透明、高折光率加成型硅橡胶的制备及其改性研究

摘要

发光二极管(LED)作为一种新的照明器件具有工作电流非常小、耗能低、无污染、寿命长、节能环保和携带轻便等显著优点，已被广泛应用于背光源、显示屏、交通讯号显示光源等领域。随着LED照明技术的发展，LED封装技术的要求也越来越高。加成型硅橡胶作为一种新型的LED封装材料，它具有较高的透明性、高折光率、耐老化性等优点，但没有经过改性的LED封装材料的机械性能、耐热性、导热性都有所欠缺，较少能应用于LED封装中。
　　本文主要研究了LED封装用的加成型硅橡胶结构和性能，首先实验考察了加成型硅橡胶制备工艺条件的影响规律;然后针对加成型硅橡胶耐热性能差、导热系数低等缺陷，研究了纳米Al2O3颗粒改性硅橡胶结构和性能;最后实验研究了MQD硅树脂改性硅橡胶。全文主要分为如下五章:
　　第一章综述了国内外相关文献。介绍了课题提出的背景及研究的应用价值，概述了加成型硅橡胶制备技术、工艺影响因素、硫化机理等，并重点阐述了加成型硅橡胶的改性技术及其进展。随后，提出了本课题的研究目标和内容。
　　第二章研究了LED封装用加成型硅橡胶的各种工艺因素条件的影响规律;探讨了乙烯基双封头抑制剂对硫化体系的抑制作用和消泡作用。运用DSC和红外光谱技术，确定和优化了较佳的硫化工艺条件等，并实验制得折光率1.54以上、透光率大于96％且综合性能较优的硅橡胶。
　　第三章研究了纳米Al2O3改性硅橡胶的结构和特性，采用特殊偶联剂对纳米Al2O3颗粒进行活化处理，实验考察了多种因素对纳米Al2O3颗粒活化指数的影响规律，并以SEM观察了纳米Al2O3改性硅橡胶的基体断面形态。实验结果表明，表面修饰后的纳米Al2O3颗粒在基体中的团聚减少，与基体的相容性较好;通过优化纳米Al2O3/硅橡胶复合材料的改性工艺条件，制得了高透光率、高折光率、导热性好(导热系数为0.31 W/(m·k)、和热失重少（在800℃的失重率23.9％）的可望LED用途的纳米Al2O3/硅橡胶复合材料。
　　第四章研究了MDQ硅树脂改性硅橡胶的结构和特性。实验主要考察了MDQ硅树脂改性硅橡胶的多种因素对材料结构和性能的影响规律。实验结果表明，MDQ硅树脂的用量为乙烯基基础物的25wt％时，可以得到高透明、高折光率、力学性能好（硬度达50A，拉伸强度达1.528MPa，断裂伸长率达69.1％）的硅橡胶。
　　第5章总结了全文研究工作，并得出了主要研究结论。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 文献综述

1．1 引言

1．2 加成型硅橡胶概述

1．2．1 加成型硅橡胶的主要成分

1．2．2 加成型硅橡胶硫化机理

1．2．3 LED封袭用加成型硅橡胶性能要求

1．3 LED封装用加成型硅橡胶的改性技术及其进展

1．3．1 有机硅／环氧树脂封装材料

1．3．2 MQ树脂改性加成型硅橡胶

1．3．3 无机填料改性加成型硅橡胶

1．3．4 纳米材料改性加成型硅橡胶

1．4 研究目标与内容

1．4．1 研究目标

1．4．2 研究内容

第二章 无改性加成型硅橡胶的制备与性能研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 主要试剂和仪器

2．2．2 暂时性催化荆四甲基氢氧化铵硅醇盐的制备

2．2．3 支链型甲基苯基乙烯基硅油的制备

2．2．4 铂／二乙烯基四甲基二硅氧烷催化剂的制备

2．2．5 双组份硅橡胶的制备

2．2．6 分析测试方法

2．3 实验结果与讨论

2．3．1 乙烯基基础物的筛选

2．3．2 含氢交联剂的筛选

2．3．3 催化剂的筛选

2．3．4 抑制剂的筛选

2．3．5 A值的影响

2．3．6 固化工艺的优化

2．4 本章小结

第三章 纳米Al2O3改性硅橡胶的制备与性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 主要试剂及仪器

3．2．2 纳米Al2O3颗粒的表面处理

3．2．3 纳米Al2O3改性硅橡胶的制备

3．2．4 分析及测试方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 偶联表面处理纳米Al2O3颗粒的工艺筛选

3．3．2 纳米Al2O3／硅橡胶复合改性体系的粘度特性

3．3．3 纳米Al2O3／有机硅复合材料的形貌特征

3．3．4 纳米Al2O3／硅橡胶复合材料力学性能

3．3．5 纳米Al2O3／硅橡胶复合材料光学性能

3．3．6 纳米Al2O3／硅橡胶复合材料热学性能

3．4 本章小结

第四章 MDQ改性硅橡胶的制备与性能研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 主要试剂及仪器

4．2．2 MDQ硅树脂改性硅橡胶的制备

4．2．3 分析测试方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 MDQ树脂的分析表征

4．3．2 MDQ树脂用量的影响

4．3．3 MDQ改性硅橡胶的力学性能

4．3．4 MDQ改性硅橡胶的光学性能

4．3．5 MDQ改性硅橡胶的玻璃化转变温度

4．4 本章小结

第五章 全文总结

参考文献

攻读硕士学位期间的学术成果及奖励