一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑的制備方法，利用底涂劑涂于基材表面，再將有機(jī)硅灌封膠灌封于基材上，通過(guò)底涂劑結(jié)構(gòu)中的硅氫基和加成型液體硅橡膠中的中的硅乙烯基反應(yīng)，形成所謂的“橋梁”而將有機(jī)硅灌封膠緊緊的粘附在基材表面，從而得到優(yōu)異的粘接性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)材料領(lǐng)域，涉及一種封裝用灌裝材料，尤其涉及一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]灌封膠或密封膠的名詞在現(xiàn)代生活里已扮演著一不可或缺的角色，時(shí)常可見(jiàn)于例如:窗框、門(mén)框、護(hù)墻板、邊飾、天窗、水槽、通風(fēng)孔、橋梁填補(bǔ)維修、建筑結(jié)構(gòu)幕墻及填縫、管道的堵縫和密封的應(yīng)用上，一般灌封膠通常需長(zhǎng)期暴露在空氣及不同溫度的環(huán)境中，因此需具有耐候性、防水及阻隔水氣等功能，進(jìn)一步若是長(zhǎng)期暴露在紫外線輻射的環(huán)境下，則會(huì)加入添加劑使其具有抗紫外線的功能。
[0003]灌封膠也可應(yīng)用于LED應(yīng)用材料、芯片封裝、太陽(yáng)能電池應(yīng)用材料、其他電子或電氣工業(yè)的防護(hù)涂層、澆注材料等，也可廣泛用于汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)和家用電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。LED應(yīng)用材料主要是在信號(hào)燈、電子顯示器、TV背光、照明等各式各樣的領(lǐng)域被關(guān)注，以往LED的封裝材料，主要使用環(huán)氧樹(shù)脂為主，環(huán)氧樹(shù)脂灌封材料的特點(diǎn)是收縮率小、無(wú)副產(chǎn)物、優(yōu)良的電絕緣性能，但受分子結(jié)構(gòu)本身的限制，耐熱性不高，一般只用于常溫條件下的電子元器件的灌封，其使用環(huán)境對(duì)機(jī)械力學(xué)性能沒(méi)有特殊的要求，不過(guò)隨著近幾年白光LED的高亮度化，耐久性及物性要求標(biāo)準(zhǔn)提高下，硅酮硅膠材料因?yàn)閾碛谢瘜W(xué)性的穩(wěn)定的構(gòu)造，出色的耐熱性，耐季節(jié)性，電絕緣性。因此作為在嚴(yán)厲的天候及環(huán)保綠能被要求的當(dāng)下，被重視而使用在LED封裝材料和LED固晶上。
[0004]以往LED尚存在散熱不暢和出光率不高的問(wèn)題，因?yàn)樯嶂苯佑绊懙絃ED的可靠性，進(jìn)而影響到其壽命及應(yīng)用，而出光率低直接受限了 LED的發(fā)展，現(xiàn)有的技術(shù)存在出光效率低，一般只能達(dá)到92%，稍好的也不超過(guò)95%，光不能從器件表面的灌封材料上折射出去，使得光在折射時(shí)損耗偏大，超過(guò)8%。
[0005]使用灌封膠的目的在于希望具有密封及堵縫的功能，但往往在進(jìn)行灌封膠堵縫時(shí)，因?yàn)楣袒磻?yīng)使得灌封膠表面能低，而與基材的粘合性很差，且時(shí)常固化后樹(shù)脂會(huì)有收縮的情況發(fā)生，當(dāng)藉由加入增粘劑提高灌封膠與基材的粘合性時(shí)，又會(huì)導(dǎo)致密封及堵縫的效果不好，或是強(qiáng)度不夠使得稍微碰觸到密封處就會(huì)造成脫落；亦或是隨著長(zhǎng)時(shí)間暴露在外在環(huán)境中，產(chǎn)生灰塵累積，滲入灌封膠中，導(dǎo)致密封及堵縫的效果減低；再者，長(zhǎng)時(shí)間暴露在濕氣環(huán)境或光線照射下，使得灌封膠產(chǎn)生黃變而導(dǎo)致密封及堵縫的效果下降。
[0006]另外，一般灌封膠在使用時(shí)有諸多限制，例如:通常不可再做額外的處理，如為了保持外部美觀而再上油漆、也不適合長(zhǎng)期浸潰于水中或地下的應(yīng)用、當(dāng)進(jìn)行固化反應(yīng)時(shí)需要水分進(jìn)行固化、不適合用于磨損和物理性破壞會(huì)對(duì)密封膠造成損傷的應(yīng)用中或是不適用于多孔表面的基材等。
