有机硅的应用与研究
有机硅可行性研究报告
有机硅可行性研究报告有机硅是一种重要的功能材料，具有优异的热稳定性、电性能以及机械性能，在工业领域具有广泛的应用前景。
本报告将就有机硅的可行性进行研究。
一、市场需求分析有机硅作为功能材料，在现代工业中具有广泛的应用领域。
以硅油为例，它可以用于制备化妆品、润滑油和医药等产品。
根据相关数据显示，市场需求增长迅速，且呈逐年上升趋势。
二、材料特性分析有机硅具有一系列优异的特性，如高温稳定性、电绝缘性、耐蚀性和机械刚性等。
这些特性使得有机硅在工业领域中有着独特的优势。
以有机硅胶为例，它具有高弹性、耐热性和抗老化等特点，广泛应用于建筑密封、电子元件保护等领域。
三、应用前景分析随着科技的进步和工业的发展，有机硅的应用前景非常广阔。
例如，有机硅可用于制作太阳能电池、光伏材料和热电转换器等领域，以提高能源利用效率。
此外，有机硅也可以应用于生物医学工程、电子材料和航空航天等领域，具有巨大的推广潜力。
四、经济可行性分析从经济角度分析，有机硅的生产成本相对较低，且市场需求旺盛，可以实现较高的利润。
此外，随着技术的不断进步，生产工艺和设备成熟度也在提升，进一步降低了生产成本。
五、可行性风险分析尽管有机硅具有许多优异的特性和广泛的应用前景，但也面临一些风险。
例如，材料生产过程中可能会出现环境污染问题，需要采取相应的环保措施。
此外，材料性能和质量的稳定性也会影响产品的可靠性和市场竞争力。
六、发展建议为了进一步推动有机硅的应用和发展，建议加大研究投入，提高生产工艺和设备技术水平。
同时，加强对有机硅材料的质量监管，确保产品达到国际标准。
此外，鼓励行业间的合作，共同解决生产过程中的环境问题，推动有机硅产业持续健康发展。
综上所述，有机硅具有良好的市场需求、材料特性和应用前景，经济可行性较高。
然而，也需要注意可行性风险，并采取相应的应对措施。
建议在政策引导和技术支持的背景下，加强对有机硅产业的研究和发展，推动该领域的创新和进步。
有机硅的种类和用途有什么
有机硅的种类和用途有什么有机硅，也叫做硅基有机化合物，是一类以碳硅键为主要基础的有机化合物，它们的分子中存在一些硅原子，通常是用有机物（如甲基或苯基）取代了一部分氢原子而得到的。
由于硅原子比碳原子和氢原子体积大、电负性低、化学惰性高，因此有机硅具有与其他有机化合物不同的化学性质。
它的种类十分丰富，下面我们就来了解一下有机硅的种类和用途。
一、硅烷类有机硅硅烷类有机硅是最早被人们研究和开发的一种有机硅。
它是指碳硅键和碳氢键同时存在于同一个分子中的有机硅。
硅烷类有机硅具有较弱的化学惰性，能够与水和氧气发生反应，但是它的分子结构比较简单，制备成本也相对较低，因此在很多领域都有广泛应用。
例如，它可以用来制备高沸点液体、增加硅烷板材的抗水性、制备有机硅橡胶、润滑油、高分子材料等。
二、硅氧烷类有机硅硅氧烷类有机硅是一种由硅原子、氧原子和碳原子构成的聚合物。
它的分子结构比较复杂，但是具有良好的化学稳定性、物理性质和机械强度，所以在很多高科技领域都得到了广泛应用。
例如，硅氧烷类有机硅可以用来制备防潮剂、电缆绝缘材料、涂料、塑料、密封材料、制动器、聚合物电解质、高温润滑油等。
三、环氧硅烷类有机硅环氧硅烷类有机硅是一种含有环氧基的硅烷类有机硅。
它具有良好的耐久性、化学稳定性和防水性，因此被广泛用于涂料、胶水、防水材料、密封剂、高性能复合材料、电子材料、医用材料等领域中。
四、硅氢类有机硅硅氢类有机硅是一类以烷基为主的含有硅氢键的有机化合物。
它们具有较高的化学活性和良好的功效，可以用于多种领域。
例如，硅氢类有机硅可以用来制备特种材料、高聚物、精细化学品、聚硅氢烷及其衍生物、抗氧化剂、辅助材料等。
