本發(fā)明涉及電子灌封材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及氧化石墨烯改性的LED導(dǎo)熱灌封膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
：LED照明具有環(huán)保、節(jié)能、使用壽命長等優(yōu)點，對解決環(huán)境污染及資源枯竭等問題具有非常重要的意義。有機(jī)硅導(dǎo)熱灌封膠具備良好的綜合性能，現(xiàn)在已經(jīng)被大量地應(yīng)用于LED等電子元件的散熱封裝保護(hù)。但是，隨著對LED亮度要求的不斷提高，LED功率會越來越大，而且LED產(chǎn)業(yè)正向集成化方向發(fā)展，當(dāng)多個LED芯片密集排列時，隨之而來的熱效應(yīng)更加嚴(yán)重，散熱問題成為制約大功率LED發(fā)展的一個重要技術(shù)難題，若不能及時將熱量散發(fā)出去，將會嚴(yán)重影響LED發(fā)光效率、降低光通量，直接影響LED的壽命及可靠性。因此，微電子技術(shù)的高速發(fā)展，對LED導(dǎo)熱灌封膠提出了更高的要求，有必要進(jìn)一步提高有機(jī)硅灌封膠的導(dǎo)熱性。有機(jī)硅灌封膠的導(dǎo)熱性主要取決于樹脂和導(dǎo)熱填料間的協(xié)同作用，不同填料，本征熱導(dǎo)率不同，填料的最大體積填充量也不同，導(dǎo)熱填料的種類、填充比例、填料粒徑大小、對導(dǎo)熱灌封膠的導(dǎo)熱性產(chǎn)生重要的影響。人們對有機(jī)硅灌封膠的導(dǎo)熱性進(jìn)行了大量的研究，中國專利申請CN101054057A公開了一種高導(dǎo)熱有機(jī)硅灌封膠，CN101407635A公開了一種具有較高導(dǎo)熱率的加成型導(dǎo)熱硅橡膠，但是，它們的共同特點都是其流動性能欠佳；中國專利申請CN101402798A公開了一種導(dǎo)熱阻燃液體硅橡膠，雖然該硅橡膠具有較高的熱導(dǎo)率和阻燃性能，但由于其粘度在10000mPa·s以上，不宜用作LED電子灌封膠。近年來，隨著強(qiáng)化傳熱技術(shù)及納米材料科學(xué)的迅速發(fā)展，人們開始探索將納米材料技術(shù)應(yīng)用于強(qiáng)化傳熱領(lǐng)域。石墨烯納米材料具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性，但是，石墨烯具有較高的導(dǎo)電性，并且在有機(jī)物中分散困難。氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，由于對石墨烯進(jìn)行氧化處理時在石墨烯的底層及邊緣等位置引入了一定量的羥基和含氧基，并且破壞了石墨烯的共軛結(jié)構(gòu)，因此，氧化石墨烯具有絕緣、高導(dǎo)熱及表面易于修飾等優(yōu)良特性，經(jīng)過表面修飾后的氧化石墨烯在有機(jī)物中易于分散。本發(fā)明針對功率型LED的散熱問題及現(xiàn)有有機(jī)硅灌封膠技術(shù)的不足，提供一種氧化石墨烯改性的，具有較好灌裝工藝性及良好導(dǎo)熱性的有機(jī)硅LED導(dǎo)熱灌封膠及其制備方法，以滿足集成化LED對灌封膠導(dǎo)熱性的更高要求。技術(shù)實現(xiàn)要素：在提供一種氧化石墨烯改性的功率型LED導(dǎo)熱灌封膠及其制備方法，其特點是該發(fā)明“氧化石墨烯改性的LED導(dǎo)熱灌封膠”不但具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，而且灌裝工藝性良好，環(huán)保安全。