增粘剂、增粘剂组合物及增粘剂的制备方法

摘要

本发明公开了增粘剂、增粘剂的组合物及增粘剂的制备方法。该增粘剂结构式为：

说明书

技术领域

本发明涉及封装胶技术领域，具体涉及增粘剂、增粘剂组合物及增粘剂的制备方法。

背景技术

加成型液体硅橡胶具有硫化过程无副产物、收缩率极低以及能够深层硫化等特点，近年来随着LED产业的发展而得到快速推广应用。但是加成型液体硅橡胶固化后呈高度饱和状态，其表面能低，在实际应用中，加成型有机硅LED液体封装胶对封装支架之间粘结不牢，空气中的潮气通过粘结界面侵入，出现气密性不良的问题。

目前，为了提高LED液体封装胶对封装支架的粘结可靠性，主要有三种方法：一是使用底涂剂对封装支架表面进行表面预处理，此法增加了生产工序与生产时间；二是对LED液体封装胶进行改性，提高其表面能，此项技术尚未成熟，并未工业化；三是在LED液体封装胶中加入增粘剂，此法简单易操作，缩短操作时间，提高了生产效率，但加入增粘剂会可能影响封装胶的机械性能、操作性能、贮存性能和可靠性。

LED行业中封装支架的更新换代非常快，目前行业中主要的封装支架材料包括PPA(聚邻苯二酰胺树脂)、PCT(聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯)、EMC(环氧树脂注塑化合物)、陶瓷、镜面铝及不锈钢等金属。行业中要求LED液体封装胶对不同封装支架材料的粘结具有普遍适用性，这对LED液体封装胶用增粘剂的适用性提出了要求。目前采用增粘剂的封装胶对粘结材料的普适性低，造成对每种材料要使用针对性地封装胶，提高了使用封装胶的成本。

发明内容

基于此，本发明提供一种增粘剂，能促使封装胶对不同的粘结材料具有更广的普适性，降低了使用封装胶的成本；并且不影响封装胶的机械性能、操作性能、贮存性能和可靠性。

本发明还提供一种增粘剂组合物。

本发明还提供一种增粘剂的制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种增粘剂，其结构式为：

其中的R1为甲基、乙基或苯基；R2为氢；R3为烯丙基缩水甘油醚基、丙烯酸缩水甘油酯基或3-烯丙基-7-氧杂双环[4.1.0]庚烷基；R4为丙酸烯丙酯基、丁酸烯丙酯基、戊酸烯丙酯基、异戊酸烯丙酯基、庚酸烯丙酯基、辛酸烯丙酯、壬酸烯丙酯基中的一种；a≥1，b≥1，c≥1，且10≤a+b+c≤60。

上述的增粘剂，用在封装胶中，能促使封装胶对不同支架材料的粘结具有更广的普适性，不同的支架材料均可以使用，降低了使用封装胶的成本；并且加入该增粘剂后不影响封装胶的机械性能、操作性能、贮存性能和可靠性，透光率及胶体强度，具有良好的稳定性。

其中一实施例中，15≤a+b+c≤55。

其中一实施例中，10≤a≤45，1≤b≤20，1≤c≤15。

本发明还采用如下的技术方案：

一种增粘剂组合物，其包括所述的增粘剂及金属偶联剂。

上述的增粘剂组合物，加入金属偶联剂后，能与封装胶更好地结合，促使封装胶对不同支架材料的粘结具有更广的普适性，不同的支架材料均可以使用，降低了使用封装胶的成本；并且加入该增粘剂组合物后不影响封装胶的机械性能、操作性能、贮存性能和可靠性，透光率及胶体强度，具有良好的稳定性。

其中一实施例中，所述金属偶联剂为钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂与铝酸酯偶联剂中的一种或几种。

