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TW201443144A - 含環氧丙烷之化合物及其組合物 - Google Patents

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TW201443144A
TW201443144A TW103108808A TW103108808A TW201443144A TW 201443144 A TW201443144 A TW 201443144A TW 103108808 A TW103108808 A TW 103108808A TW 103108808 A TW103108808 A TW 103108808A TW 201443144 A TW201443144 A TW 201443144A
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propylene oxide
carboxylic acid
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methyl
ethyl
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TW103108808A
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English (en)
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Pu-Wei Liu
Dong-Hang Xie
Emilie Barriau
Sheng-Qian Kong
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Henkel IP & Holding GmbH
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Abstract

本發明提供含環氧丙烷之化合物;及含環氧丙烷之化合物與羧酸、潛伏羧酸及/或具有羧酸及潛伏羧酸官能基之化合物一起的組合物。該等含環氧丙烷之化合物及其組合物適用作黏著劑、密封劑及囊封劑,尤其用於LED裝置之組件及總成中。

Description

含環氧丙烷之化合物及其組合物
提供含環氧丙烷之化合物;及含環氧丙烷之化合物與羧酸、潛伏羧酸及/或具有羧酸及潛伏羧酸官能基之化合物一起的組合物。含環氧丙烷之化合物及其組合物適用作黏著劑、密封劑及囊封劑,尤其用於LED裝置之組件及總成中。
發光二極體(「LED」),尤其為大功率或高亮度種類之發光二極體,正於照明及光能產生應用中發展勢頭加快,其作為白熾燈及螢光燈之替代以用於零售用途、建築照明、汽車用途及街道照明。
囊封材料係用於LED製造中以提供針對含硫化合物、氮氧化物、濕氣及氧氣之障壁保護。其中,針對含硫化合物之保護尤其重要,因為用作汽車上之前照燈或尾燈之LED係曝露至來自輪胎及環境中其他來源之含硫化合物。含硫化合物,諸如硫化氫氣體可透過LED囊封劑且與LED封裝中之任何鍍銀引線框表面反應,藉此將鍍銀變為硫化銀。此導致鍍銀表面變黑,其可引起LED裝置之光輸出顯著減少。
囊封材料亦輔助光提取。大部分LED半導體材料之折射率(n)相當高(例如對於GaN LED而言,n2.5,且對於AlGaInP LED而言,n3.0);此意謂大量光將在材料/空氣界面(對於空氣而言,n=1)反射回半導體材料中,導致LED效率顯著損失。商用LED囊封劑通常具有 在1.41-1.57範圍內之折射率,介於半導體材料與空氣之間,且因此允許更多光自半導體材料提取出且進入空氣中。高折射率、非黃化囊封材料(n>1.6)將有利於高效光提取。
耐熱聚合物及/或聚合物複合物係用作囊封材料,且已知於熱老化條件下維持機械特性(模數、伸長率、韌性、黏結強度)。此等特性對於LED應用為重要的,但在持續使用下無良好光學透明度,聚合物仍然不適合。
傳統地,環氧樹脂已用作用於此應用之囊封材料,因為其具有低透濕性、高折射率、高硬度及低熱膨脹。然而,環氧樹脂在曝露於光子流及約100℃之溫度之後變黃。由於高電消耗,LED可達至高達150℃之操作溫度;因此,當使用環氧樹脂時,自LED之光輸出受顯著影響。
已知基於聚矽氧之材料耐受高溫及光子轟擊而不產生黃色著色。然而,聚矽氧通常顯示不良濕氣障壁特性、黏著及機械特性。聚甲基丙烯酸酯及聚碳酸酯亦於熱老化下具有合理的光學穩定性,但本質上為熱塑性的,此等材料當在高於其玻璃轉移溫度下使用時,傾向於潛移,從而損害其於該等應用中之適用性。
