(gè)深度2mm，直徑12mm的四氟乙烯的模具中，待膠流平后將模具置入固化爐中進(jìn)行固化處理，固化條件為150℃，60分鐘。待固化后的樣品冷卻到室溫后將圓盤狀樣品取出進(jìn)行測(cè)試。先測(cè)試圓盤試樣的透光率，然后將圓盤試樣放入紫外燈老化箱進(jìn)行老化實(shí)驗(yàn)（波長(zhǎng)365nm，溫度50 ℃， 老化時(shí)間500小時(shí)），待老化實(shí)驗(yàn)完成后，將老化后的圓盤試樣取出并測(cè)試其透光率，計(jì)算老化前后透光率下降百分比。透光率下降百份比為0~3時(shí)，表示耐黃變性好，在3~6時(shí)，表示耐黃變性一般，大于6時(shí)，表示耐黃變性差。

表1

表2

上面對(duì)本專利的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本專利并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。