本发明还采用如下的技术方案：

一种增粘剂的制备方法，其包括如下步骤：

提供有机氢硅氧烷低聚物、含环氧基团烯烃、烯丙酯、催化剂、第一溶剂与第二溶剂；

将所述的有机氢硅氧烷低聚物与第一溶剂混合，得到第一混合物；

将所述的含环氧基团烯烃、烯丙酯、催化剂和第二溶剂混合，得到第二混合物；

将所述的第一混合物与第二混合物混合，并在40℃-100℃温度下进行反应，得到增粘剂；

其中，所述的有机氢硅氧烷低聚物结构式为：

其中的R1为甲基、乙基或苯基；R2为氢；10≤n≤60。

其中一实施例中，所述步骤：所述第一混合物与第二混合物混合之后，还具有如下步骤：去除催化剂，并脱除溶剂。

其中一实施例中，所述的含环氧基团烯烃为烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸缩水甘油酯、3-烯丙基-7-氧杂双环[4.1.0]庚烷中的一种或几种；所述烯丙酯为丙酸烯丙酯、丁酸烯丙酯、戊酸烯丙酯、异戊酸烯丙酯、庚酸烯丙酯、辛酸烯丙酯、壬酸烯丙酯中的一种或几种。

其中一实施例中，所述的第一溶剂为甲苯、环己烷和二甲苯中的一种或几种；所述的第二溶剂为甲苯、环己烷和二甲苯中的一种或几种。

其中一实施例中，所述的催化剂用量为所述有机氢硅氧烷低聚物、含环氧基团烯烃与烯丙酯的总量的3ppm-25ppm。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明所述的增粘剂，用于用在LED的液体封装胶内。

该增粘剂的结构式为：

其中的R1为甲基、乙基或苯基；R2为氢；R3为烯丙基缩水甘油醚基、丙烯酸缩水甘油酯基或3-烯丙基-7-氧杂双环[4.1.0]庚烷基；R4为丙酸烯丙酯基、丁酸烯丙酯基、戊酸烯丙酯基、异戊酸烯丙酯基、庚酸烯丙酯基、辛酸烯丙酯、壬酸烯丙酯基其中的一种；a≥1，b≥1，c≥1，且10≤a+b+c≤60。

其中，优选为15≤a+b+c≤55。再优选为20≤a+b+c≤50。10≤a≤45，1≤b≤20，1≤c≤15，且a＞b≥c。再优选为10≤a≤40，4≤b≤15，4≤c≤10。

本发明还采用如下的技术方案：

一种增粘剂组合物，其包括所述的增粘剂及金属偶联剂。

其中的金属偶联剂为钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂与铝酸酯偶联剂中的一种或几种。优选为钛酸酯偶联剂。

上述的增粘剂组合物，加入金属偶联剂后，增粘剂能与封装胶更好地结合。

上述的增粘剂的制备方法包括如下步骤：

提供有机氢硅氧烷低聚物、含环氧基团烯烃、烯丙酯、催化剂、第一溶剂与第二溶剂；

将有机氢硅氧烷低聚物与第一溶剂混合，得到第一混合物；

将含环氧基团烯烃、烯丙酯、催化剂和第二溶剂混合，得到第二混合物；

将第一混合物与第二混合物混合，并在40℃-100℃温度下进行反应2h-5h，得到无色透明或无色半透明的增粘剂；反应温度优选为50℃-90℃。为了控制反应速度，第一混合物与第二混合物的混合方式优选为滴加混合。

上述的增粘剂例如为如下几种结构：

上述的a，b，c均大于等于1，且10≤a+b+c≤60。

其中，有机氢硅氧烷低聚物结构式为：

其中的R1为甲基、乙基或苯基；R2为氢；10≤n≤60。优选15≤n≤55，更优选20≤n≤50。

第一混合物与第二混合物混合之后，还具有如下步骤：反应物冷却至室温后，去除催化剂，并脱除溶剂。其中催化剂的去除方法可以采用活性炭等吸附剂。活性炭的比表面积优选为500-2000m²/g，更优选为1000-1500m²/g。活性炭的用量为催化剂质量的60-120倍。吸附的时间为3h-6h。