亦已知環氧丙烷,但其尚未用於密封或囊封LED。已知對環氧丙烷之使用陽離子或陰離子催化劑之開環聚合產生聚醚結構,其具有不良穩定性、氧化且變黃(ZW Wicks等人,Organic Coatings:Science and Technology,第3版,John Wiley & Sons,Inc.,99(2007)。聚酯通常具有比聚醚更佳之熱及光穩定性,且可經由環氧丙烷與酸酐之共聚合獲得。然而,環氧丙烷與酸酐之共聚合受所用催化劑影響。在許多情況下,反應給出聚酯-聚醚共聚物,其由於具有易受氧化之氫(諸如-CH2-O-CH2-上之氫)之醚鍵的存在而為非所需的。僅當某些鎓鹽係用作催化劑時獲得純聚酯。鎓催化劑引起黃化;其亦含有鹵陰離子,該等陰 離子引起潛在腐蝕,使其在清晰性、美觀性及/或透射率為所需特性時為非所需的。
有利的為提供具有經改良之密封及囊封特性同時在高溫應用(諸有LED及光伏打裝置)中維持極佳光學特徵之可固化組合物,其在熱老化之後平衡最佳機械特性與光學清晰性之維持。
提供含環氧丙烷之化合物與羧酸、潛伏羧酸及/或具有羧酸官能基及潛伏羧酸官能基之化合物一起的組合物,其適用作黏著劑、密封劑及囊封劑,尤其用於LED裝置之組件及總成中。
可個別地或以組合形式使用含環氧丙烷之化合物。為了該目的,含環氧丙烷之化合物可為單官能環氧丙烷或多官能環氧丙烷。此處,多官能意謂兩個或兩個以上;亦即,兩個或兩個以上環氧丙烷官能基。當以組合形式使用時,含環氧丙烷之化合物可為兩個或兩個以上含單官能環氧丙烷之化合物、兩個或兩個以上含多官能環氧丙烷之化合物或一或多個含單官能環氧丙烷之化合物及一或多個含多官能環氧丙烷之化合物的組合。
為環氧丙烷酯或環氧丙烷醚之含環氧丙烷之化合物備受關注。
舉例而言,尤其需要由以下通式結構涵蓋之單或多官能脂族或芳族環氧丙烷酯樹脂,其中R為甲基或乙基且n為1至6:
更特定言之,可由以下通式結構涵蓋芳族環氧丙烷酯,其中R為甲基或乙基且Ar為芳族基:
或者,可由以下通式結構涵蓋芳族環氧丙烷酯,其中R為甲基或乙基,K為C(=O)O,G可存在或可不存在,但當存在時為CH2O,且X為O、S、SO2、C(=O)、苯甲醛、CH2或C3H7,且n為1-3:
或者,可由以下通式結構涵蓋苯氧基環氧丙烷酯,其中R為甲基或乙基,X為具有1至5個碳原子之烷基或具有3至10個碳原子之伸烷基,其任一者經雜原子(諸如O、N或S)取代或雜有該雜原子,或聯苯或雙酚A、E、F或S結構,其可經取代,且n為1-3:
更特定言之,可由以下通式結構涵蓋苯氧基環氧丙烷醚,其中R為甲基或乙基,X為具有1至5個碳原子之烷基或具有3至10個碳原子之伸烷基,其任一者經雜原子(諸如O、N或S)取代或雜有該雜原子,或雜有酮、芳基或苯甲醛,且n為1-3:
1‧‧‧LED裝置
2‧‧‧LED
4‧‧‧基板
6‧‧‧囊封劑
8‧‧‧螢光材料
10‧‧‧透鏡
12‧‧‧反射器
14‧‧‧引線框
20‧‧‧螢光材料
21‧‧‧LED裝置
圖1描繪LED裝置之截面圖。
圖2描繪LED裝置之分解透視圖,其中螢光材料係安置於遠離LED之位置。
圖3描繪所指示組合物在150℃下老化之後在450nm下之透明度的繪圖。
圖4描繪表8中之第45號樣品之熱老化效能。更特定言之,量測在150℃之溫度下熱老化之前和50天之後的透射率百分比相對於增加之波長(以nm為單位),且出人意料地,樣品之透射率百分比顯示輕微 改良,而非減退。
可固化組合物可用作密封劑或囊封劑以便模製及密封電子裝置及為此等裝置提供障壁保護。可固化組合物可用於電子裝置之任何區域以用於密封或囊封,諸如用於密封或囊封LED。
形成組合物之一部分之含環氧丙烷之化合物可為含脂族環氧丙烷之化合物或含芳族環氧丙烷之化合物。含環氧丙烷之化合物可具有至少一個連接至芳族基質或脂族基質之環氧丙烷酯官能基。或者,含環氧丙烷之化合物可具有至少一個連接至芳族基質或脂族基質之環氧丙烷醚官能基。在一些情況下,含環氧丙烷之化合物同樣亦可具有羧酸官能基或潛伏羧酸官能基。在羧酸官能基之情況下,可存在芳族羧酸或脂族羧酸。在潛伏羧酸官能基之情況下,可存在芳族潛伏羧酸或脂族潛伏羧酸。潛伏羧酸可為脂族酸酐或芳族酸酐。
如上所指出,含環氧丙烷之化合物包括由以下通式結構涵蓋之脂族或芳族環氧丙烷酯樹脂,其中R為甲基或乙基且n為1至6。
更特定言之,可由以下通式結構涵蓋芳族環氧丙烷酯,其中R為甲基或乙基且Ar為芳族基:
Ar可為其碳-碳雙鍵與酯基之碳-氧雙鍵共軛之任何芳族基。Ar可經烷基、醚或酯官能基取代。
在一些實施例中,Ar為單一芳基、兩個稠合芳基或兩個或兩個以上藉由直接鍵、低碳伸烷基(諸如一至四個碳原子之伸烷基鍵聯)或 雜原子(諸如氧或硫)連接之芳基。
在其他實施例中,Ar為兩個或兩個以上藉由選自以下之鍵聯基團連接之芳基:
,其中R1為低碳烷基(其中低碳如上文所例示)。
在一個實施例中,環氧丙烷酯官能基係連接至選自直鏈、分支鏈或環伸烷基之脂族主鏈,其視情況含有雜原子(諸如O、S、鹵素、Si及N)或芳族阻斷基或取代基。
在另一實施例中,環氧丙烷酯官能基係連接至其碳-碳雙鍵與酯基之碳-氧雙鍵共軛之芳族主鏈。
或者,可由以下通式結構涵蓋芳族環氧丙烷酯,其中R為甲基或乙基,K為C(=O)O,G可存在或可不存在,但當存在時為(CH2)mO,其中m為1-4,且X為O、S、SO2、C(=O)、苯甲醛、CH2或C3H7,且n為1-3:
或者,可由以下通式結構涵蓋苯氧基環氧丙烷酯,其中R為甲基或乙基,X為具有1至5個碳原子之烷基或具有3至10個碳原子之伸烷基,其任一者經雜原子(諸如O、N或S)取代或雜有該雜原子,或聯苯或雙酚A、E、F或S結構,且n為1-3:
更特定言之,可由以下通式結構涵蓋苯氧基環氧丙烷醚,其中R為甲基或乙基,X為具有1至5個碳原子之烷基或具有3至10個碳原子之伸烷基,其任一者經雜原子(諸如O、N或S)取代或雜有該雜原子,或雜有酮、芳基或苯甲醛,且n為1-3:
適用於本文中之代表性含環氧丙烷之化合物包括:
甲基或乙基可在環氧丙烷環上之3位連接至碳。當顯示一基團 時,另一基團可經取代。
可能需要經由聚合或彈性樹脂引入環氧丙烷。在該種情況下,環氧丙烷或環氧丙烷酯官能基存在於聚合主鏈末端及/或作為聚合主鏈上之側基。代表性聚合主鏈包括(但不限於)聚(甲基)丙烯酸酯、聚烯烴、聚苯乙烯、聚酯、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚碸、聚矽氧烷、聚磷氮烯及酚醛清漆樹脂。
在一個實施例中,含環氧丙烷之化合物係選自OX-1、OX-2、OX-3及OX-4。
在另一實施例中,其中至少約1.5、諸如至少約1.55、合意地約1.6之高RI可為所需特徵,含環氧丙烷之化合物係選自OX-5、OX-6、OX-7、OX-8及OX-9。較低或正常RI(諸如將通常見於基於二烷基矽氧烷之聚矽氧材料中)通常在約1.41-1.42範圍內。
亦提供某些含環氧丙烷之化合物。舉例而言,
其中就OX-A而言,R通常為甲基或乙基,且Ar通常為芳環或芳環系統。更特定言之,當Ar為具有鄰位取代基之苯環時,R為甲基或乙基;當Ar為具有間位取代基之苯環時,R為甲基;當Ar為具有間位或對位取代基之聯苯時,R可為甲基或乙基;當Ar為雙酚A、E、F或S之主鏈時,R可為甲基或乙基;Ar為具有芳族聚酯之重複單元之聚合結構(諸如OX-12中所顯示)或Ar為苯基醚,限制條件為Ar不經對位取代且R為甲基或乙基。
其中就OX-B而言,R通常為甲基或乙基,且R1為具有一至四個碳原子之烷基,諸如甲基、乙基、丙基或丁基,尤其為第三丁基。
其中就OX-C而言,R為甲基或乙基,X為直接鍵或經或不經雜原子取代之直鏈或分支鏈烷二基,且Y係選自芳基、烷基、烷氧基及硫烷氧基、氰基、硝基或雜原子。
返回參看OX-C且更特定言之OX-15,此等環氧丙烷/酸酐混合化合物可在存在醇及合意地諸如陽離子催化劑之催化劑之情況下,在本文所述之固化條件下為可固化的。
羧酸(諸如具有通式Ar-COOH之芳族羧酸)可與含環氧丙烷之化合物一起用於可固化組合物中。芳族羧酸上之Ar為其碳-碳雙鍵與羧酸基之碳-氧雙鍵共軛之任何芳族基。在一些實施例中,芳族基為單一芳基或兩個稠合芳基或兩個或兩個以上藉由直接鍵、低碳伸烷基(諸如一至四個碳原子之伸烷基鍵聯)或雜原子(諸如氧或硫)連接之芳基。
在其他實施例中,兩個或兩個以上芳基係藉由選自以下之鍵聯基團連接:
,其中R1為低碳烷基。
例示性羧酸包括(但不限於)苯甲酸、對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、1,2,4-苯三甲酸、苯均三酸、萘甲酸、萘二甲酸之異構體及TMAn與二醇之加合物。
潛伏羧酸亦可與含環氧丙烷之化合物一起用於可固化組合物中。潛伏羧酸之代表性實例為酸酐。
舉例而言,以下通式捕獲當R為O時具有苯基醚鍵之酸酐(當然,R亦可能不存在):
在此結構中,當X存在時,其可選自苯基或伸苯基、聯苯或伸聯苯基或雙酚A、E、F或S,且n為1-3。
適合之酸酐之實例包括偏苯三酸酐之二酯,其由下式涵蓋:
其中R2為芳族鍵聯基團或脂族鍵聯基團。適合之酸酐之更特定實例為:
視可固化組合物中尋求之特性而可使用之其他酸酐包括苯均四酸二酐、4,4'-羰基雙苯二甲酸酐、4,4'-磺醯基雙苯二甲酸酐、3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐、4,4'-氧雙苯二甲酸酐及4,4'-(六氟亞異丙基)雙苯二甲酸酐(僅列舉數例)。
或者可使用在同一分子上具有至少一個羧酸官能基及至少一個潛伏羧酸官能基(諸如酸酐基團)之化合物。合乎需要之實例為芳族羧酸酐偏苯三酸酐(「TMAn」),其在室溫下為固體且具有以下結構:
另一具有羧酸及潛伏羧酸(例如酸酐)官能基之合乎需要之化合物具有以下結構:
羧酸或潛伏羧酸可以固體粒子形式存在於調配物中。視潛伏羧酸之性質而定,可固化組合物可為異質或均質的。另外,固化反應產物可為透明的。
亦可使用具有一或多個游離羧酸官能基之化合物,尤其在存在苯基醚鍵時。舉例而言,以下通式結構展示具有兩個游離羧酸官能基之該種化合物。當R存在且為O時,結構展示苯基醚鍵:
在此結構中,當X存在時,其可選自苯基或伸苯基、聯苯或伸聯苯基或雙酚A、E、F或S,且n為1-3。