五、聚乙烯基硅氧烷类有机硅聚乙烯基硅氧烷类有机硅是一种在分子链上存在Si-O键和Si-C键的聚合物。
聚乙烯基硅氧烷类有机硅既有乙烯基的物理性质和特性，又有硅氧键的化学稳定性和耐高温性能，因此在高分子材料的设计和制备中，被广泛应用在各种产品中，如电缆绝缘层、保温材料、聚合物电解质、高温密封材料等。
有机硅可行性分析
有机硅可行性分析有机硅是碳氢化合物中含有硅键的化合物。
它是一种多功能的材料，具有许多独特的性质和应用潜力。
以下是对有机硅可行性的分析。
首先，有机硅材料具有很高的化学稳定性和热稳定性。
它们可以在高温和恶劣环境下保持其性能，这使得它们在许多领域中具有广泛的应用。
有机硅可以用于制造高温密封材料、耐化学腐蚀涂层、高温润滑剂等。
其次，有机硅具有优异的物理性能。
有机硅材料具有良好的柔韧性和弹性，可以抵御冲击、震动和变形。
这使得有机硅在制造汽车零部件、电子设备包装材料等领域中具有潜在的应用价值。
另外，有机硅也具有良好的绝缘性能，可以用于制造电缆绝缘材料和封装材料。
此外，有机硅可以通过化学修饰来改变其性质。
通过引入不同的功能基团或在分子结构中引入交联点，可以调整有机硅的性能，使其适应不同的应用需求。
例如，引入氟基团可以提高材料的耐化学腐蚀性能；引入磷基团可以提高材料的阻燃性能。
这使得有机硅材料具有广泛的应用潜力，并且可以满足不同领域的需求。
另外，有机硅还可以与其他材料进行复合。
如将有机硅与塑料、金属等材料复合，可以充分发挥各种材料的优势，提高整体性能。
例如，有机硅与塑料复合可以提高材料的热稳定性和耐磨性，有机硅与金属复合可以增强材料的刚性和强度。
然而，有机硅材料也存在一些限制。
首先，有机硅材料的制备工艺相对复杂，成本较高。
其次，有机硅在高温下会发生分解或氧化，对于需要在高温环境下使用的应用来说，有机硅的稳定性可能会成为一个挑战。
此外，有机硅的机械性能相对较差，其强度和硬度较低，不适用于一些对于强度要求较高的应用领域。
总之，有机硅具有很高的可行性和应用潜力。
它具有化学稳定性、热稳定性、良好的物理性能和可调节性。
通过复合和化学修饰，有机硅可以满足不同领域的需求。
然而，仍然需要进一步研究和开发，以克服其制备成本高和在高温环境下稳定性差的问题，进一步拓展其应用范围。
有机硅的应用与研究进展
有机硅的应用与研究进展有机硅是指碳与硅构成的化合物。
它具有独特的化学结构，具有一系列优良的物理化学性能。
因此，有机硅在多个领域具有重要的应用，并且在研究领域也有不断的进展。
本文将详细讨论有机硅的应用和研究进展。
首先，有机硅广泛应用于涂料和油漆领域。
有机硅涂料和油漆具有优异的耐热性、耐候性和耐化学性能。
它们可以在高温环境下保持稳定，并且不容易受到阳光、酸、碱等化学物质的侵蚀。
此外，有机硅涂料和油漆还具有良好的附着力、耐磨性和耐腐蚀性。
因此，它们被广泛应用于汽车、建筑、船舶等领域。
其次，有机硅在塑料工业中也得到了广泛的应用。
由于有机硅具有较高的机械强度、柔韧性和耐疲劳性能，因此可以改善塑料的物理性能。
例如，在橡胶中加入有机硅可以提高其抗老化性能和耐磨性能。
在塑料复合材料中引入有机硅也可以提高其耐热性和机械强度。
此外，有机硅还可以用作塑料流动剂，可以降低塑料的粘度，改善其流动性。
此外，有机硅在医药领域也有重要的应用。
有机硅化合物可以用作药物的载体，可以改善药物的生物利用度和稳定性。
有机硅还可以用于制备生物医学材料，如生物医用硅胶。
生物医用硅胶具有良好的生物相容性和可降解性，可以用于制备支架、绷带、缝合线等医疗器械。
此外，有机硅还在电子领域具有广泛的应用。
有机硅化合物可以用于制备有机太阳能电池、有机发光二极管（OLED）等器件。
有机硅材料具有较高的电导率和光学特性，可以用于制备高效率的光电器件。
