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1、(10)申请公布号 CN 102660121 A (43)申请公布日 2012.09.12 CN 102660121 A *CN102660121A* (21)申请号 201210069823.0 (22)申请日 2012.03.16 C08L 83/04(2006.01) C08K 3/22(2006.01) (71)申请人 中国科学院理化技术研究所 地址 100190 北京市海淀区中关村北一条 2 号 (72)发明人 付绍云 史汉桥 肖红梅 刘玉 (74)专利代理机构 北京法思腾知识产权代理有 限公司 11318 代理人 杨小蓉 杨青 (54) 发明名称 一种高折射率TiO2半凝胶改性透明。
2、硅树脂及 制法 (57) 摘要 一种高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂， 其由硅树脂及均匀分散于硅树脂中的 TiO2半凝 胶组成 ； TiO2半凝胶与硅树脂的重量份配比为 0.5-5 99.5-95 ； 制备步骤 ： 将钛酸四丁酯在磁 力搅拌下加入到无水乙醇中， 得浓度 0.1g/mL 钛 酸四丁酯乙醇溶液 ； 再加去离子水， 磁力搅拌下 进行从溶胶到凝胶的反应得 TiO2半凝胶 ； 将 TiO2 半凝胶超声溶解在丙酮中得浓度 0.05g/mLTiO2 半凝胶丙酮溶液 ； 将 TiO2半凝胶丙酮溶液加到硅 树脂中， 通过超声搅拌混合均匀后， 抽去溶剂， 得 高折射率 TiO2半凝胶改性透明。
3、硅树脂 ； 本发明的 TiO2半凝胶改性硅树脂与普通TiO2粉末改性硅树 脂相比， 具显著提高的透明性和高折射率， 且工艺 简单、 成本低廉， 利于工业化生产。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂， 其由作为基体的硅树脂以及均匀分 散于所述硅树脂之中的 TiO2半凝胶组成 ； 所述 TiO2半凝胶与硅树脂的重量份配比为 0.5-5 99.5-95。 2. 按权利要求 1 所述的高折射。
4、率的 TiO2半凝胶改性透明硅树脂， 其特征在于， 所述硅 树脂为可见光区无色透明的硅树脂。 3. 按权利要求 1 所述的高折射率的 TiO2半凝胶改性透明硅树脂， 其特征在于， 所述 TiO2半凝胶为与硅树脂具有相容性的半凝胶状态 TiO2半凝胶。 4.一种权利要求1所述的高折射率的TiO2半凝胶改性透明硅树脂的制备方法， 其制备 步骤如下 ： (1) 制备 TiO2半凝胶丙酮溶液 将钛酸四丁酯在磁力搅拌下加入到无水乙醇中， 得到浓度为 0.1g/mL 的钛酸四丁酯乙 醇溶液 ； 然后加入去离子水， 磁力搅拌下进行从溶胶到凝胶的反应， 得到呈半凝胶状的 TiO2 半凝胶 ； 将所制得的 Ti。
5、O2半凝胶超声溶解在丙酮中， 制备浓度为 0.05g/mL TiO2半凝胶丙酮溶 液 ； 所述去离子水与钛酸酯四丁酯的体积份配比为 0.1 0.3 1 ； (2) 制备高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂 将 TiO2半凝胶丙酮溶液加入到硅树脂中， 通过超声与搅拌混合均匀后， 抽去溶剂， 得到高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂 ； 所述 TiO2半凝胶与硅树脂的重量份配比为 0.5-5 99.5-95。 5.按权利要求4所述的高折射率的TiO2半凝胶改性透明硅树脂的制备方法， 其特征在 于， 所述硅树脂为可见光区无色透明的硅树脂。 6.按权利要求4所述的高折射率的TiO2半凝胶改性透明硅。