本發(fā)明所述的氧化石墨烯改性的LED導(dǎo)熱灌封膠的制備方法包括如下步驟:(1)基料的制備:首先將氧化石墨烯在乙烯基聚二甲基硅氧烷中分散均勻，然后在其中加入導(dǎo)熱填料，用真空捏合機(jī)，在70-100oC，真空度-0.07~-0.09MPa，脫水共混50-100分鐘獲得基料。原料的重量份數(shù)如下:乙烯基聚二甲基硅氧烷100份；氧化石墨烯1-7份；導(dǎo)熱填料90-170份；組分的制備:在常溫下，在步驟(1)制得的基料中，加入含氫量為0.3-1.6wt%的含氫硅油，交聯(lián)劑和交聯(lián)抑制劑，充分?jǐn)嚢?0-50分鐘制得A組分。原料的重量份數(shù)如下:基料100份；含氫硅油0.2-45份；交聯(lián)抑制劑0.002-0.08份;(3)B組分的制備:在常溫下，取步驟(1)制得的基料，加入鉑含量為1000-5000ppm的鉑催化劑，充分?jǐn)嚢?0-50分鐘制得B組分;所述基料與鉑催化劑的重量比為：100:2.0~100:0.001；(4)氧化石墨烯改性的導(dǎo)熱LED硅灌封膠的制備:在常溫下，取等重量的步驟(2)制得的A組分和步驟(3)制得的B組份混合均勻，在真空度0.06-0.1MPa下脫泡6-12分鐘，得到氧化石墨烯改性的有機(jī)硅導(dǎo)熱灌封膠。步驟(1)中所述乙烯基聚二甲基硅氧烷為直鏈型乙烯基聚二甲基硅氧烷或支鏈型乙烯基聚二甲基硅氧烷中的一種或兩種以上的混合物，乙烯基聚二甲基硅氧烷的乙烯基含量為0.2-3.5wt%,25℃時的粘度為300-1000mPa·s。步驟(1)中所述的改性氧化石墨烯，是石墨烯經(jīng)過氧化處理，在石墨烯的底層及邊緣等位置引入了一定量的羥基和環(huán)氧基團(tuán)，并使石墨烯的共軛結(jié)構(gòu)基本消失的氧化石墨烯。步驟(1)中所述的導(dǎo)熱填料為平均粒徑為2-65mm的經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理過的氮化鋁、硼化鋁、三氧化二鋁、碳化硅或氮化硅中的一種或兩種以上的混合物。所述導(dǎo)熱填料偶聯(lián)劑表面處理方法，采用粉體表面處理
技術(shù)領(lǐng)域：
常用方法均可，本發(fā)明優(yōu)選將偶聯(lián)劑用合適的溶劑稀釋后與導(dǎo)熱填料高速混合均勻后，加熱干燥的處理方法。本發(fā)明對偶聯(lián)劑的種類沒有限制，
技術(shù)領(lǐng)域：
常用的偶聯(lián)劑均可以使用。例如:異丙基二硬脂酞氧基鋁酸酷和γ-甲基丙烯酞氧基丙基三甲氧基硅烷。所述催化劑為氯鉑酸的醇溶液或氯鉑酸的乙烯基硅氧烷絡(luò)合物。所述交聯(lián)抑制劑為甲基(三甲基丁炔氧基)硅烷、2-甲基-3-丁炔基-2-醇、2-甲基-1-己炔基-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔基-3-醇、苯基(三甲基丁炔氧基)硅烷、乙烯基(三甲基丁炔氧基)硅烷和苯乙炔中至少一種。一種由本發(fā)明所述的制備方法制得的氧化石墨烯改性的LED導(dǎo)熱灌封膠。用上述方法制得的氧化石墨烯改性的LED導(dǎo)熱灌封膠，按GB/T10247-2008測試粘度；按GB/T1408.1-2006測試介電強(qiáng)度;按GB/T528-1998測試?yán)鞆?qiáng)度及斷裂伸長率;按GB/T531-2008測試邵氏硬度;按GB/T1410-2006測試體積電阻率;按GB/T11205-2009測試熱導(dǎo)率;按UL94測試阻燃級別。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明氧化石墨烯改性的LED導(dǎo)熱灌封膠中添加了適量的氧化石墨烯，使灌封膠具有優(yōu)良導(dǎo)熱性的同時，由于乙烯基硅樹脂的合理選擇和制備工藝的改良，對灌封膠的粘度影響不大，對灌封膠的灌封工藝影響不大;本發(fā)明氧化石墨烯改性的LED導(dǎo)熱灌封膠不含鹵素及有害重金屬，且其生產(chǎn)及固化過程中不產(chǎn)生有毒物質(zhì)或刺激性氣味，沒有副產(chǎn)物，環(huán)保安全。