脱除溶剂为在真空减压条件下进行。真空减压的真空度为30mmHg-90mmHg。料温为60℃-160℃，优选为80℃-150℃。

含环氧基团烯烃为烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸缩水甘油酯、3-烯丙基-7-氧杂双环[4.1.0]庚烷中的一种或几种；所述烯丙酯为丙酸烯丙酯、丁酸烯丙酯、戊酸烯丙酯、异戊酸烯丙酯、庚酸烯丙酯、辛酸烯丙酯、壬酸烯丙酯中的一种或几种。

第一溶剂为甲苯、环己烷和二甲苯中的一种或几种；所述的第二溶剂为甲苯、环己烷和二甲苯中的一种或几种。第一溶剂与第二溶剂的总质量优选为有机氢硅氧烷低聚物、含环氧基团烯烃与烯丙酯总质量的0.5-1.5倍。合理选择溶剂的用量，使得后期更好去除溶剂，又有利于反应的进行。

催化剂优选为Speier催化剂、Karstedt催化剂和Lamoreaux催化剂中的一种或几种。催化剂的质量浓度优选为0.2％-1.0％。

催化剂用量为有机氢硅氧烷低聚物、含环氧基团烯烃与烯丙酯的总量的3ppm-25ppm，即催化剂与反应物总质量的比值为3-25mg/kg，更优选为5-20mg/kg。控制催化剂的用量可以使反应朝向有利的方向进行，减少副产物。

上述的增粘剂，用在LED液体封装硅橡胶中，能促使封装胶对不同的支架材料具有更广的普适性，不同的支架材料均可以使用，降低了使用封装胶的成本；并且加入该增粘剂后不影响封装胶的机械性能、操作性能、贮存性能和可靠性。

以下将采用几个实施例来进一步说明本发明。

实施例一

本实施例提供一种增粘剂，结构式如下：

上述增粘剂的制备方法为：向装有回流冷凝器、温度计、滴液漏斗和机械搅拌器的500mL四口烧瓶中装入甲苯94.18g和有机氢硅氧烷低聚物(117.72g，0.06mol)，加热至80℃，于30min内滴加烯丙基缩水甘油醚(61.56g，0.54mol)、丙酸烯丙酯(41.04g，0.36mol)、Karstedt催化剂(0.88g，浓度0.25％)与甲苯(82.08g)的混合物，滴加完毕后，在80℃下恒温反应3h，得到反应产物。将反应产物搅拌冷却至室温，加入经150℃烘烤3h的活性炭(61.6g)，搅拌3h，过滤；再将所得物料在120℃、真空度为40mmHg的条件下脱除溶剂，得到161.94g无色透明的增粘剂。其中的有机氢硅氧烷低聚物的结构如下：

实施例二

本实施例提供一种增粘剂，结构式如下：

上述增粘剂的制备方法为：向装有回流冷凝器、温度计、滴液漏斗和机械搅拌器的1L四口烧瓶中装入甲苯(244.2g)和有机氢硅氧烷低聚物(244.2g，0.1mol)，加热至75℃，于40min内滴加丙烯酸缩水甘油酯(64g，0.5mol)、丁酸烯丙酯(64g，0.5mol)、Karstedt催化剂(0.6g，浓度0.5％)与甲苯(128g)的混合物，滴加完毕后，在75℃下恒温反应4h，得到反应产物。将反应产物搅拌冷却至室温，加入经140℃烘烤3h的活性炭(48g)，搅拌6h，过滤；再将所得物料在140℃、真空度为30mmHg的条件下脱除溶剂，得到279.9g无色透明的增粘剂。其中的有机氢硅氧烷低聚物的结构如下：

