專利名稱：一種高折射率TiO₂半凝膠改性透明硅樹脂及制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種透明硅樹脂及其制備，特別涉及ー種既具有顯著提高的折射率又能同時保持較好透明性的高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著發(fā)光二極管(LED)功率和亮度的不斷提高，現(xiàn)有的封裝材料在可靠性、壽命以及性能等方面遠遠不能滿足要求，因此國內(nèi)外研究機構(gòu)正在研制性能更優(yōu)異的LED封裝用有機材料。與傳統(tǒng)的應(yīng)用于LED封裝的環(huán)氧樹脂、聚氨酯類封裝材料相比，有機硅樹脂因具有透光率高、熱穩(wěn)定性好(能耐溫200°C )、應(yīng)カ低(楊氏模量低)和吸濕性低(小于
O.2% )等特點，而被國內(nèi)外研究機構(gòu)公認為是性能優(yōu)異的電子封裝材料。一般有機硅樹脂的折射率為I. 41左右。而在LED封裝中，由于LED芯片的折射率大于2.0，所以在硅樹脂與芯片的封裝界面，芯片中發(fā)出的光將會發(fā)生嚴重的全反射現(xiàn)象，顯著降低了芯片中出射光的提取率，因而降低了 LED的發(fā)光效率。因此，提高硅樹脂封裝材料的折射率成為國內(nèi)外研究機構(gòu)以及生產(chǎn)企業(yè)的研究開發(fā)熱點。相關(guān)研究顯不，將TiO2填料加入到娃樹脂基體中，可以明顯提聞娃樹脂材料的折射率，但是普通TiO2粉末改性的硅樹脂，由于TiO2粉末強烈的光散射作用，其透明性會顯著降低，使其失去實際應(yīng)用的價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種既具有顯著提高的折射率又能同時保持較好的透明性的高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂；本發(fā)明的另一目的是提供一種制備上述高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂，其由作為基體的硅樹脂以及均勻分散于所述硅樹脂中的TiO2半凝膠組成；所述TiO2半凝膠與硅樹脂的重量份配比為
O.5-5 99.5-95。所述硅樹脂為可見光區(qū)無色透明的硅樹脂。所述TiO2半凝膠為與硅樹脂具有相容性的半凝膠狀態(tài)Ti02。本發(fā)明提供的高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂的制備方法，其步驟如下(I)制備TiO2半凝膠丙酮溶液將鈦酸四丁酯在磁力攪拌下加入到無水こ醇中，得到濃度為O. lg/mL的鈦酸四丁酯こ醇溶液；然后加入去離子水，磁力攪拌下進行從溶膠到凝膠的反應(yīng)，得到呈半凝膠狀TiO2半凝膠；將所制得的TiO2半凝膠超聲溶解在丙酮中，制備濃度為O. 05g/mL的TiO2半凝膠丙酮溶液；
所述去離子水與鈦酸酯四丁酯的體積份配比為O. I O. 3 I ；(2)制備高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂將TiO2半凝膠丙酮溶液加入到硅樹脂中，通過超聲與攪拌混合均勻后，抽去溶齊U，得到高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂；所述TiO2半凝膠與硅樹脂的重量份配比為
O.5-5 99.5-95。所述硅樹脂為可見光區(qū)無色透明的硅樹脂。所述TiO2半凝膠為與硅樹脂具有相容性的半凝膠狀態(tài)Ti02。本發(fā)明通過TiO2半凝膠的加入，顯著提高了硅樹脂的折射率；本發(fā)明通過TiO2填 料的半凝膠化，提高了其與硅樹脂的相容性，從而使本發(fā)明的高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂與普通TiO2粉末改性硅樹脂相比具有顯著提高的透明性；因此本發(fā)明具有如下優(yōu)點I、本發(fā)明的高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂提高了硅樹脂的折射率；2、本發(fā)明的高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂與普通TiO2粉末改性硅樹脂相比具有顯著提高的透明性；3、本發(fā)明的高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂制備方法、エ藝簡單，成本低廉，利于實現(xiàn)エ業(yè)化生產(chǎn)。