具體實施方式實施例1:稱取氮化鋁200重量份加入高速捏合機(jī)內(nèi)，在高速攪拌的條件下緩慢滴加1重量份事先用乙醇溶液稀釋的γ-甲基丙烯酞氧基丙基三甲氧基硅烷，滴加完畢后升溫至70℃繼續(xù)高速攪拌2小時，出料，將所得填料置于真空干燥箱除去殘留的水及乙醇后，過篩即制得平均粒徑為2.5m的γ-甲基丙烯酞氧基丙基三甲氧基硅烷表面處理過的氮化鋁。稱取三氧化二鋁200重量份加入高速捏合機(jī)內(nèi)，在高速攪拌的條件下緩慢滴加1重量份事先用乙醇溶液稀釋的γ-甲基丙烯酞氧基丙基三甲氧基硅烷，滴加完畢后升溫至70℃繼續(xù)高速攪拌2小時，出料，將所得填料置于真空干燥箱除去殘留的水及乙醇后，過篩即制得平均粒徑為3mm的γ-甲基丙烯酞氧基丙基三甲氧基硅烷表面處理過的三氧化二鋁。將粘度為300mPa.·s，乙烯基含量為0.5wt%的直鏈型乙烯基聚二甲基硅氧烷100重量份，氧化石墨烯3重量份，在真空捏合機(jī)中高速分散；然后，把上述處理過的三氧化二鋁120重量份，上述處理過的氮化鋁30重量份加入真空捏合機(jī)中，于溫度90oC，真空度為0.8MPa，脫水共混60分鐘獲得基料。將含氫量為0.3%的含氫硅油交聯(lián)劑6.5重量份，交聯(lián)抑制劑2-甲基-3-丁炔基-2-醇0.0165重量份和100重量份基料充分?jǐn)嚢杌旌?0分鐘，獲得A組分。將鉑含量為1000ppm的氯鉑酸的乙烯基硅氧烷絡(luò)合物0.20重量份和100重量份基料在攪拌機(jī)下攪拌混合20分鐘，獲得B組分。取等重量份的A組分和B組分在室溫下共混均勻后，在真空度為0.1MPa下脫泡8分鐘，獲得氧化石墨烯改性的導(dǎo)熱有機(jī)硅電子灌封膠，性能測試結(jié)果如表1所示?？梢钥闯觯摴喾饽z具有良好的導(dǎo)熱性能、電性能和力學(xué)性能。實施例2:本發(fā)明氧化石墨烯改性的LED導(dǎo)熱灌封膠的制備方法及條件如實施例1，將氧化石墨烯的加入量增加到5重量份，相應(yīng)的含氫量為0.3%的含氫硅油交聯(lián)劑不變，制得氧化石墨烯改性的LED導(dǎo)熱灌封膠，性能測試結(jié)果如表1所示?？梢钥闯?，在適當(dāng)范圍內(nèi)增加氧化石墨烯的含量有利于提高灌封膠的導(dǎo)熱性，而且對導(dǎo)熱灌封膠的流動性影響不大。實施例3:本發(fā)明氧化石墨烯改性的LED導(dǎo)熱灌封膠的制備方法及條件如實施例1，將乙烯基聚二甲基硅氧烷改變?yōu)檎扯葹?00mPa·s，乙烯基含量為0.60wt%的直鏈型乙烯基聚二甲基硅氧烷，相應(yīng)將含氫量為0.3%的含氫硅油交聯(lián)劑增加到6.9重量份，氧化石墨烯的重量份為4份，制得氧化石墨烯改性的LED導(dǎo)熱電子灌封膠，性能測試結(jié)果如表1所示。可以看出，與實施例2相比，該灌封膠的導(dǎo)熱性有所提高。實施例4:本發(fā)明氧化石墨烯改性的LED導(dǎo)熱灌封膠的制備方法及條件如實施例1，將乙烯基聚二甲基硅氧烷改變?yōu)檎扯葹?00mPa·s，乙烯基含量為0.60wt%的直鏈型乙烯基聚二甲基硅氧烷，相應(yīng)將含氫量為0.3%的含氫硅油交聯(lián)劑增加到6.9重量份，氧化石墨烯的重量份為5份，制得氧化石墨烯改性的LED導(dǎo)熱灌封膠，性能測試結(jié)果如表1所示。可以看出，在適當(dāng)范圍內(nèi)增加氧化石墨烯的含量有利于提高灌封膠的導(dǎo)熱性。表一氧化石墨烯改性的LED導(dǎo)熱灌封膠的性能性能實施例1實施例2實施例3實施例4粘度(mPa·s)3200336035603760硬度(ShoreB)50565860導(dǎo)熱系數(shù)(W/m·K)1.151.191.261.35當(dāng)前第1頁1 2 3