LED封装用有机硅树脂的合成与性能研究

摘要

作为当今社会发展的动力，能源是制约经济发展的重要因素。我国的能源蕴藏量居世界前列，但是人均能源占有量远低于世界平均水平。目前照明用电占我国全社会用电量的比例已达到13％，且随着中国经济快速发展和人民生活水平日益提高，这一比重正在逐步提高。现阶段我国居民普遍使用的照明产品仍然是以白炽灯为主的传统照明设备，寻找新型高效环保光源，是照明领域节能减排的关键。LED光源即以发光二极管为发光器件的新一代固态光源，其耗电量仅为传统白炽灯的10%左右。作为新时代的照明产品，LED灯具具有低能耗、寿命长、安全、无污染、不眩目等优点，是一种真正意义上的新型环保节能灯具。LED的主要组成部分是芯片、导线、支架、导电胶和封装材料。作为对LED芯片起保护作用的封装材料，其性能直接影响LED的发光效率和使用寿命。目前，我国自主研发的封装胶市场份额很小，无法满足大功率 LED封装要求，严重阻碍了我国 LED产业的发展。因此，研究高透光率、高折光率的LED封装用有机硅树脂对LED在我国取代传统光源并实现普及和规模化生产具有重要意义。
　　本文以三氟甲磺酸为催化剂，通过对有机硅氧烷单体进行水解缩合反应，合成了用于制备LED封装材料的苯基乙烯基硅树脂和含氢硅树脂。并通过实验对比，探究最佳合成工艺，制备出可用于LED封装的有机硅树脂材料。本文的研究内容如下：
　　（1）综述了有机硅树脂的性能及制备方法，探讨了硅氧烷水解反应的影响因素，对硅树脂的合成工艺进行初步设计，并通过实验得出最佳合成路径。
　　（2）以苯基三甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷为反应单体，三氟甲磺酸为催化剂，通过水解缩合反应制备苯基乙烯基硅树脂和苯基含氢硅树脂。利用FT-IR、1H-NMR等技术手段对产物进行结构和性能的表征。采用单一实验对照法，对反应过程中的反应温度、反应时间、反应单体的配比等因素进行研究，得出最佳合成工艺：催化剂用量1 wt%，常温下水解，水解完全后，升温75 oC进行缩合反应，反应时间9.5~10 h。
　　（3）以实验室自制的苯基乙烯基硅树脂和苯基含氢硅树脂，在铂催化剂作用下交联固化合成LED封装材料。利用热失重分析仪、紫外光谱仪、粘度计、折射仪和等设备对固化所得的封装材料进行性能测试，结果表明制备的LED封装材料最佳性能为：透过率高于90%，硬度为shoreA58，粘结性和密封性良好，可用于LED封装。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1引 言

1.2 LED简介

1.3有机硅树脂概述

1.4加成型有机硅封装材料的组成

1.5本文研究的意义和内容

第二章 硅氧烷的水解反应

2.1引言

2.2实验部分

2.3苯基三甲氧基硅烷水解的影响因素

2.4本章小结

第三章 苯基硅树脂的合成与表征

3.1 引言

3.2实验部分

3.3 实验步骤

3.4分析测试方法

3.5苯基乙烯基硅树脂的结果与讨论

3.6苯基含氢硅树脂的结果与讨论

3.7本章小结

第四章 加成型LED封装用有机硅树脂的制备与表征

4.1引言

4.2实验部分

4.3分析测试方法

4.4结果与讨论

4.5本章小结

第五章 结 论

参考文献

致谢

研究生期间发表的论文