6、树脂的制备方法， 其特征在 于， 所述 TiO2半凝胶为与硅树脂具有相容性的半凝胶状态的 TiO2。 权 利 要 求 书 CN 102660121 A 2 1/4 页 3 一种高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂及制法 技术领域 0001 本发明涉及一种透明硅树脂及其制备， 特别涉及一种既具有显著提高的折射率又 能同时保持较好透明性的高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂及其制备方法。 背景技术 0002 随着发光二极管 (LED) 功率和亮度的不断提高， 现有的封装材料在可靠性、 寿命 以及性能等方面远远不能满足要求， 因此国内外研究机构正在研制性能更优异的 LED 封装 用有机材料。与传。
7、统的应用于 LED 封装的环氧树脂、 聚氨酯类封装材料相比， 有机硅树脂 因具有透光率高、 热稳定性好 ( 能耐温 200 )、 应力低 ( 杨氏模量低 ) 和吸湿性低 ( 小于 0.2 ) 等特点， 而被国内外研究机构公认为是性能优异的电子封装材料。 0003 一般有机硅树脂的折射率为 1.41 左右。而在 LED 封装中， 由于 LED 芯片的折射率 大于 2.0， 所以在硅树脂与芯片的封装界面， 芯片中发出的光将会发生严重的全反射现象， 显著降低了芯片中出射光的提取率， 因而降低了 LED 的发光效率。因此， 提高硅树脂封装材 料的折射率成为国内外研究机构以及生产企业的研究开发热点。 0。
8、004 相关研究显示， 将 TiO2填料加入到硅树脂基体中， 可以明显提高硅树脂材料的折 射率， 但是普通TiO2粉末改性的硅树脂， 由于TiO2粉末强烈的光散射作用， 其透明性会显著 降低， 使其失去实际应用的价值。 发明内容 0005 本发明的目的是提供一种既具有显著提高的折射率又能同时保持较好的透明性 的高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂 ； 0006 本发明的另一目的是提供一种制备上述高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂的 制备方法。 0007 本发明的技术方案如下 ： 0008 本发明提供的高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂， 其由作为基体的硅树脂以及 均匀分散于所述硅树脂。
9、中的 TiO2半凝胶组成 ； 所述 TiO2半凝胶与硅树脂的重量份配比为 0.5-5 99.5-95。 0009 所述硅树脂为可见光区无色透明的硅树脂。 0010 所述 TiO2半凝胶为与硅树脂具有相容性的半凝胶状态 TiO2。 0011 本发明提供的高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂的制备方法， 其步骤如下 ： 0012 (1) 制备 TiO2半凝胶丙酮溶液 0013 将钛酸四丁酯在磁力搅拌下加入到无水乙醇中， 得到浓度为 0.1g/mL 的钛酸四丁 酯乙醇溶液 ； 然后加入去离子水， 磁力搅拌下进行从溶胶到凝胶的反应， 得到呈半凝胶状 TiO2半凝胶 ； 0014 将所制得的 TiO2。
10、半凝胶超声溶解在丙酮中， 制备浓度为 0.05g/mL 的 TiO2半凝胶 丙酮溶液 ； 说 明 书 CN 102660121 A 3 2/4 页 4 0015 所述去离子水与钛酸酯四丁酯的体积份配比为 0.1 0.3 1 ； 0016 (2) 制备高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂 0017 将 TiO2半凝胶丙酮溶液加入到硅树脂中， 通过超声与搅拌混合均匀后， 抽去溶 剂， 得到高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂 ； 所述 TiO2半凝胶与硅树脂的重量份配比为 0.5-5 99.5-95。 0018 所述硅树脂为可见光区无色透明的硅树脂。 0019 所述 TiO2半凝胶为与硅树脂具。