有机硅还可以用于光通信领域，可以用于制备光纤和光波导器件。
在研究方面，近年来有机硅的应用研究进展迅速。
首先，研究人员对有机硅的合成方法进行了改进和优化。
新的有机硅化合物合成方法的开发不仅提高了有机硅化合物的合成效率，还扩展了有机硅的结构多样性。
其次，研究人员对有机硅材料的性能进行了深入的研究。
他们通过调控有机硅的分子结构和聚合方式，改变了有机硅的物理化学性质，提高了其在各个领域的应用效果。
最后，研究人员还探索了有机硅材料在新型领域的应用。
有机硅材料
有机硅材料有机硅材料是最近几十年来研究的热点，它是一种新型材料，具有良好的性能，可以用于替代传统材料在有毒、高温和恶劣环境中的应用。
本文将介绍有机硅材料的分类、结构、种类、性能以及应用等。
一、有机硅材料的分类根据有机硅的构成，有机硅材料可以分为两类，一类是有机硅聚合物，另一类是混合有机硅材料。
有机硅聚合物是由有机硅分子形成的聚合物，其特点是具有良好的机械性能，可以用于构建复杂的结构，适用于高温应用。
混合有机硅材料有含水有机硅固体、有机硅/硅胶和有机硅气凝胶等，特点是具有很好的抗腐蚀性，可以应用于恶劣环境中。
二、有机硅材料的结构有机硅材料的结构是硅元素的空间分布状态，它的形状可以用来控制材料的性能。
通常，有机硅材料的结构包括非晶态、晶状态和胶状态。
非晶态指有机硅分子在物理态中呈现出非晶态，它是一种热塑性材料，通常具有良好的抗紫外线性能。
晶状态指有机硅分子在物理态中呈现出晶状态，它是一种刚性材料，通常具有良好的耐受性和稳定性。
胶状态指有机硅分子在物理态中呈现出胶状态，它通常具有良好的耐磨性，以及优异的韧性和柔韧性。
三、有机硅材料的种类根据有机硅材料的构成，可以将其分为两类：一类是纯硅材料，例如有机硅橡胶、有机硅聚合物和有机硅涂料等。
另一类是混合材料，例如水泥有机硅复合材料、金属有机硅复合材料、粘土有机硅复合材料等。
四、有机硅材料的性能有机硅材料具有多种特性。
首先，它具有良好的机械性能，如硬度、刚度、柔韧性和耐磨性等，可以满足不同应用场合的要求。
其次，它具有良好的抗紫外线性能，所以可以进行外延膜处理，从而获得良好的稳定性和耐受性。
此外，它还具有良好的耐温性和耐腐蚀性，可以在恶劣的环境条件下使用。
五、有机硅材料的应用有机硅材料广泛应用于航天、航空、电子、电力、汽车、医疗、冶金、电池等行业，尤其在恶劣环境和高温环境中，有机硅材料有着独特的优势。
在航天领域，有机硅材料可以用于制造火箭结构和火箭隔热材料等。
在航空领域，有机硅材料可以用于制造发动机泄漏检测等。
有机硅在航空航天领域的应用
有机硅在航空航天领域的应用
有机硅是一种具有特殊化学结构的高分子材料，其分子中含有硅-碳键，具有优异的物理化学性质和机械性能。
在航空航天领域，有机硅材料的应用范围广泛，涉及到航空器结构、热防护、润滑、密封等多个方面。
一、航空器结构
有机硅材料在航空器结构中的应用主要体现在增强材料和复合材料方面。
有机硅树脂可以与碳纤维、玻璃纤维等增强材料复合，形成高强度、高刚度的复合材料，用于制造飞机机身、机翼等部件。
此外，有机硅材料还可以用于制造航空器的密封件、隔热材料等。
二、热防护
在高速飞行过程中，航空器表面会受到高温气流的冲击，需要采用热防护材料来保护航空器表面不受损伤。
有机硅材料具有优异的耐高温性能，可以用于制造航空器的热防护材料。
例如，有机硅树脂可以与氧化铝、碳纤维等材料复合，形成高温复合材料，用于制造航空器的热防护罩、热防护板等。
三、润滑
在航空器的发动机、液压系统等部件中，需要使用润滑油来减少摩擦
和磨损，保证部件的正常运转。
有机硅材料可以用于制造高温润滑油，具有优异的耐高温性能和化学稳定性，可以在高温、高压、高速等恶
劣环境下正常工作。
四、密封