環氧丙烷與羧酸或潛伏羧酸之化學計量比將為約1:1,意謂此比可變化以使得任一組分輕微過量地存在。舉例而言,在一些實施例中,該比應在0.7:1.3範圍內,且在其他實施例中,該比應在1.3:0.7範圍內。當羧酸及潛伏羧酸二者均存在(作為各別組分或作為同一化合物上之官能基)時,酸及潛伏酸之總和將構成比中之相同術語。亦即,環氧丙烷與酸加上潛伏酸之比保持約1:1。
除含環氧丙烷之化合物及羧酸、潛伏羧酸、具有至少一個羧酸官能基及至少一個潛伏羧酸官能基之化合物或其混合物中之至少一者以外,可如由從業者所確定來添加已知可改良可固化組合物之反應產物之熱及光穩定性的各種抗氧化劑及光穩定劑。該等添加劑之詳細描述可見於ZW Wicks等人,Organic Coatings:Science and Technology,第3版,John Wiley & Sons,Inc.,97-106(2007)中。
抗氧化劑包括過氧化物分解物,諸如硫化物及亞磷酸鹽,其將氫過氧化物還原為醇且變得氧化為無害產物。其他抗氧化劑為金屬錯合劑,諸如雙齒亞胺,其藉由捕獲錯合物形式之過渡金屬,使得此等金屬不可用於催化氧化降解而起作用。其他抗氧化劑為斷鏈抗氧化劑,諸如受阻酚,其藉由直接干擾自體氧化之鏈增長步驟而起作用。
光穩定劑包括UV吸收劑、受阻胺及鎳淬滅劑。UV吸收劑藉由優先吸收有害紫外輻射且將其以熱能形式耗散而起作用;實例包括二苯甲酮、苯并三唑、酚取代之三嗪及草醯苯胺。
當存在時,抗氧化劑可以0.01至5重量%範圍內之量使用。當存在時,光穩定劑可以0.01至5重量%範圍內之量使用。
在一個實施例中,可固化組合物可含有溶劑、黏著促進劑、流變改質劑、消泡劑、催化劑(諸如含鋅催化劑、含鉍催化劑、含錫催化劑及其組合)、醇化合物、共反應物(如環氧乙烷、硫雜環丙烷及硫代環氧丙烷)或熟習此項技術者已知之其他添加劑。
在一些實施例中,可添加諸如磷光體之螢光材料至可固化組合物以提高光發射之品質,更特定言之將自LED發射之光自藍光變為白光。考慮到與螢光材料發射之光之互補顏色關係,為發射白光,來自LED之發射之波長應在400nm與530nm,諸如420nm與490nm之間。在其他實施例中,磷光體可包括於遠離LED本身之環境中。(參見例如圖2。)在該種情況下,磷光體可例如以實質均一方式分散於整個已固化之基質中。此由層化至基板上、與LED能量源分隔之磷光體複合物組成。磷光體在受藍光激發時發光。
磷光體可選自許多材料。舉例而言,在此商業應用中吸收由LED發射之光且將其轉化為不同波長之光的磷光體可選自:主要藉由類鑭系元素(諸如Eu及Ce)激活之氮化物螢光材料及氮氧化物螢光材料;主要藉由類鑭系元素(諸如Eu)及過渡金屬元素(諸如Mn)激活之鹼土鹵磷灰石螢光材料;鹼土金屬鹵素硼酸鹽螢光材料;鹼土金屬鋁酸鹽螢光材料;主要藉由鹼土矽酸鹽、鹼土硫化物、鹼土硫代鎵酸鹽、鹼土氮化矽、鍺酸鹽或類鑭系元素(諸如Ce)激活之稀土元素鋁酸鹽螢光材料;及主要藉由稀土矽酸鹽或類鑭系元素(諸如Eu)激活之有機物及有機錯合物。
主要藉由類鑭系元素(諸如Eu及Ce)激活之氮氧化物螢光材料之實例包括M2Si5N8:Eu(其中M表示Sr、Ca、Ba、Mg或Zn);M2,Si6,N8:Eu、MSi7N10:Eu、M1.8Si5O0.2N8:Eu及M9Si7O0.1N10:Eu(其中M表示Sr、Ca、Ba、Mg或Zn)。
主要藉由類鑭系元素(諸如Eu及Ce)激活之酸氮化物螢光材料之實例包括MSi2O2N2:Eu(其中M表示Sr、Ca、Ba、Mg或Zn)。
主要藉由鑭系元素(諸如Eu)及過渡金屬元素(諸如Mn)激活之鹼土鹵磷灰石螢光材料之實例包括M5,(PO4,)3x:R(其中M表示Sr、Ca、Ba、Mg或Zn,X表示鹵素,且R表示Eu、Mn、Eu或Mn)。
鹼土金屬鹵素硼酸鹽螢光材料之實例包括M2B5O9x:R(其中M表示Sr、Ca、Ba、Mg或Zn,X表示鹵素,且R表示Eu、Mn、Eu或Mn)。
鹼土金屬鋁酸鹽螢光材料之實例包括SrAl2,O4,:R、Sr4Al14O25:R、CaAl2O4:R、BaMg2Al16O27:R、BaMg2Al16O12:R及BaMgAl10,O17:R(其中R表示Eu、Mn、Eu或Mn)。
鹼土硫化物螢光材料之實例包括La2O2S:Eu、Y2O2S:Eu及Gd2,O2,S:Eu。
主要藉由類鑭系元素(諸如Ce)激活之稀土鋁酸鹽螢光材料之實例包括由下式表示之YAG螢光材料:Y3Al5O12:Ce、(Y0.8Gd0.2)3Al5O12:Ce、Y3(Al0.8Ga0.2)5O12:Ce及(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12。其亦包括Tb3Al5O12:Ce及Lu3Al5O12:Ce,其中Y部分或全部經Tb或Lu取代。
其他螢光材料之實例包括ZnS:Eu、Zn2GeO4:Mn及MGa3S4:Eu(其中M表示Sr、Ca、Ba、Mg或Zn,且X表示鹵素)。
視需要,此等螢光材料可含有至少一種替代Eu或除Eu以外之選自Tb、Cu、Ag、Au、Cr、Nd、Dy、Co、Ni及Ti之元素。
