本發(fā)明涉及一種高折射率聚硅氧烷及其制備方法,屬于有機硅領域。
背景技術:
最早用于led封裝的材料是環(huán)氧樹脂封裝材料。這是因為環(huán)氧樹脂具備高透光性和較高的折射率(約1.50),優(yōu)異的電絕緣性能,并且具有優(yōu)良的力學性能和粘接性能。并且由于其較低的成本、成熟的制造技術、配方靈活多變和電氣特性等因素,致使環(huán)氧樹脂封裝材料在傳統(tǒng)小功率led封裝材料領域占據(jù)絕大部分的市場份額,約占90%。但是環(huán)氧樹脂中含有環(huán)氧基團,而環(huán)氧基團在高溫時會發(fā)生氧化反應導致樹脂變黃,降低樹脂的透光率,最終影響led的光通量;或者環(huán)氧樹脂中含有不耐紫外線的芳香環(huán),芳香環(huán)可以吸收紫外線,然后發(fā)生氧化等一系列反應而形成發(fā)色團導致使環(huán)氧樹脂變色,進而降低封裝材料的透光率影響led的光通量,因此限制了環(huán)氧樹脂封裝材料的應用。而有機硅材料由于具有良好的光學性能和熱穩(wěn)定性能,正逐漸地取代環(huán)氧樹脂封裝材料及其他材料,并在大功率高亮度led應用中發(fā)揮重要作用。
大功率led器件的核心大多數(shù)是由氮化鎵(gan)等半導體材料制成的p-n結,其折射率在2.2左右,因此為提高能量的轉化效率,需要求用于保護密封芯片的封裝材料的折射率不低于1.50,而結構最簡單的聚甲基硅氧烷的折射率約為1.40。因此為適應功率型led器件的需要,提高有機硅材料的折射率勢在必行。目前研究最成熟,應用最普遍以提高有機硅材料折射率的方式是往有機硅分子鏈中引入含苯基硅氧烷與含氫硅氧烷。引入含苯基硅氧烷是因為苯基具有較高的折射率;引入含氫硅氧烷是因為甲基的折射率較低,引入含氫硅氧烷可以有效降低有機硅材料中含甲基硅氧烷的質(zhì)量分數(shù)。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷而提供一種超高分子量改性聚硅氧烷及其制備方法,所述改性聚硅氧烷折射率高,所述制備方法產(chǎn)率高、易于實現(xiàn)工業(yè)化。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取的技術方案為:一種超高分子量改性聚硅氧烷,所述改性聚硅氧烷是將硫元素引入聚甲基乙烯基硅氧烷或聚甲基氫硅氧烷中所得。
優(yōu)選的,所述硫元素是以噻唑類或二硫代氨基甲酸鹽類基團的形式引入。
優(yōu)選的,所述噻唑類的結構式為
優(yōu)選的,所述二硫代氨基甲酸鹽類的結構式為
另外,本發(fā)明公開一種制備上述所述超高分子量改性聚硅氧烷的制備方法,所述方法為取聚甲基乙烯基硅氧烷或聚甲基氫硅氧烷于反應瓶中,加入引發(fā)劑,攪拌,然后加入噻唑類或二硫代氨基甲酸鹽類加熱至64-100℃回流反應5-20小時即得所述超高分子量改性聚硅氧烷。
優(yōu)選的,所述引發(fā)劑的反應量為聚甲基乙烯基硅氧烷或聚甲基氫硅氧烷反應質(zhì)量的0.5%-1.5%。
優(yōu)選的,所述引發(fā)劑為過氧化物或偶氮類。
優(yōu)選的,所述聚乙烯基甲基硅氧烷或聚甲基氫硅氧烷中含乙烯基或含氫20%-50%,重均分子量為8000-1000000。
本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明所述超高分子量改性聚硅氧烷通過將硫元素引入聚甲基乙烯基硅氧烷或聚甲基氫硅氧烷中,提高了聚硅氧烷的折射率。所述超高分子量改性聚硅氧烷的制備方法產(chǎn)率高,易于實現(xiàn)工業(yè)化。
具體實施方式
為更好的說明本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點,下面將結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1
取200.0g聚甲基乙烯基硅氧烷(乙烯基50%,重均分子量為8000)于反應瓶中,加入18g偶氮二異丁腈(aibn),加入2-巰基苯并噻唑(mbt)約400.0g,加熱至75℃反應10小時。
實施例2
取200.0g聚甲基氫硅氧烷(含氫30%,重均分子量為20000)于反應瓶中,加入20g偶氮二異丁腈(aibn),加入2-巰基苯并噻唑(mbt)約400.0g,加熱至80℃反應12小時。
實施例3
取200.0g聚甲基乙烯基硅氧烷(乙烯基20%,重均分子量為200000)反應瓶中,加入10g異丙苯過氧化氫(dcp),250ml甲苯,回流,加熱至40℃并攪拌使聚甲基乙烯基硅氧烷溶解。然后加入硫醇基苯并噻唑鋅鹽(mz)約100g,加熱至100℃反應20小時。
實施例4
取200.0g聚甲基乙烯基硅氧烷(乙烯基33%,重均分子量為1000000)反應瓶中,加入10g偶氮二異庚腈(abvn),250ml四氫呋喃,回流,加熱至40℃并攪拌使聚甲基乙烯基硅氧烷溶解。然后加入二硫化苯并噻唑(dm)約200g,加熱至64℃反應12小時。
實施例5
取200.0g聚甲基氫硅氧烷(氫基43%,重均分子量為100000)反應瓶中,加入15g過氧化苯甲酰(bpo),250ml甲苯,回流,加熱至40℃并攪拌使聚甲基氫硅氧烷溶解。然后加入乙基苯基二硫代氨基甲酸鋅鹽(px)約100g,加熱至80℃反應8小時。
實施例6
取200.0g聚甲基乙烯基硅氧烷(乙烯基50%,重均分子量為200000)反應瓶中,加入20g偶氮二異丁腈(aibn),250ml四氫呋喃,回流,加熱至40℃并攪拌使聚甲基乙烯基硅氧烷溶解。然后加入二丁基二硫代氨基甲酸鋅鹽(bz)約200g,加熱至64℃反應20小時。
實施例7
檢測實施例1-6反應產(chǎn)物的阿貝折射率,結果如表1所示:
表1實施例1-6反應產(chǎn)物的阿貝折射率值
由以上結果可知,本發(fā)明所述的聚硅氧烷的折射率高,基本上在1.50上,并且可高達1.56。
最后所應當說明的是,以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制,盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術方案的實質(zhì)。