[0007]綜合上述，需要一個(gè)能夠改善上述問(wèn)題的加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑，且在各領(lǐng)域的應(yīng)用上皆能適用，在電子或電氣工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域上，有機(jī)硅灌封膠用的底涂劑具有高透明度，而具有可將LED灌封面上發(fā)光元器件的光高效地折射出去，快速降低封裝熱阻，提高出光效率；而在日常生活周遭環(huán)境、建筑、橋梁或管道的堵縫和密封的應(yīng)用上，固化后的灌封膠及底涂劑則具有優(yōu)良化學(xué)穩(wěn)定性能、氧化穩(wěn)定性、固化時(shí)不吸熱、不放熱，固化后不收縮，對(duì)基材的粘接性好、固化后的材料的強(qiáng)度高、具有耐候性、防水且長(zhǎng)時(shí)間暴露在濕氣環(huán)境或光線照射下，灌封膠不易產(chǎn)生黃變，以及適合應(yīng)用在長(zhǎng)期浸潰于水中或地下的環(huán)境，且多孔表面的基材也適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑的制備方法，利用底涂劑與有機(jī)硅灌封膠的組合，改善一般有機(jī)硅灌封膠所具有的缺點(diǎn)。先將底涂劑涂于基材表面，再將有機(jī)娃灌封I父灌封于基材上，加成型有機(jī)娃樹(shù)脂具有優(yōu)良的粘接性能，通過(guò)底涂劑結(jié)構(gòu)中的硅氫基和加成型液體硅橡膠中的中的硅乙烯基反應(yīng)，形成所謂的“橋梁”。通過(guò)“橋梁”作用將有機(jī)硅灌封膠緊緊的粘附在基材表面，從而得到優(yōu)異的粘接性能。
[0009]此有機(jī)硅灌封膠結(jié)合底涂劑的制備方法不但簡(jiǎn)單，且易于工業(yè)化生產(chǎn)；另，底涂劑用量少，增粘效果優(yōu)良且在很短的時(shí)間下，就可以提高灌封膠的附著力；再者，此底涂劑結(jié)合有機(jī)硅灌封膠的組合具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性能、氧化穩(wěn)定性、固化時(shí)不吸熱、不放熱，固化后不收縮，對(duì)基材的粘接性好、固化后的材料的強(qiáng)度高、具有耐候性、防水且長(zhǎng)時(shí)間暴露在濕氣環(huán)境或光線照射下，不易產(chǎn)生黃變，以及適合應(yīng)用在長(zhǎng)期浸潰于水中或地下的環(huán)境，且多孔表面的基材也適用。
[0010]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明首先提供了一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑的制備方法，包括以下步驟:(I)制備一底涂劑；(2)制備一灌封膠，抽真空脫泡至從該灌封膠體系中無(wú)氣泡析出；(3)將該底涂劑涂于一基材表面，之后將脫泡后的該灌封膠灌封于該基材上；(4)室溫固化；其中該底涂劑具有娃烷基、娃氧基及娃乙烯基結(jié)構(gòu)且與該基材之間具有粘合性；其中該灌封I父具有娃烷基、娃氫!基及端娃乙烯基結(jié)構(gòu)，且該灌封I父及該底涂劑結(jié)構(gòu)中的娃氣基、娃乙烯基及端娃乙烯基彼此皆會(huì)進(jìn)彳丁反應(yīng)。
[0011]其中，底涂劑具有`第一、第二、第三及第四組份，第一、第二及第三組份皆具有通式:RlR2R3R4Si，第四組份具有通式:(Me) 3SiO (R5HSi0)m(Me) 3 ；
[0012]第二組份的R1、R2可為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基、苯基、溴基或氯基，R3可為甲基、乙基或丙基，R4為苯基；
[0013]第三組份的Rl、R2可為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基、苯基、溴基或氯基，R3可為溴基或氯基，R4為苯基；
[0014]第四組份的R5可為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基或苯基。
[0015]其中，底涂劑具有一催化劑，可為鉬(Pt)、鈀(Pd)或銠(Rh)金屬催化劑。
[0016]其中，第四組份具有含氫量為0.1_2%。
[0017]其中，底涂劑中的硅氫基和硅乙烯基含量的比例為0.08-1.6。
[0018]其中，底涂劑及灌封膠皆具有光穿透度96-99%。
[0019]其中，底涂劑涂布的厚度為l-100um。
[0020]其中，灌封膠具有第五、第六及第七組份，第五組份具有通式:Vi (Me)2SiO(R6R7Si0)m(Me)2SiVi,第六組份具有通式:(Me)3SiO(MeHSiO)m(R8R9Si0)nSi (Me) 3，第七組份可為增硬型填料、補(bǔ)強(qiáng)型填料、導(dǎo)熱型填料、阻燃型填料、導(dǎo)電填料、導(dǎo)磁填料或絕緣型填料；
[0021]其中第五組份中的R6、R7可為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基或苯基；