Ca-Al-Si-O-N氮氧化物玻璃螢光材料為主要由包含20至50莫耳%之基於CaO之CaCO3、0至30莫耳%之Al2O3、25至60莫耳%之SiO、5至50莫耳%之AlN、0.1至20莫耳%之稀土氧化物或過渡金屬氧化物之氮氧化物玻璃組成的螢光材料,五種組分之總含量為100莫耳%。在主要由氮氧化物玻璃組成之螢光材料中,氮含量較佳為15重量%或15重量%以下,且除稀土元素離子以外,螢光玻璃較佳含有0.1至10莫耳%之呈稀土氧化物形式之其他稀土元素離子作為共激活劑。
可在可固化組合物中使用各種聚合物或無機粒子(除螢光材料以外)以實現特定目的。舉例而言,具有與囊封劑之折射率匹配之折射率的粒子可用於實現透明度;具有高於囊封劑之折射率之折射率的粒 子(諸如氧化鈦、鈦酸鉀、氧化鋯、硫化鋅、氧化鋅或氧化鎂)可用於達成良好反射性或白度。可添加電或熱傳導粒子以改良電或熱效能。除習知粒子以外,亦可併入奈米尺寸化粒子。
在其他實施例中,亦提供藉由本文所述之可固化組合物之反應產物密封或囊封之LED或光伏打裝置。
參考圖1,LED裝置1包括LED 2,其可為一或多種自例如矽、碳化矽、氮化鎵及/或其他半導體材料構造之半導體材料;基板4,其可包含藍寶石、矽、碳化矽、氮化鎵或其他微電子基板;及一或多個安置於基板上之觸點,其可包含金屬及/或其他導電層。另外,由可固化組合物之反應產物形成之實質透明囊封劑6係安置於LED 2上面、上方及/或周圍以使得其於其上提供障壁或覆蓋。且吸收至少一部分由LED 2發射之光且將其轉化為更長波長之光的螢光材料8可通常安置於LED 2上方及LED 2與囊封劑6之間。以此方式,螢光材料8受由LED 2發射之光激發以發射與由LED 2發射之光顏色不同的光。螢光材料8亦可分散於實質透明囊封劑6中。
視情況,改變自LED 2及/或螢光材料8發射之光之方向的各別透鏡10可安置於囊封劑6上方。透鏡10應具備具有自裝置向外延伸之凸面的實質半圓柱形。或者囊封劑6可本身經成形以具有凸曲率以充當透鏡。
LED裝置亦可視情況包括反射器12以導引及聚焦自LED 2向外、諸如朝向透鏡發射之光。反射器12為經尺寸化且經安置以圍繞(諸如徑向圍繞)LED安置之元件。亦可由可固化組合物之反應產物與反射材料一起形成反射器12。LED裝置可連接至引線框14,其隨後全部安裝於基板4上。
在透鏡係由不同材料製得之情況下,透鏡應具有比用於囊封LED及接合線之可固化組合物更高之硬度(更硬)。透鏡應具有高透光率及 至少在很大程度上與用作囊封劑之可固化組合物之RI匹配的RI,使得全內折射(「TIR」)將反射最少光,且具有與囊封劑實質上類似之熱膨脹係數(「CTE」)。
當螢光材料係包括於可固化組合物中時,其應在LED之表面附近之區域中以比在位於透鏡附近或構成透鏡之部分之表面附近的區域中更高之濃度分佈。
如上所指出,參考圖2,螢光材料20可安置於遠離LED裝置21之位置。在稱為「遠程磷光體」設計之設計中,層化至基板上之磷光體複合物與LED能量源分隔。磷光體在受藍光激發時發光。
在另一實施例中,提供一種製造用於LED總成之囊封劑組合物之方法。該方法之步驟包括: 提供一或多種含環氧丙烷之化合物;及 提供羧酸、潛伏羧酸、具有至少一種羧酸官能基及至少一種潛伏羧酸官能基之化合物或其混合物中之至少一者;及 藉由混合含環氧丙烷之化合物與羧酸、潛伏羧酸、具有至少一種羧酸官能基及至少一種潛伏羧酸官能基之化合物或其混合物中之至少一者進行組合。
當在25℃至200℃、諸如80℃至175℃之溫度下固化約1至約2小時之時段時,如此形成之囊封劑組合物展示至少約85%之初始透明度及在曝露於150℃之溫度下1,000小時之時段之後約10%之透明度百分比減小(如藉由UV/VIS分光光度計於450nm下所量測);在曝露於150℃持續500小時之時段之後,小於10之就黃化而言之熱穩定性(如藉由BYK CIE光譜導向裝置量測)或小於約10%、諸如約小於約5%之透射百分比減小;具有大於1.5之折射率;及使用MOCON PERMATRAN-W-3/33在100%之相對濕度下於50℃下藉由水蒸氣穿透率量測為小於2公克*公分/[平方公尺*天]之障壁特性。固化囊封劑組合物之透明度百 分比減小係在曝露於150℃之溫度下1,000小時之時段之後進行量測。
傳統地,LED裝置之製造商已使用含環氧樹脂或含聚矽氧之囊封劑。出於比較目的,在實例結尾闡述基於此等兩種化學物質之代表性商用囊封劑。
在以下實例中,黃度指數為自描述測試樣品之顏色自透明或白色朝向黃色之變化的分光光度法資料計算之數值。此測試最常用於評估由實際或模擬戶外曝露造成之材料顏色變化。黃度指數係藉由ASTM E313定義。BYK CIE光譜導向裝置係用於測試,且標準BYK白色背景卡之黃度指數為6.33。將具有低於6.33之黃度指數值之薄膜樣品視為非黃色的。
實例 合成實例1:間苯二甲酸雙[(3-甲基-3-環氧丙烷基)甲基]酯