11、有相容性的半凝胶状态 TiO2。 0020 本发明通过 TiO2半凝胶的加入， 显著提高了硅树脂的折射率 ； 本发明通过 TiO2填 料的半凝胶化， 提高了其与硅树脂的相容性， 从而使本发明的高折射率 TiO2半凝胶改性透 明硅树脂与普通TiO2粉末改性硅树脂相比具有显著提高的透明性 ； 因此本发明具有如下优 点 ： 0021 1、 本发明的高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂提高了硅树脂的折射率 ； 0022 2、 本发明的高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂与普通 TiO2粉末改性硅树脂相 比具有显著提高的透明性 ； 0023 3、 本发明的高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂制备方。
12、法、 工艺简单， 成本低廉， 利于实现工业化生产。 附图说明 0024 图 1 为本发明的高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂的折射率随所含 TiO2半凝 胶质量分数变化的曲线 ； 0025 图 2 为所含 TiO2半凝胶质量分数分别为 (a)0， (b)0.5， (c)1， 和 (d)5时 的本发明的高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂的透过率 ； 0026 图 3 为本发明的高折射率 TiO2半凝胶改性透明硅树脂透过率 (a) 与普通 TiO2粉 末改性硅树脂透过率 (b) 的对比示意图。 具体实施方式 0027 下面通过具体实施例和对比例进一步描述本发明。 0028 实施例 1 00。
13、29 将 5mL 钛酸四丁酯在磁力搅拌下加入到 30mL 无水乙醇中， 再转移到 50mL 容量瓶 中， 继续加入无水乙醇至50mL容量瓶刻度处， 制得浓度为0.1g/mL的钛酸四丁酯乙醇溶液 ； 然后将 50mL 钛酸四丁酯乙醇溶液转移到锥形瓶中， 加入 0.5mL 去离子水， 磁力搅拌下进行 从溶胶到凝胶的反应， 得到呈半凝胶状 TiO2半凝胶 ； 0030 取 2.5g TiO2半凝胶超声溶解在 30mL 丙酮中， 再转移到 50mL 容量瓶中， 继续加入 丙酮至 50mL 容量瓶刻度处， 制得浓度为 0.05g/mL 的 TiO2半凝胶丙酮溶液 ； 0031 取1mL TiO2半凝胶丙。
14、酮溶液加入到9.95g硅树脂中， 通过超声与搅拌混合均匀后， 抽去丙酮溶剂， 即制得本实施例的高折射率的 TiO2半凝胶改性透明硅树脂 ； 本实施例中， TiO2半凝胶与硅树脂的重量份配比为 0.5 99.5。 0032 本实施例的高折射率的TiO2半凝胶改性透明硅树脂的折射率为1.51， 其1mm厚标 准试样 450nm 波长处的透过率为 87.5。 说 明 书 CN 102660121 A 4 3/4 页 5 0033 实施例 2 0034 将 5mL 钛酸四丁酯在磁力搅拌下加入到 30mL 无水乙醇中， 再转移到 50mL 容量瓶 中， 继续加入无水乙醇至50mL容量瓶刻度处， 制得浓度。
15、为0.1g/mL的钛酸四丁酯乙醇溶液 ； 然后将 50mL 钛酸四丁酯乙醇溶液转移到锥形瓶中， 加入 1.5mL 去离子水， 磁力搅拌下进行 从溶胶到凝胶的反应， 得到呈半凝胶状 TiO2半凝胶 ； 0035 取 2.5g TiO2半凝胶超声溶解在 30mL 丙酮中， 再转移到 50mL 容量瓶中， 继续加入 丙酮至 50mL 容量瓶刻度处， 制得浓度为 0.05g/mL 的 TiO2半凝胶丙酮溶液 ； 0036 取 2mL TiO2半凝胶丙酮溶液加入到 9.9g 硅树脂中， 通过超声与搅拌混合均匀后， 抽去丙酮溶剂， 即制得本实施例的高折射率的 TiO2半凝胶改性透明硅树脂 ； 本实施例中，。