圖I為本發(fā)明的高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂的折射率隨所含TiO2半凝膠質(zhì)量分數(shù)變化的曲線；圖2為所含TiO2半凝膠質(zhì)量分數(shù)分別為(a)0%, (b)0. 5%, (c)l%，和(d)5%時的本發(fā)明的高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂的透過率；圖3為本發(fā)明的高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂透過率(a)與普通TiO2粉 末改性硅樹脂透過率(b)的對比示意圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例和對比例進ー步描述本發(fā)明。實施例I將5mL鈦酸四丁酯在磁力攪拌下加入到30mL無水こ醇中，再轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中，繼續(xù)加入無水こ醇至50mL容量瓶刻度處，制得濃度為O. lg/mL的鈦酸四丁酯こ醇溶液；然后將50mL鈦酸四丁酯こ醇溶液轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，加入O. 5mL去離子水，磁力攪拌下進行從溶膠到凝膠的反應(yīng)，得到呈半凝膠狀TiO2半凝膠；取2. 5g TiO2半凝膠超聲溶解在30mL丙酮中，再轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中，繼續(xù)加入丙酮至50mL容量瓶刻度處，制得濃度為O. 05g/mL的TiO2半凝膠丙酮溶液；取ImL TiO2半凝膠丙酮溶液加入到9. 95g娃樹脂中，通過超聲與攪拌混合均勻后，抽去丙酮溶剤，即制得本實施例的高折射率的TiO2半凝膠改性透明硅樹脂；本實施例中，TiO2半凝膠與硅樹脂的重量份配比為O. 5 99.5。本實施例的高折射率的TiO2半凝膠改性透明硅樹脂的折射率為I. 51，其Imm厚標準試樣450nm波長處的透過率為87. 5%。
實施例2將5mL鈦酸四丁酯在磁力攪拌下加入到30mL無水こ醇中，再轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中，繼續(xù)加入無水こ醇至50mL容量瓶刻度處，制得濃度為O. lg/mL的鈦酸四丁酯こ醇溶液；然后將50mL鈦酸四丁酯こ醇溶液轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，加入I. 5mL去離子水，磁力攪拌下進行從溶膠到凝膠的反應(yīng)，得到呈半凝膠狀TiO2半凝膠；取2. 5g TiO2半凝膠超聲溶解在30mL丙酮中，再轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中，繼續(xù)加入丙酮至50mL容量瓶刻度處，制得濃度為O. 05g/mL的TiO2半凝膠丙酮溶液；取2mL TiO2半凝膠丙酮溶液加入到9. 9g娃樹脂中，通過超聲與攪拌混合均勻后，抽去丙酮溶剤，即制得本實施例的高折射率的TiO2半凝膠改性透明硅樹脂；本實施例中，TiO2半凝膠與硅樹脂的重量份配比為I : 99。 本實施例的高折射率的TiO2半凝膠改性透明硅樹脂的折射率為I. 60，其Imm厚標準試樣450nm波長處的透過率為81. 6%。實施例3將5mL鈦酸四丁酯在磁力攪拌下加入到30mL無水こ醇中，再轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中，繼續(xù)加入無水こ醇至50mL容量瓶刻度處，制得濃度為O. lg/mL的鈦酸四丁酯こ醇溶液；然后將50mL鈦酸四丁酯こ醇溶液轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，加入ImL去離子水，磁力攪拌下進行從溶膠到凝膠的反應(yīng)，得到呈半凝膠狀TiO2半凝膠；取2. 5g TiO2半凝膠超聲溶解在30mL丙酮中，再轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中，繼續(xù)加入丙酮至50mL容量瓶刻度處，制得濃度為O. 05g/mL的TiO2半凝膠丙酮溶液；取IOmL TiO2半凝膠丙酮溶液加入到9. 5g娃樹脂中，通過超聲與攪拌混合均勻后，抽去丙酮溶剤，即制得本實施例的高折射率的TiO2半凝膠改性透明硅樹脂；本實施例中，TiO2半凝膠與硅樹脂的重量份配比為5 95。本實施例的高折射率的TiO2半凝膠改性透明硅樹脂的折射率為I. 64，其Imm厚標準試樣450nm波長處的透過率為69. 6 %。如圖1-2所示，由實施例1-3可知，通過在硅樹脂基體中均勻混合TiO2半凝膠，可以顯著提高硅樹脂材料的折射率，同時又能保持其較好的透明性。