[0022]第六組份中的R8、R9可為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基或苯基。
[0023]其中，該底涂劑結(jié)合該灌封膠的固化時(shí)間為1至12小時(shí)。
[0024]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明改善了以往灌封膠的缺點(diǎn)，藉由底涂劑結(jié)合有機(jī)硅灌封膠使其具備優(yōu)異的粘接性能且制備方法簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生產(chǎn)；另，底涂劑用量少，增粘效果優(yōu)良，以及在很短的時(shí)間下，就可以提高灌封膠的附著力；再者，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性能、氧化穩(wěn)定性、固化時(shí)不吸熱、不放熱，固化后不收縮，對(duì)基材的粘接性好、固化后的材料的強(qiáng)度高、具有耐候性、防水且長(zhǎng)時(shí)間暴露在濕氣環(huán)境或光線照射下，不易產(chǎn)生黃變，以及適合應(yīng)用在長(zhǎng)期浸潰于水中或地下的環(huán)境，且多孔表面的基材也適用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例6說(shuō)明一種電子產(chǎn)品的剖面示意圖。
[0026]圖2是本發(fā)明實(shí)施例7說(shuō)明一種LED發(fā)光裝置的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明的在于提供一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑的制備方法，利用底涂劑與有機(jī)硅灌封膠的組合，改善一般有機(jī)硅灌封膠所具有的缺點(diǎn)。本發(fā)明利用的工藝技術(shù)為先將底涂劑涂于基材表面，再將有機(jī)娃灌封1父灌封于基材上，加成型有機(jī)娃樹(shù)脂具有優(yōu)良的粘接性能，通過(guò)底涂劑結(jié)構(gòu)中的硅氫基和加成型液體硅橡膠中的中的硅乙烯基反應(yīng)，形成所謂的“橋梁”。通過(guò)“橋梁”作用將有機(jī)硅灌封膠緊緊的粘附在基材表面，從而得到優(yōu)異的粘接性能。
[0028]本發(fā)明利用此有機(jī)硅灌封膠結(jié)合底涂劑的制備方法相較于一般灌封膠具有下述優(yōu)點(diǎn):
[0029]1.制備程序簡(jiǎn)單，且易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0030]2.底涂劑用量少，增粘效果優(yōu)良且在很短的時(shí)間下，就可以提高灌封膠的附著力。
[0031]3.優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性能及氧化穩(wěn)定性。
[0032]4.固化時(shí)不吸熱、不放熱，固化后不收縮。
[0033]5.提高與基材之間的粘接性，且多孔表面的基材也適用。
[0034]6.固化后的材料的粘接強(qiáng)度高。
[0035]7.具有耐候性、防水且長(zhǎng)時(shí)間暴露在濕氣環(huán)境或光線照射下，不易產(chǎn)生黃變。
[0036]8.可應(yīng)用在長(zhǎng)期浸潰于水中或地下的環(huán)境。
[0037]9.在電子或電氣工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域上，底涂劑具有高透明度，且灌封膠可依固化程度制備成具有透明狀或半透明狀，而具有可將LED灌封面上發(fā)光元件的光高效地折射出去，快速降低封裝熱阻，提高出光效率。
[0038]本發(fā)明在下 文所述的相關(guān)術(shù)語(yǔ)，Me表示甲基，Vi表示乙烯基。
[0039]本發(fā)明所述的底涂劑主要可由四個(gè)組份所合成，第一、第二及第三組份皆具有通式(1):RlR2R3R4Si，第四組份為由多個(gè)氫硅氧烷單元所組成，具有通式(II): (Me)3SiO(R5HSiO)m(Me)3 ；
[0040]第一組份中的Rl、R2可為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基、苯基、溴基或氯基，R3可為溴基或氣基，R4可為乙烯基或丙烯基；
[0041]第二組份中的Rl、R2可為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基、苯基、溴基或氯基，R3可為甲基、乙基或丙基，R4為苯基；
[0042]第三組份中的Rl、R2可為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基、苯基、溴基或氯基，R3可為溴基或氯基，R4為苯基；