实施例三

本实施例提供一种增粘剂，结构式如下：

上述增粘剂的制备方法为：向装有回流冷凝器、温度计、滴液漏斗和机械搅拌器的500mL四口烧瓶中装入甲苯(75.1g)和有机氢硅氧烷低聚物(107.28g，0.04mol)，加热至85℃，于30min内滴加3-烯丙基-7-氧杂双环[4.1.0]庚烷(63.36g，0.32mol)、异戊酸烯丙酯(34.08g，0.24mol)、Speier催化剂(0.49g，浓度0.5％)与甲苯(68.2g)的混合物，滴加完毕后，在100℃下恒温反应2.5h，得到反应产物。将反应产物搅拌冷却至室温，加入经150℃烘烤3h的活性炭(44.1g)，搅拌3.5h，过滤；再将所得物料在150℃、真空度为60mmHg的条件下脱除溶剂，得到152.72g无色半透明的增粘剂。其中有机氢硅氧烷低聚物的结构如下：

实施例四

本实施例提供一种增粘剂，结构式如下：

上述增粘剂的制备方法为：向装有回流冷凝器、温度计、滴液漏斗和机械搅拌器的1L四口烧瓶中装入甲苯(240.6g)和有机氢硅氧烷低聚物(267.36g，0.08mol)，加热至90℃，于45min内滴加烯丙基缩水甘油醚(109.44g，0.96mol)、丁酸烯丙酯(81.92g，0.64mol)、Lamoreaux催化剂(1.38g，浓度0.5％)与甲苯(172.2g)的混合物，滴加完毕后，在90℃下恒温反应4.5h，得到反应产物。将反应产物搅拌冷却至室温，加入经150℃烘烤3h的活性炭(103.5g)，搅拌3h，过滤；再将所得物料在90℃、真空度为60mmHg的条件下脱除溶剂，得到161.94g无色透明的增粘剂。其中的有机氢硅氧烷低聚物的结构如下：

实施例五

本实施例提供一种增粘剂，结构式如下：

上述增粘剂的制备方法为：向装有回流冷凝器、温度计、滴液漏斗和机械搅拌器的1mL四口烧瓶中装入甲苯(213.84g)和有机氢硅氧烷低聚物(178.2g，0.1mol)，加热至85℃，于50min内滴加3-烯丙基-7-氧杂双环[4.1.0]庚烷(118.8g，0.6mol)、丙酸烯丙酯(68.4g，0.6mol)、Speier催化剂(1.32g，浓度0.25％)与甲苯(224.64g)的混合物，滴加完毕后，在50℃下恒温反应5h，得到反应产物。将反应产物搅拌冷却至室温，加入经150℃烘烤3h的活性炭(105.6g)，搅拌4h，过滤；再将所得物料在150℃、真空度为50mmHg的条件下脱除溶剂，得到280.63g无色半透明的增粘剂。其中的有机氢硅氧烷低聚物的结构如下：

对实施例一至实施例五所得的增粘剂的粘结效果采用如下方法进行测试：将100份LED液体封装胶加入1.5份增粘剂和0.5份金属偶联剂，在室温下搅拌均匀，在真空下减压脱泡，然后将其点在清洁后的不同材料的支架上，包括PPA(聚邻苯二酰胺树脂)、PCT(聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯)、EMC(环氧树脂注塑化合物)、陶瓷、镜面铝和不锈钢，每组30颗，然后置于电热鼓风干燥箱中，分别在80℃/1h及150℃/3h条件下固化，固化后将支架放入温度85℃、湿度85％的高温高湿箱中静置1000h,然后置于煮沸的红墨水中煮5h，利用固晶显微镜观察灯珠是否有红墨水渗入，结果参见表一。并测试LED液体封装胶加入增粘剂组合物前后的胶体性能，结果参见表二。

表一增加增粘剂的封装胶对不同材料支架的粘结效果

表二增粘剂对LED液体封装胶的性能影响

由表一与表二可以看出，加入该增粘剂组合物后液体封装胶的性能没有产生变化，因此该增粘剂不会影响液体封装胶的性能，且该加入该增粘剂组合物后液体封装胶可以用于粘结多种支架材料，对于粘结支架材料的普适性更强。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。