添加50g之3-甲基-3-環氧丙烷甲醇、接著添加0.1g之KOMe溶解於2mL甲醇中之溶液至200mL燒瓶中。然後,添加38.8g之間苯二甲酸二甲酯,且在70℃之溫度下加熱混合物直至溶解。在70℃之溫度下於真空中加熱混合物兩個小時之時段。觀測到形成微黃色粉末。將粉末自100mL之甲苯再結晶,得到25.0g具有108℃之熔點之白色粉末,產率為37%。
將標題化合物藉由NMR表徵:1H NMR(CDCl3,250MHz),δ(ppm):8.71(1H),8.28-8.26(2H),7.59-7.56(1H),4.64-4.63(4H),4.48-4.45(8H),1.44(6H)。
實例2:1-萘甲酸3-乙基-3-環氧丙烷基甲酯
將類似於實例1中所闡述之程序用於合成1-萘甲酸3-乙基-3-環氧丙烷基甲酯,但將1-萘甲酸甲酯(「TCI」)及3-乙基-3-環氧丙烷甲醇(「TMPO」)用作起始物質。得到呈黃色液體狀之標題化合物,粗產率為97%。自2-丙醇再結晶提供具有62℃之熔點及1.6285之RI的針狀白色晶體。
將標題化合物藉由NMR表徵:1H NMR(CDCl3,250MHz),δ(ppm):8.96-8.92(1H),8.22-8.19(1H),8.04-8.00(1H),7.90-7.86(1H),7.65-7.46(3H),4.65-4.62(2H),4.57-4.49(4H),1.92-1.83(2H),1.03-1.00(3H)。
實例3:2,6-萘二甲酸雙[(3-乙基-3-環氧丙烷基)甲基]酯
添加24.4g之2,6-萘二甲酸二甲酯,接著添加100ml甲苯及150ml之碳酸二甲酯至500mL燒瓶中。隨時間推移,樣品於90℃之溫度下溶解。然後,添加30g之TMPO,且在適當高溫及減小真空下移除溶劑。添加0.1g之KOMe溶解於3g之甲醇中之溶液。然後,在90℃下施加真空至反應物以移除甲醇。反應混合物變為微黃色且變為液體,其於靜置時固化。所得固體於甲苯/碳酸二甲酯溶劑混合物中再結晶且經乾燥,得到27.0g具有135℃之熔點之白色粉末,產率為66%。
將標題化合物藉由NMR表徵:1H NMR(CDCl3,250MHz),δ(ppm):8.64(2H),8.16-8.01(4H),4.66-4.64(4H),4.54-4.52(8H),1.95-1.86(4H),1.04-0.98(6H)。
實例4:2,3-萘二甲酸雙[(3-乙基-3-環氧丙烷基)甲基]酯
將類似於實例3之程序用於製造2,3-萘二甲酸雙[(3-乙基-3-環氧丙烷基)甲基]酯。得到具有70℃之熔點及1.5657之RI的呈灰白色粉末狀之標題化合物。
將標題化合物藉由NMR表徵:1H NMR(CDCl3,250MHz),δ(ppm):8.27(2H),7.97-7.92(2H),7.67-7.63(2H),4.62-4.61(4H),4.52(4H),4.49-4.48(4H),1.88-1.83(4H),1.02-0.98(6H)。
實例5:聯苯-3,5-二甲酸雙[(3-乙基-3-環氧丙烷基)甲基]酯
將類似於實例1之程序用於製造聯苯-3,5-二甲酸雙[(3-乙基-3-環氧丙烷基)甲基]酯,但將聯苯-3,5-二甲酸二甲酯及TMPO用作起始物質,得到96%產率之標題化合物。標題化合物經測定具有102℃之熔點及1.5568之RI。
將標題化合物藉由NMR表徵:1H NMR(CDCl3,250MHz),δ(ppm):8.65(1H),8.48(2H),7.67-7.41(5H),4.61-4.50(12H),1.93-1.85(4H),1.03-0.99(6H)。
實例6:芳族環氧丙烷酯寡聚物
添加36.2g之OX-3(可以產品名稱OXIPA獲自UBE Industries,Ltd.,Japan)、8.0g之丁基乙基丙二醇及0.051g之KOMe至250mL燒瓶中。使反應在70℃之溫度下於真空中繼續大致8小時。用甲苯稀釋反應物且經由短二氧化矽管柱過濾剩餘固體。在移除溶劑之後獲得黏滯油。
將寡聚產物藉由MALDI-TOF-MS表徵:m/z:[M+Na]+ 675(n=1),965(n=2),1255(n=3),1545(n=4),1836(n=5),2126(n=6),2416(n=7),2706(n=8),2996(n=9),3286(n=10)。
實例7:苯甲酸3-乙基-3-環氧丙烷基甲酯
添加20.0g苯甲酸甲酯、18.75g TMPO及1.93g碳酸鉀至250mL燒瓶中。使反應在70℃之溫度下於真空中繼續大致21小時。用甲苯稀釋反應物且過濾固體。真空蒸餾得到20.05g標題化合物,產率為62%。
將標題化合物藉由NMR表徵:1H NMR(CDCl3,250MHz),δ(ppm):8.07-8.04(2H),7.61-7.42(3H),4.61-4.46(6H),1.90-1.81(2H),1.01-0.95(3H)。
產物亦藉由直接注射APCI-MS表徵:m/z:[M+H]+ 221。
實例8:間苯二酚雙[(3-甲基-3-環氧丙烷基)甲基]醚