在航空器的液压系统、燃油系统等部件中，需要使用密封件来保证系
统的密封性。
有机硅材料可以用于制造高温、高压密封件，具有优异
的耐高温性能和化学稳定性，可以在高温、高压、高速等恶劣环境下
正常工作。
总之，有机硅材料在航空航天领域的应用非常广泛，涉及到航空器结构、热防护、润滑、密封等多个方面。
随着航空航天技术的不断发展，有机硅材料的应用前景将会更加广阔。
有机硅表面活性剂的应用及研究进展
有机硅表面活性剂的应用及研究进展1.功能性涂料和涂层剂：有机硅表面活性剂可以作为涂料和涂层剂的分散剂、增稠剂、润湿剂和降低反应性的剂量。
有机硅表面活性剂的独特结构和性质使得涂料具有优异的附着性、耐磨性和耐化学性，并且能够提供超级疏水性和超级亲水性的性能。
2.肥皂、洗涤剂和清洁剂：有机硅表面活性剂的亲油性和亲水性可以被应用于肥皂、洗涤剂和清洁剂等产品中。
3.医药领域：有机硅表面活性剂可以在制药生产中作为辅助剂，用于增加药物的溶解度和稳定性。
4.纺织品和塑料处理剂：有机硅表面活性剂可以用作纺织品和塑料处理剂，可提高纺织品和塑料的柔软性、耐久性和抗静电性能。
5.个人护理产品：有机硅表面活性剂在个人护理产品中应用广泛，例如洗发水、沐浴露、面霜等，可提供更好的泡沫性和润滑性。
近年来1.绿色合成方法：研究人员致力于开发低能耗、低污染的合成方法，例如采用微波辅助合成、酶催化合成等。
2.分子结构设计：通过调控有机硅表面活性剂的分子结构，研究人员可以获得具有特定性质和功能的表面活性剂，如自组装性能、温度响应性能和荧光性能等。
3.纳米粒子修饰：通过将有机硅表面活性剂与纳米材料相结合，可以获得具有特殊性质和功能的复合材料，如磁性纳米粒子和金属纳米粒子修饰的有机硅表面活性剂。
4.应用拓展：近年来，有机硅表面活性剂在环境治理、油田开发和废水处理等领域的应用得到了广泛关注。
研究人员不断探索有机硅表面活性剂在新领域的应用潜力。
总结起来，有机硅表面活性剂具有广泛的应用领域，其研究进展主要体现在绿色合成方法、分子结构设计、纳米粒子修饰和应用拓展等方面。
随着对环境友好和高性能产品需求的增加，有机硅表面活性剂的研究和应用前景仍然十分广阔。
有机硅在电子材料中的应用
有机硅在电子材料中的应用近年来，随着科技的不断发展，有机硅材料在电子行业中的应用也日益广泛。
有机硅材料作为一种先进的电子材料，已经成为了半导体制造过程中不可或缺的一部分。
那么，有机硅材料到底有什么特点，以及它们在电子材料中有哪些重要的应用呢？下面，本文将为您一一介绍。
一、有机硅材料的特点有机硅材料是一类含硅碳键的高分子化合物，其中的硅原子与碳原子通过共价键形成了键合，具有独特的分子结构和性能。
相较于其他传统的电子材料，有机硅材料有以下几个特点：1. 与有机材料相比，有机硅材料的化学性质更加稳定，热稳定性高、机械强度和化学稳定性也都比较强，能够在高温、高湿或者强酸强碱的环境下保持其稳定性能，有助于延长电子器件的使用寿命。
2. 有机硅材料在制造过程中可以调整分子结构来达到不同的性能要求，具有优良的可调节性。
3. 与无机硅材料相比，有机硅材料不仅具有硅-氧键，还具有硅-碳键和碳-氢键，这种结构使其具有更高的柔软性和更好的加工性能。
二、有机硅材料在电子材料中的应用1. 半导体工业在半导体工业中，有机硅材料被广泛应用于制造光学传感器、LCD显示屏背光单元、太阳能电池板和LED等。
其中最主要的应用是在LCD显示屏背光单元的制造中，采用有机硅作为反射层和光导板材料可以有效地提高显示器的亮度和均匀度，同时还可以降低成本。
2. 涂料工业在涂料工业中，有机硅材料被广泛应用于涂料添加剂、防水剂和耐久性增强剂等。
由于有机硅材料具有耐候性好、化学稳定性强和耐腐蚀性好等优点，所以可以延长涂层的使用寿命，提高涂层的抗污染性和防水性。