[0043]第四組份中的R5可為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基或苯基；
[0044]底涂劑的作用在于涂布于基材后，能有效的將有機(jī)硅灌封膠緊緊的粘附在基材表面，改善以往有機(jī)硅灌封膠固化后于基材上貼附性不好的缺點(diǎn)，先利用底涂劑中的第一至第三組份合成一粘稠狀樹(shù)脂，形成一低聚物樹(shù)脂，第一至第三組份中的Rl、R2、R3、R4結(jié)構(gòu)的差異，使得合成后的底涂劑在與基材的粘合時(shí)，或是與灌封膠的粘合或相容性時(shí)，皆能具有提高作用的功效；此粘稠狀樹(shù)脂再與第四組份及催化劑合成一底涂劑，其中催化劑具有加速加成反應(yīng)的作用，其中可為鉬(Pt)、鈀(Pd)或銠(Rh)等金屬催化劑，利用第四組份中的硅氫基(SiH)基與乙烯基雙鍵反應(yīng)，形成一半固化態(tài)具有粘性的底涂劑，其中硅氫基與乙烯基的含量控制及反應(yīng)程度決定了底涂劑的功效，其中底涂劑的硅氧結(jié)構(gòu)及硅烷結(jié)構(gòu)(尤其是S1-Me基)具有高的鍵能，可使底涂劑具有高的熱穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性及抗紫外光(耐黃變)的功效，制作后的底涂劑當(dāng)涂布在大多數(shù)基材時(shí)，其表面能皆低于基材的臨界(critical)表面能，且熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)的原因使得底涂劑能在不規(guī)則的表面或是具有孔洞的基材表面上被填滿，形成具有連續(xù)相的界面而不會(huì)造成孔洞產(chǎn)生。
[0045]另外，底涂劑也`可用于一般電子元器件、電源模塊及各種電子電器的灌封粘接，如汽車(chē)HID燈模塊電源、汽車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)模塊電源、網(wǎng)絡(luò)變壓器及印刷電路板組件等。在電子或電氣工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域上，底涂劑具有高透明度，例如具有可將LED灌封面上發(fā)光元器件的光高效地折射出去，快速降低封裝熱阻，提高出光效率。
[0046]本發(fā)明所述的有機(jī)硅灌封膠主要可由三個(gè)組份所合成，包括第五至第七組份，第五組份具有通式(III):Vi(Me)2Si0(R6R7Si0)m(Me)2SiVi，第六組份為由多個(gè)氫硅氧烷重復(fù)單元及多個(gè)硅氧烷重復(fù)單元所組成，具有通式(IV): (Me)3SiO(MeHSiO)m(R8R9Si0)nSi (Me)3,第七組份可為各種填充物，包括增硬型填料、補(bǔ)強(qiáng)型填料、導(dǎo)熱型填料、阻燃型填料、導(dǎo)電填料、導(dǎo)磁填料或絕緣型填料，例如碳化硅、氮化硅、氮化鋁、氧化鋁、氫氧化鋁、二氧化硅、有機(jī)膨潤(rùn)土、石墨、碳黑、云母、碳化硅、鐵氧體、金、銀、銅、鎳等，可依據(jù)情況選取奈米級(jí)或微米級(jí)填料；
[0047]第五組份中的R6、R7可為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基或苯基；
[0048]第六組份中的R8、R9可為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基或苯基；
[0049]有機(jī)硅灌封膠的作用在于灌封在具有底涂劑的基材上，利用第五組份結(jié)構(gòu)中兩末端雙鍵的反應(yīng)，及兩末端雙鍵與第六組份結(jié)構(gòu)中硅氫基的反應(yīng)，使得有機(jī)硅灌封膠在具有底涂劑的基材上產(chǎn)生固化反應(yīng)，形成保護(hù)面，具有耐候性、防水且長(zhǎng)時(shí)間暴露在濕氣環(huán)境或光線照射下，不易產(chǎn)生黃變的功效，因此可應(yīng)用在長(zhǎng)期浸潰于水中或地下的環(huán)境中；而有機(jī)硅灌封膠的硅氧結(jié)構(gòu)及硅烷結(jié)構(gòu)(尤其是S1-Me基)具有高的鍵能，也可使有機(jī)硅灌封膠具有高的熱穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性及抗紫外光(耐黃變)的功效，另外，有機(jī)硅灌封膠固化時(shí)具有不吸熱、不放熱，固化后不收縮的功效。
[0050]而當(dāng)有機(jī)娃灌封I父灌封在具有底涂劑的基材上時(shí)，其有機(jī)娃灌封I父與底涂劑具有共同的硅氧結(jié)構(gòu)且具有相容性，并使有機(jī)硅灌封膠與底涂劑的界面相具有物理性的吸附力，而當(dāng)有機(jī)硅灌封膠進(jìn)行固化時(shí)，由于高分子間的纏繞及化學(xué)反應(yīng)使得有機(jī)硅灌封膠與底涂劑之間的界面產(chǎn)生鍵結(jié)力，因此，有機(jī)硅灌封膠利用底涂劑作為中間介質(zhì)而能緊緊的粘附在基材表面。
