LED封装用硅胶材料现状分析

2018-10-07 04:49

一．硅胶材料的分类

硅橡胶（Silicone Rubber），简称硅胶，是指主链由硅原子和氧原子交替构成，分子侧链连有甲基、苯基等有机基团的高分子聚合物材料。硅胶材料整个分子链具有机无机的特殊结构，两者结合使其兼具有机和无机材料的双重优点，具有优异的耐高低温、耐候、抗电弧、电气绝缘以及生理惰性等特性。

有机硅胶材料的化学结构

硅胶材料按照其产品形态及固化机理，可分为如下所示的几种类型：

硅胶按照其固化温度，可以分为高温固化硅胶（HTV）和室温固化硅胶（RTV）；按照产品形态及混配方式，可以分为混炼型硅胶和液体硅胶；按照其交联反应机理，又可以分为缩合反应型、加成反应型以及有机过氧化物引发型。接下来依据反应类型，简单介绍一下硅胶材料。

1．缩合反应型硅胶

缩合反应型硅胶，一般是以端羟基聚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，室温下遇水汽或混匀即可发生缩合反应，形成三维网络弹性体。缩合反应型硅胶的基本组成及化学功能如下所示。

以脱醇型室温固化胶为例，其固化机理为：羟基封端硅油与交联剂进行预缩聚（形成烷氧基封端），预聚物接触空气中的水分后，活性基团部分水解生成硅羟基，此硅羟基与尚未水解的基础聚合物发生缩合反应，脱除低分子物，通过高分子链之间的化学交联实现固化。

缩合型硅胶生产装置

根据交联反应生成的副产物种类，缩合型硅胶又可以细分为脱酸型、脱酮肟型、脱醇型、脱胺型、脱丙酮型、脱酰胺型等六种类型，常见的三类缩合型硅胶的优缺点如下所示。

缩合型硅胶一般用作建筑密封剂、汽车车灯等灯具装置的密封、电气绝缘子用防污材料等方面。

2．加成型硅胶

加成型硅胶是以含乙烯基的聚硅氧烷为基础聚合物，含Si－H化学键的聚硅氧烷为交联剂，在铂金催化剂的作用下进行加成反应，得到立体交联结构的硅橡胶。

铂金催化硅氢加成反应示意图

加成型硅胶主要由基础聚合物、交联剂、催化剂、补强填料和功能化添加剂组成。因为加成型硅胶具有低收缩率，交联过程中无小分子释放，优良的耐高低温等优点，目前LED封装胶绝大多数为加成型硅胶，针对加成型硅胶，后面有详细的介绍。

3．过氧化物引发型硅胶

过氧化物引发型硅胶，是以过氧化物为固化剂，与含乙烯基的基础聚合物发生交联反应得到三维网状立体结构。过氧化物引发型硅胶有两个明显的缺点：一是需要使用较贵的高纯硅烷单体和中间体作为原料，二是由于硅胶中过氧化物的存在，导致空气会严重影响固化，在固化时需要惰性气体保护，因此生产和使用成本较高，这也在很大程度上限制了其应用范围。

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