新型LED照明光源无论是在能源节约或是减少环境污染等众多方面均有着传统照明光源所无法达到的优势,故针对新型LED照明光源的应用与研究,将是解决全球能源危机的重要手段?随着全球科技的不断发展,使得功率型白光LED制造技术也有了较为显著的发展,所以在先进技术的支撑下,使得如今的LED照明光源无论是在发光的效率?亮度或是功率等诸多方面均有了显著的提升?因此,为保障照明安全,首要之务便是要使用高折光指数且具有较强耐紫外与耐热老化能力的低应力封装材料,以此方案有助于提升照明器件的光输入功率与使用寿命?
1封装用有机硅材料的制备
就目前而言,国内使用的封装材料大多数以环氧树脂为主,而基于环氧树脂本身的特性,其在固化后不但会呈现出极高的交联密度,也会因材料本身较大的内应力而呈现出较强的脆性,继而使得封装材料无法承受较大的冲击?经相关实验研究发现,当环氧树脂处于150℃左右的环境时,其透明度便会降低,进而削弱LED的光输出,而在135-145摄氏度的环境下,树脂又将出现严重退化的现象,继而减少LED灯的使用寿命?除此之外,若环氧树脂遭遇强大电流还会因此而碳化,继而使得器件表面形成导电通道并最终导致器件失效?相比环氧树脂,有机硅于LED器件中的应用有着相对稳定的性能,加之该材料本身所具有的耐热与耐候性,所以能保证长期使用后仍具备良好的透明性,但因此项材料本身的价格较为昂贵,故使得该相关器件的造价也偏高,尤其是对大功率的LED而言,其造价更是不菲,这便直接影响到了大功率LED器件的规模化生产?而如今,我们又在有机硅的基础上研究出了另一封装材料,即加成型有机硅橡胶,针对此新封装材料,仅相关实验表明,此材料不仅有着较高的纯度与透明性,由于材料本身的特性还具有阻燃功能,不仅如此,该材料在硫化过程中并不会产生其他的副产物,加之收缩率极低所以适合作为白光LED器件的封装材料?
1.1有机硅主链耐热性
因Si-O-Si属于“无机结构”,加之其键能远远超出C-C键能,具体可达到462kj/mol,所以能保证有机硅聚合物较强的热稳定性?与此同时,基于Si与O原子之间的电负性差异极大,加之键本身有存在较强的极性,故能在屏蔽链烃基同时提高氧化稳定性,以免有机硅聚合物在不完全燃烧的情况下生成二氧化硅,继而导致自熄现象发生?
1.2有机硅封装材料的制备
文章针对有机硅封装材料的制备所选用的固化剂为甲基六氢苯酐?根据固化剂的用量计算公式,即W=168.19*EV?其中,EV为环氧值,168.19则是固化剂的摩尔质量?在三乙胺促进剂的促进作用下,使之与有机硅融合形成苯基环氧基有机硅聚合物,在电热恒温鼓风干燥箱的作用下便可达到固化的效果?
2封装用有机硅材料的性能的影响因素
2.1催化剂种类选择
影响聚缩反应与产物性能的关键因素之一便是催化剂,而鉴于有机硅封装材料的制备过程所需关注的光学透明度亦属于产物性能的范畴,故针对有机硅封装材料的制备,需务必对催化剂及其用量对产物性能的影响给予高度关注?
就LED的制备而言,包含NaOH一类的催化剂虽可在固化后得到具有较高透明度的有机硅封装材料,但因催化剂与产物的分离过程十分复杂,故此方法并不适用于LED的大规模制备,对此,若改以碱性阴离子交换树脂催化法,则处理的过程则相对较为简单,最重要的供需也仅是通过过滤器将催化剂从反应体系中分离出来,以此既环保又能达到降低成本的功效?
2.2反应温度对有机硅封装材料的合成及性能影响
影响缩聚反应与产物性能的另一重要因素当属温度,且温度对缩聚反应的影响尤为显著?为确保有机硅封装材料的良好性能,关键便是要对缩聚反应过程中的温度因素予以合理控制,如温度为20℃的情况下,此时催化剂活性较低,会导致有机硅内KH560与DPSD呈现出彼此分离的状态,而后,随着温度的逐渐升高,苯基环氧基有机硅聚合物中的折射率与粘度提升,将使得环氧值持续下降,而当环氧值下降到一定程度后,便会降低产物的交联密度,从而不利于固化封装材料热稳定性的提升?而当温度达到40℃时,据红墨水实验结果显示,材料的红墨水渗透性十分明显,而在其他温度下则无明显的现象发生?因此,综合考虑之下,应将温度控制在50℃左右,以此为后续研究反映的温度条件提供支撑?
3结语
基于强碱性阴离子D296R的催化作用,将促进KH560与DPSD的融合,由此生成具有苯基与环氧基团高折光指数的有机硅聚合物?而后50℃的环境下持续发生反应12h,以此证明有机硅封装材料具有较强的耐热性能,这对LED器件的制作无疑是十分关键的?除此之外,当苯基环氧基有机硅聚合物的折光指数为1.547时,有机硅封装材料的粘度与分子质量均最为适宜,且其透光度可达到95%以上?由此可见,有机硅封装材料于LED封装领域中确有良好的应用前景,故加大对LED封装用有机硅材料的制备与性能的研究亦将具有极强的现实意义?
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