[0051]此外，有機(jī)硅灌封膠可進(jìn)一步加入氧化鋁填料，使得固化后的有機(jī)硅灌封膠的強(qiáng)度及導(dǎo)熱性增加，減低因?yàn)槟p或物理性破壞而造成結(jié)構(gòu)損傷。
[0052]通式⑴:
【權(quán)利要求】
1.一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑的制備方法，包括以下步驟:(1)制備一底涂劑；(2)制備一灌封膠，抽真空脫泡至從該灌封膠體系中無(wú)氣泡析出；(3)將該底涂劑涂于一基材表面，之后將脫泡后的該灌封膠灌封于該基材上；(4)室溫固化； 其中該底涂劑具有硅烷基、硅氫基及硅乙烯基結(jié)構(gòu)且與該基材之間具有黏合性； 其中該灌封膠具有硅烷基、硅氫基及端硅乙烯基結(jié)構(gòu)，且該灌封膠及該底涂劑結(jié)構(gòu)中的娃氣基、娃乙烯基及端娃乙烯基彼此皆會(huì)進(jìn)彳丁反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑的制備方法，其中該底涂劑具有第一、第二、第三及第四組份，該第一、該第二及該第三組份皆具有通式:RlR2R3R4Si，該第四組份具有通式:(Me)3SiO(RSHSiO)ni(Me)3 ； 其中該第一組份的Rl及R2為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基、苯基、溴基及氯基中的一種，R3為漠基及氣基中的一種，R4為乙烯基及丙烯基中的一種； 該第二組份的Rl及R2為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基、苯基、溴基及氯基中的一種，R3為甲基、乙基及丙基中的一種，R4為苯基； 該第三組份的Rl及R2為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基、苯基、溴基及氯基中的一種，R3為漠基及氣基中的一種，R4為苯基； 該第四組份的R5為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基及苯基中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑的制備方法，其中該底涂劑具有一催化劑，該催化劑為鉬`(Pt)、鈀(Pd)及銠(Rh)金屬催化劑中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑的制備方法，其中該第四組份具有含氫量為0.1-2%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑的制備方法，其中該底涂劑中的硅氫基和硅乙烯基含量的比例為0.08-1.6。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑的制備方法，其中該底涂劑具有光穿透度96-99%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑的制備方法，其中該底涂劑涂布的厚度為l-100um。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑的制備方法，其中該灌封膠具有該第五、該第六及該第七組份，該第五組份具有通式:Vi(Me)2Si0(R6R7Si0)m (Me) 2SiVi，該第六組份具有通式:(Me) 3SiO (MeHSiO) m (R8R9Si0) nSi (Me) 3，該第七組份為增硬型填料、補(bǔ)強(qiáng)型填料、導(dǎo)熱型填料、阻燃型填料、導(dǎo)電填料、導(dǎo)磁填料及絕緣型填料中的一種； 其中該第五組份中的R6及R7為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基及苯基中的一種； 該第六組份中的R8及R9為甲基、乙基、丙基、環(huán)己基及苯基中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加成型有機(jī)硅灌封膠用底涂劑的制備方法，其中該底涂劑結(jié)合該灌封膠的固化時(shí)間為I至12小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C09J183/07GK103773235SQ201410029977
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】熊二青 申請(qǐng)人:冠研（上海）企業(yè)管理咨詢(xún)有限公司