16、 TiO2半凝胶与硅树脂的重量份配比为 1 99。 0037 本实施例的高折射率的TiO2半凝胶改性透明硅树脂的折射率为1.60， 其1mm厚标 准试样 450nm 波长处的透过率为 81.6。 0038 实施例 3 0039 将 5mL 钛酸四丁酯在磁力搅拌下加入到 30mL 无水乙醇中， 再转移到 50mL 容量瓶 中， 继续加入无水乙醇至50mL容量瓶刻度处， 制得浓度为0.1g/mL的钛酸四丁酯乙醇溶液 ； 然后将 50mL 钛酸四丁酯乙醇溶液转移到锥形瓶中， 加入 1mL 去离子水， 磁力搅拌下进行从 溶胶到凝胶的反应， 得到呈半凝胶状 TiO2半凝胶 ； 0040 取 2.5g T。
17、iO2半凝胶超声溶解在 30mL 丙酮中， 再转移到 50mL 容量瓶中， 继续加入 丙酮至 50mL 容量瓶刻度处， 制得浓度为 0.05g/mL 的 TiO2半凝胶丙酮溶液 ； 0041 取10mL TiO2半凝胶丙酮溶液加入到9.5g硅树脂中， 通过超声与搅拌混合均匀后， 抽去丙酮溶剂， 即制得本实施例的高折射率的 TiO2半凝胶改性透明硅树脂 ； 本实施例中， TiO2半凝胶与硅树脂的重量份配比为 5 95。 0042 本实施例的高折射率的TiO2半凝胶改性透明硅树脂的折射率为1.64， 其1mm厚标 准试样 450nm 波长处的透过率为 69.6。 0043 如图 1-2 所示， 由。
18、实施例 1-3 可知， 通过在硅树脂基体中均匀混合 TiO2半凝胶， 可 以显著提高硅树脂材料的折射率， 同时又能保持其较好的透明性。 0044 对比例 0045 将 5mL 钛酸四丁酯在磁力搅拌下加入到 30mL 无水乙醇中， 再转移到 50mL 容量瓶 中， 继续加入无水乙醇至50mL容量瓶刻度处， 制得浓度为0.1g/mL的钛酸四丁酯乙醇溶液 ； 然后将 50mL 钛酸四丁酯乙醇溶液转移到锥形瓶中， 加入 0.5mL 去离子水， 磁力搅拌下反应 48 小时， 再将产物在 150下抽真空、 干燥 6h， 即制得 TiO2粉末 ； 0046 取 2.5g TiO2粉末超声溶解在 30mL 丙。
19、酮中， 再转移到 50mL 容量瓶中， 继续加入丙 酮至 50mL 容量瓶刻度处， 制得浓度为 0.05g/mL 的 TiO2丙酮溶液 ； 0047 取 1mL TiO2丙酮溶液加入到 9.95g 硅树脂中， 通过超声与搅拌混合均匀后， 抽去 丙酮溶剂， 即制得本对比例的普通 TiO2粉末改性硅树脂 ； 本对比例的 TiO2粉末与硅树脂的 重量份配比为 0.5 99.5。 0048 该普通 TiO2粉末改性硅树脂折射率为 1.51， 其 1mm 厚标准试样 450nm 波长处的透 过率为 44.5。 0049 上述对比例中TiO2含量以及制备工艺都与实施例1相同， 但所使用的TiO2物理形 说。
20、 明 书 CN 102660121 A 5 4/4 页 6 态不同 ； 本对比例中使用的是 TiO2粉末， 而实施例 1 中使用的是 TiO2半凝胶。如图 3 所示， 本发明的高折射率的 TiO2半凝胶改性透明硅树脂与普通 TiO2粉末改性的硅树脂相比具有 显著提高的透明性。 0050 由各实施例可知， 本发明的高折射率的 TiO2半凝胶改性透明硅树脂的制备方法工 艺简单， 操作方便， 成本低廉， 利于实现工业化生产。 说 明 书 CN 102660121 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102660121 A 7 2/2 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 102660121 A 8 。