添加10.0g間苯二酚、25.0g 3-(氯甲基)-3-甲基環氧丙烷、1.0g 四丁基溴化銨、50mL甲苯及11.2g KOH丸粒至配備有氮淨化、溫度計及磁力攪拌器之250mL燒瓶中。使反應混合物升溫至120℃之溫度且攪拌24小時之時段,在此之後添加50mL甲苯。將溶液轉移至分液漏斗中,用50mL份之去離子水洗滌四次,且經硫酸鎂乾燥,隨後蒸發溶劑,藉此留下殘餘物。在150-160℃/201微米下對殘餘物進行真空蒸餾,使得收集總共11.7g液體。在靜置時,液體結晶以獲得呈固體狀之標題化合物,其具有71℃之熔點,產率為46%。
將產物藉由NMR表徵:1H NMR(CDCl3,250MHz),δ(ppm):7.22-7.17(1H),6.57-6.54(3H),4.63-4.61(4H),4.46-4.43(4H),4.01(4H),1.43(6H)。
實例9:四芳族酸
添加19.2g偏苯三酸酐及200ml乙酸乙酯至500ml圓底燒瓶中。在氮氣淨化下用磁力攪拌棒攪拌此混合物直至達成溶液。加熱混合物至回流,且將25ml乙酸乙酯中之5.2g 1,5-戊二醇經大致30分鐘之時段逐滴引入至混合物中。在回流下連續攪拌混合物另外6小時。隨後藉由真空移除乙酸乙酯以獲得94%產率之白色固體。固體具有大致187-192℃之熔點。
將產物藉由NMR表徵:1H NMR(CDCl3,250MHz),δ(ppm):8.05-8.15(4H),7.89-7.98(2H),4.32(4H),2.49(4H),1.23(2H)。
實例10:
添加166.0g(1mol)2-甲氧基苯甲酸甲酯、139g(1.2mol)三羥甲基丙烷環氧丙烷及27.75g碳酸鉀至1L圓底燒瓶中。將燒瓶固定至設定於80℃之溫度下且於100rpm下旋轉之旋轉蒸發器。在燒瓶上建立27吋汞柱之真空以在甲醇形成時將其移除。在約24小時之時段之後,在90℃之溫度下蒸餾反應混合物,在燒瓶上建立0.400托(torr)真空以移除過量三羥甲基丙烷環氧丙烷及殘餘對甲苯酸2-甲氧酯。將最終產物於180℃之溫度及0.220托真空下蒸餾以獲得90%產率之透明液體。
將產物藉由NMR表徵:1H NMR(CDCl3,250MHz),(ppm):7.90-7.30(2H),6.98-6.80(2H),4.65(4H),4.20(2H),3.62(3H),1.25(2H),0.96(3H)。
實例11:
添加166.0g(1mol)4-甲氧基苯甲酸甲酯、139g(1.2mol)三羥甲基丙烷環氧丙烷及27.75g碳酸鉀至1L單頸圓底燒瓶中。將燒瓶固定至設定於80℃之溫度下且於100rpm下旋轉之旋轉蒸發器。在燒瓶上建立27吋汞柱之真空以在甲醇形成時將其移除。在約24小時之時段之後,在90℃之溫度下蒸餾反應混合物,在燒瓶上建立0.400托真空以移除過量三羥甲基丙烷環氧丙烷及殘餘對甲苯酸2-甲氧酯。將最終產物於180℃之溫度及0.220托真空下蒸餾以獲得約91%產率之透明液體。
將產物藉由NMR表徵:1H NMR(CDCl3,250MHz),(ppm):7.90- 7.80(2H),6.90-6.80(2H),4.65(4H),4.20(2H),3.62(3H),1.25(2H),0.96(3H)。
實例12:
添加240.2g(1.0mol)4-苯甲醯基-苯甲酸甲酯、139g(1.2mol)三羥甲基丙烷環氧丙烷及27.75g鉀至1L單頸圓底燒瓶中。將燒瓶固定至設定於80℃之溫度下且於100rpm下旋轉之旋轉蒸發器。在燒瓶上建立10吋汞柱之真空以在甲醇形成時將其移除。在約24小時之時段之後,用2公升甲苯稀釋反應混合物且接著過濾以移除固體物質。用1公升水洗滌有機溶液3次、經MgSO4乾燥,且在真空下移除溶劑。收集呈微黃色液體狀之最終產物。
將產物藉由NMR表徵:1H NMR(CDCl3,250MHz),(ppm):8.10-7.92(2H),7.89-7.70(4H),7.48-7.36(4H),4.65(4H),4.20(2H),3.62(3H),1.25(2H),0.96(3H)。
實例13:
添加116g(1.0mol)三羥甲基丙烷環氧丙烷、121.4g三乙胺(1.2mol)及460ml甲苯至藉由冰水浴冷卻至0-10℃之溫度的2L單頸圓底燒 瓶中,且藉助於磁力攪拌器起始攪拌。隨後逐滴引入甲磺醯氯[126g(1.1mol)]至此反應混合物中。使反應繼續進行4小時之時段。隨後用250ml碳酸氫鈉水溶液、200ml水洗滌反應混合物,且分離有機層且經MgSO4乾燥。藉由真空移除甲苯溶劑以提供粗黃色反應產物。在0.6托之真空下於130℃之溫度下蒸餾粗產物以獲得82%產率之無色液體產物。
添加85.6g(0.44mol)之量的來自此程序之中間產物、79.29g(0.4mol)4-羥基二苯甲酮、55.3g(0.4mol)碳酸鉀及500ml MEK至2L單頸圓底燒瓶中,且藉助於磁力攪拌器起始攪拌。加熱此混合物至回流且使反應繼續24小時之時段,在此時段之後,使反應混合物冷卻至室溫。在真空下移除MEK以提供黃色固體反應產物。將粗反應產物自甲醇再結晶以獲得72%產率之白色固體。