3. 化妆品工业在化妆品工业中，有机硅材料的主要应用是作为表面活性剂、乳化剂、稠化剂和防晒剂等。
由于有机硅材料具有良好的渗透性、保湿性和抗氧化性等特点，所以可以有效地降低化妆品的粘度、改善产品的表面感和提高防晒效果。
4. 医疗器械在医疗器械中，有机硅材料主要应用于人工关节等植入类器械的制造。
有机硅材料具有类似于人体骨骼结构的特点，因此可以有效地降低植入类器械的排异反应，同时还可以提供与人体骨骼相似的强度和韧度。
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有机硅材料的研究进展The silicone materials research progress摘要：综述了国内外有机硅材料的制备、应用等方面的研究进展。
介绍了有机硅材料在灌封，LED封装方面的用途并展望了有机硅材料的研究进展及发展趋势。
关键词：有机硅灌封LED封装Abstract:Aspects of the preparation, application of silicone materials at home and abroad. Silicone materials in potting, LED packaging, prospects silicone materials research progress and trend s.Key words: Silicone Potting LED packaging1、有机硅在灌封方面的应用从交联机理的角度可把有机硅灌封材料分为缩合型和加成型两种。
缩合型有机硅灌封料系以端羟基聚二有机基硅氧烷为基础聚合物，多官能硅烷或硅氧烷为交联剂，在催化剂作用下，室温下遇湿气或混匀即可发生缩合反应，形成网络状弹性体。
固化过程中有水、二氧化碳、甲醇和乙醇等小分子化合物放出。
加成型有机硅灌封料是司贝尔氢硅化反应在硅橡胶硫化中的一个重要发展与应用。
其原理是由含乙烯基的硅氧烷与含Si-H键硅氧烷，在第八族过渡金属化合物如（Pt）催化下进行氢硅化加成反应，形成新的Si-C 键使线型硅氧烷交联成为网络结构。
加成型有机硅灌封材料在固化过程中无小分子产生，收缩率小，工艺适应性好，生产效率高。
加成型有机硅灌封材料自出现以来，发展很快，有取代缩合型有机硅灌封材料的趋势。
1.1加成型液体灌封硅橡胶加成型硅橡胶灌封料是以含乙烯基的聚二甲基硅氧烷作为基础聚合物，低分子质量的含氢硅油作为交联剂，在铂系催化剂作用下交联成网状结构[1]。
它与传统的缩合型灌封硅橡胶相比，硫化过程没有小分子的副产物产生，交联结构易控制，硫化产品收缩率小；产品工艺性能优越，既可在常温下硫化，又可在加热条件下硫化，并且可以深层快速硫化；产品加工工艺性能佳，粘度低、流动性好，能浇注；可用泵送和静态混合，具有工艺简化、快捷，高效节能的优点，因此被公认为是极有发展前途的电子工业用新型封装材料。
化工采用低粘度的乙烯基硅油和低含氢硅油，以高纯石英粉为填料，以铂络合物为催化剂，制备双组分加成型液体灌封硅橡胶，通过改变石英粉的用量、含氢硅油的含氢量、硅氢与乙烯基的摩尔比得到不同交联密度的硅橡胶，通过对交联结构的设计，优化加成型液体灌封硅橡胶的性能，得到优良的力学性能和电性能。
XHG 8310液体灌封硅橡胶的拉伸强度为2.44MPa邵尔A 硬度为47 度断裂伸长率为136% 撕裂强度为3.88kN/m体积电阻率为9.4×1014Ω.cm相对介电常数为3.1损耗因数为0.0011电气强度为21.5MV/m 热导率为0.4W/(m..k)热膨胀系数为2.4×10-6K-1阻燃等级为94 V-0 级其力学性、能电性能、热性能及工艺性能接近国外同类产品。