對比例將5mL鈦酸四丁酯在磁力攪拌下加入到30mL無水こ醇中，再轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中，繼續(xù)加入無水こ醇至50mL容量瓶刻度處，制得濃度為O. lg/mL的鈦酸四丁酯こ醇溶液；然后將50mL鈦酸四丁酯こ醇溶液轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，加入O. 5mL去離子水，磁力攪拌下反應(yīng)48小時，再將產(chǎn)物在150°C下抽真空、干燥6h，即制得TiO2粉末；取2. 5g TiO2粉末超聲溶解在30mL丙酮中，再轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中，繼續(xù)加入丙酮至50mL容量瓶刻度處，制得濃度為O. 05g/mL的TiO2丙酮溶液；取ImL TiO2丙酮溶液加入到9. 95g娃樹脂中，通過超聲與攪拌混合均勻后,抽去丙酮溶剤，即制得本對比例的普通TiO2粉末改性硅樹脂；本對比例的TiO2粉末與硅樹脂的重量份配比為O. 5 99.5。該普通TiO2粉末改性硅樹脂折射率為I. 51，其Imm厚標準試樣450nm波長處的透過率為44. 5% ο上述對比例中TiO2含量以及制備エ藝都與實施例I相同，但所使用的TiO2物理形態(tài)不同；本對比例中使用的是TiO2粉末，而實施例I中使用的是TiO2半凝膠。如圖3所示，本發(fā)明的高折射率的TiO2半凝膠改性透明硅樹脂與普通TiO2粉末改性的硅樹脂相比具有顯著提高的透明性。
由各實施例可知，本發(fā)明的高折射率的TiO2半凝膠改性透明硅樹脂的制備方法エ藝簡單，操作方便，成本低廉，利于實現(xiàn)エ業(yè)化生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂，其由作為基體的硅樹脂以及均勻分散于所述硅樹脂之中的TiO2半凝膠組成；所述TiO2半凝膠與硅樹脂的重量份配比為.O.5-5 99.5-95。
2.按權(quán)利要求I所述的高折射率的TiO2半凝膠改性透明硅樹脂，其特征在于，所述硅樹脂為可見光區(qū)無色透明的硅樹脂。
3.按權(quán)利要求I所述的高折射率的TiO2半凝膠改性透明硅樹脂，其特征在于，所述TiO2半凝膠為與硅樹脂具有相容性的半凝膠狀態(tài)TiO2半凝膠。
4.一種權(quán)利要求I所述的高折射率的TiO2半凝膠改性透明硅樹脂的制備方法，其制備步驟如下 (1)制備TiO2半凝膠丙酮溶液 將鈦酸四丁酯在磁力攪拌下加入到無水乙醇中，得到濃度為O. lg/mL的鈦酸四丁酯乙醇溶液；然后加入去離子水，磁力攪拌下進行從溶膠到凝膠的反應(yīng)，得到呈半凝膠狀的TiO2半凝膠； 將所制得的TiO2半凝膠超聲溶解在丙酮中，制備濃度為O. 05g/mL TiO2半凝膠丙酮溶液； 所述去離子水與鈦酸酯四丁酯的體積份配比為O. I O. 3 I ； (2)制備高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂 將TiO2半凝膠丙酮溶液加入到硅樹脂中，通過超聲與攪拌混合均勻后，抽去溶劑，得到高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂；所述TiO2半凝膠與硅樹脂的重量份配比為.O.5-5 99.5-95。
5.按權(quán)利要求4所述的高折射率的TiO2半凝膠改性透明硅樹脂的制備方法，其特征在于，所述硅樹脂為可見光區(qū)無色透明的硅樹脂。
6.按權(quán)利要求4所述的高折射率的TiO2半凝膠改性透明硅樹脂的制備方法，其特征在于，所述TiO2半凝膠為與硅樹脂具有相容性的半凝膠狀態(tài)的Ti02。
全文摘要
一種高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂，其由硅樹脂及均勻分散于硅樹脂中的TiO2半凝膠組成；TiO2半凝膠與硅樹脂的重量份配比為0.5-5∶99.5-95；制備步驟將鈦酸四丁酯在磁力攪拌下加入到無水乙醇中，得濃度0.1g/mL鈦酸四丁酯乙醇溶液；再加去離子水，磁力攪拌下進行從溶膠到凝膠的反應(yīng)得TiO2半凝膠；將TiO2半凝膠超聲溶解在丙酮中得濃度0.05g/mLTiO2半凝膠丙酮溶液；將TiO2半凝膠丙酮溶液加到硅樹脂中，通過超聲攪拌混合均勻后，抽去溶劑，得高折射率TiO2半凝膠改性透明硅樹脂；本發(fā)明的TiO2半凝膠改性硅樹脂與普通TiO2粉末改性硅樹脂相比，具顯著提高的透明性和高折射率，且工藝簡單、成本低廉，利于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C08L83/04GK102660121SQ20121006982
公開日2012年9月12日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者付紹云, 劉玉, 史漢橋, 肖紅梅 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所