1.2导热有机硅灌封硅橡胶传统导热材料多为金属和金属氧化物及其它非金属材料如(石墨、炭黑、ALN、SiC 等)。
随着科学技术的进步和工业生产的发展，许多特殊场合如航空、航天和电子电气领域对导热材料提出了新的要求，希望材料具有优良的综合性能、既能够为电子元器件提供安全可靠的散热途径，又能起到绝缘和减振作用，导热橡胶正好满足了这一要求，导热硅橡胶是其中典型的代表[2]。
普通硅橡胶的导热性能较差，热导率通常只有0.2W/m.k左右；加入导热填料可提高硅橡胶的导热性能。
常用的导热填料有金属粉末（如Al、Ag、Cu等）、金属氧化物（如Al2O3、MgO、BeO等)、金属氮化物（如SiN、AlN、BN 等）及非金属材料（如SiC、石墨炭黑等）。
同金属粉末相比，金属氧化物，金属氮化物的导热性虽然较差但能保证硅橡胶具有良好的电绝缘性能金属氧化物中Al2O3是最常用的导热填料金属氮化物中是最常用的导热填料这些导热填料；各有优缺点，金属以及非金属填料具有较好的导热性和导电性，而其化合物则具有较高的电绝缘性。
填料的热导率不仅与材料本身有关，而且与导热填料的粒径分布、形态、界面接触、分子内部的结合程度等密切相关。
一般而言，纤维状或箔片状的导热填料的导热效果更好。
2、LED封装用有机硅材料人类自跨入21世纪以来, 能源问题日益严重, 我国能源形势也非常严峻。
节约能源与开发新能源同等重要; 而节约能源则更经济、更环保, 应放在首位。
当前, 照明约占世界总能耗的20%左右。
若用能耗低、寿命长、安全、环保的光源取代低效率、高耗电量的传统光源, 无疑将带来一场世界性的照明革命, 对我国的可持续发展更具有战略意义。
超高亮度的发光二极管(LED) 消耗的电能仅是传统光源的1/ 10, 具有不使用严重污染环境的汞、体积小、寿命长等优点, 首先进入工业设备、仪器仪表、交通信号灯、汽车、背光源等特种照明领域[3]。
随着超高亮度LED性能的改进, 功率型LED有望取代白炽灯等照明光源成为第四代照明光源。
功率型LED器件使用的封装材料要求折射功率型LED器件使用的封装材料要求折射率高于115 (25 ℃) 、透光率不低于98%(波长400～800 nm, 样品厚度1 mm) 。
目前, 普通LED的封装材料主要是双酚A型透明环氧树脂。
随着白光LED的发展, 尤其是基于紫外光的白光LED的发展, 需要外层封装材料在保持可见光区高透明性的同时能够对紫外光有较高的吸收率, 以防止紫外光的泄漏; 另外, 封装材料还需具有较强的抗紫外光老化能力[3- 4]。
环氧树脂长期使用后, 在LED芯片发射的紫外光照射下会不可避免地发生黄变现象, 导致其透光率下降,降低LED器件的亮度。
另外, 环氧树脂的热阻高达250～300 ℃/ W, 散热不良会导致芯片结点温度迅速上升, 从而加速器件光衰, 甚至会因为迅速热膨胀所产生的应力造成开路而失效。
因此, 随着LED研发的飞速发展, 对封装材料的要求也越来越高, 环氧树脂已不能完全满足LED的封装要求。
本文主要介绍了近年来有机硅在LED封装材料中的应用进展。
2.1有机硅改性环氧树脂LED封装材料采用有机硅改性环氧树脂作封装材料, 可提高封装材料的韧性和耐冷热性, 降低其收缩率和热膨胀系数。
最直接的方法是先制备有机硅改性环氧树脂, 然后硫化成型获得LED 封装材料。
D1A1Haitko等人用4- 乙烯基环氧己烷在硫酸铑催化下与三(二甲基硅氧基) 苯基硅烷、二(二甲基硅氧基) 二苯基硅烷、1,7- (二甲基硅氧基) - 3,3,5,5- 四苯基四硅烷等反应,得到有机硅改性环氧树脂, 然后硫化成型, 获得具有优良的耐冷热冲击性能和耐辐射性能、高透光率、热膨胀系数与芯片相近的LED封装料[5]。
K1Kodama等人用带环氧基的硅氧烷在碱性催化剂催化下水解缩合, 制得有机硅/ 环氧树脂低聚物, 该材料硫化成型后的突出优点是Na+、K+、Cl-等离子的质量分数低于2×10- 6, 具有优良的绝缘性能; 此外, 该材料的邵尔D硬度达35度, 粘接性能良好, 经- 20 ℃/ 120 ℃冷热循环冲击100次也不开裂[6]。
为了改善这类LED封装料的耐热性和导热性, 常添加粒径小于400nm的无机填料, 如石英粉、单晶硅、铝粉、锌粉、玻璃纤维等[7- 9]。
H1Ito等人将粒径5～40nm的二氧化硅和粒径5～100nm的球形玻璃粉加入到有机硅改性环氧树脂中, 硫化成型后材料的透光率可达9517%(25 ℃) , 折射率为1153～1156 (样品厚1 mm, 波长58913 nm) ,线膨胀系数为40×10- 6K- 1左右, 经200次- 25 ℃/ 125 ℃冷热冲击后损坏率仅4%～1215%[8]。
除直接使用有机硅改性环氧树脂作为封装材料外, 还可将有机硅改性环氧树脂与硅树脂等共混后制成LED封装材料。
美国GE公司采用苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷共水解缩聚, 制得羟基硅树脂; 然后将其与有机硅改性环氧树脂共混, 用六羟基- 4- 甲基- 邻苯二甲酸酐作固化剂, 辛酸亚锡作固化促进剂, 加热硫化成型, 获得折射率可调(112～116) 的封装材料。
该材料在人工老化机中经波长380nm的光波辐射500 h或在150 ℃下经波长400～450nm的紫外光照射500 h后, 透光率仍高达80%以上(样品厚度5mm)[10- 12]。
如果在混合物中加入磷化合物、苯酚衍生物、透明金属氧化物(如钛、镁、钇、锆、铝等的氧化物) 纳米颗粒, 还可提高封装材料的导热性能, 改善其防潮性能[11]。
添加无机填料还能降低LED封装材料的热膨胀系数。
例如, T1B1Gorczyca向折射率为1155、热膨胀系数为6×10- 6K- 1的环氧树脂与折射率为1146、热膨胀系数为200×10- 6K- 1的硅树脂的共混物中加入折射率为1152、热膨胀系数为0165×10- 6K- 1的石英玻璃粉, 制得折射率不低于1150, 热膨胀系数为5×10- 6K- 1的封装材料[13]。
上述LED封装材料的耐溶剂腐蚀性能差。
为了克服这一缺点, Y1K1Suehiro等人将羟基硅树脂与有机硅环氧树脂、双酚A环氧树脂在100～200℃下共混、硫化成型, 获得耐溶剂性能很好的透明封装材料, 该材料还具有高折射率(在1700nm波长光源照射下的折射率约为1149, 在350nm波长光源照射下的折射率为1158) , 耐热、防潮等优良特性[14]。
为了提高材料的硬度、耐冷热冲击能力, 降低其模量和收缩率, 日本信越化学公司将含硅羟基的乙烯基硅树脂、含氢硅油及少量有机硅弹性体加入环氧树脂中, 使用铂系催化剂催化硅氢加成反应,烷氧基或酰基或硅羟基铝化物作环氧固化剂, 经注塑成型后获得折射率高达1151、邵尔A硬度70度、不吸尘、低模量、低收缩率的LED封装材料; 而且该封装材料经- 40 ℃/ 120 ℃冷热冲击1000次不开裂[15-16]。
此外, 为了节约成本、简化工艺流程, D1A1 Haitko直接用有机硅酸酐固化环氧树脂, 制得有机硅改性环氧树脂LED封装材料。
这种封装材料在400 nm波长光源照射下折射率为1145、透光率达88%; 100℃下用405nm波长紫外灯照射40h后透光率减少不到10%[17]。
2.2有机硅LED封装材料虽然通过有机硅改性可改善环氧树脂封装料的性能; 但有机硅改性环氧树脂分子结构中含有环氧基, 以其作为LED封装料仍存在耐辐射性差、易黄变等缺点, 难以满足功率型LED封装的技术要求。