將產物藉由NMR表徵:1H NMR(CDCl3,250MHz),(ppm):7.78-7.32(7H),6.89-6.80(2H),4.65(4H),4.20(2H),3.62(3H),1.25(2H),0.96(3H)。
實例14:
添加59.36g(0.26mol)雙酚A、99.43g(0.65mol)溴乙酸甲酯、53.9g(0.39mol)碳酸鉀及500ml丙酮至2L單頸圓底燒瓶中。加熱反應混合物至回流後持續約24小時之時段,在此之後濾出固體物質且在真空下移除丙酮以提供黃色固體粗反應產物。隨後將此粗產物自甲苯再結晶以獲得白色固體。
與139g(1.2mol)三羥甲基丙烷環氧丙烷及27.75g碳酸鉀一起添加白色固體至1L圓底燒瓶中。將燒瓶固定至設定於80℃之溫度下且於100rpm下旋轉之旋轉蒸發器。在燒瓶上建立27吋汞柱之真空以在甲醇形成時將其移除。在約24小時之時段之後,在90℃之溫度下蒸餾反應混合物,在燒瓶上建立0.400托真空以移除過量三羥甲基丙烷環氧丙烷及殘餘對甲苯酸2-甲氧酯。將最終產物自甲苯再結晶以獲得84%產率之白色固體。
實例15:
添加85.6g(0.44mol)之量的來自實例13之中間產物、79.29g(0.4mol)雙酚A、55.3g(0.4mol)碳酸鉀及500ml MEK至2L單頸圓底燒瓶中,且藉助於磁力攪拌器起始攪拌。加熱此混合物至回流且使反應繼續24小時之時段,在此時段之後,使反應混合物冷卻至室溫。在真空下移除MEK以提供黃色固體反應產物。將粗反應產物自甲醇再結晶以獲得72%產率之白色固體。
固化 實例16
選擇酸酐作為潛伏羧酸。將環氧丙烷OX-1(可自UBE Industries,Ltd.,Japan商購之OXTP)與多種細粒酸酐樹脂以1:1莫耳比(酸酐:環氧丙烷=1:1,或酸酐+羧酸:環氧丙烷=1:1)摻合,且在150℃之溫度下加熱混合物2小時之時段。如下表1中所示,在同一分子上具有羧酸及潛伏有機官能基之化合物(在此情況下為TMAn,其為在同一分子上具有芳族酸酐官能基之芳族羧酸)與含環氧丙烷之化合物共固化。藉由具有以10℃/min自25至300℃之加熱概況之差示掃描熱量測定(「DSC」)證實此等結果。
含H-TMAn之樣品(其為在同一化合物上具有酸酐官能基之脂族羧酸)在高於180℃下固化,伴以輕微黃化。(H-TMAn具有類似於TMAn之結構,除了芳香性。)H-TMAn與OX-3之1:1莫耳摻合物(酸酐+羧酸:環氧丙烷)顯示188℃之固化起始溫度及262℃之峰值溫度,且H-TMAn與OX-醚1之1:1莫耳摻合物(酸酐+羧酸:環氧丙烷)顯示178℃之固化起始溫度及248℃之峰值溫度。
第1-5號樣品之酸酐結構、固化條件及DSC結果呈現於表1中。
實例17
藉由混合製備2.10g 1,2,4-苯三甲酸粉末與5.43g OX-3(OXIPA,UBE Industries Ltd.,Japan)之摻合物,且在鋁盤中於200℃之溫度下固化1小時之時段。形成具有2.9之黃度指數之透明不溶膜,該黃度指數係使用鋁盤作為背景、藉由BYK CIE光譜導向裝置測定。作為參考,發現標準BYK白色背景卡之黃度指數為6.33。
實例18
選擇TMAn作為含有羧酸及潛伏羧酸官能基二者之化合物。將TMAn與多種含芳族環氧丙烷之化合物以1:1莫耳比(酸酐+羧酸:環氧丙烷=1:1)摻合,且首先在180℃之溫度下加熱混合物15分鐘之時段,且接著在150℃之溫度下加熱2小時之時段。結果呈現於下表2中,其中第5-8號樣品在固化之前及之後的觀測結果顯示在固化之後產生澄清透明膜。
實例19
將TMAn與兩種含環氧丙烷之化合物(芳族環氧丙烷醚樹脂OX-醚1及OX-醚2(二者均為透明無色樹脂))以1:1莫耳比(酸酐+羧酸:環氧丙烷=1:1)摻合,且在150℃之溫度下加熱兩種混合物2小時之時段。OX-醚1係根據美國專利第7,902,305號中闡述之程序製備。OX-醚2係如上文實例8中所闡述進行製備。
如下表3(其中呈現第9及10號樣品之結果)中所示,發現兩種樣品均在固化之後產生不透明黃色樣品。
實例20
出於比較目的,將TMAn與某些習知環氧樹脂(其為透明無色樹 脂)以1:1莫耳比(酸酐+羧酸:環氧樹脂)摻合,且在150℃之溫度下加熱2小時之時段(除了第14號樣品,其於175℃之溫度下固化30分鐘之時段)。結果呈現於下表4中,其中第11-14號樣品在固化之前及之後的觀測結果顯示儘管樣品形成膜,但膜各展示一定程度之黃化。
實例21
此處吾人進行含環氧丙烷之化合物與含有羧酸及潛伏羧酸官能基之化合物的某些可固化組合物之反應產物之熱老化研究。更特定言之,將第5及6號樣品各自於VWR鋁盤(43mm)中固化,且藉由BYK CIE光譜導向裝置量測固化樣品中之每一者之黃度指數(以鋁盤作為基板)。BYK白色標準物具有6.33之黃度指數。在160℃之溫度下加熱樣品且對外觀變化進行定期觀測。舉例而言,在43天之後,第5號樣品展示自1.44至7.34之黃度指數變化。此變化儘管看起來較大,但仍與白色標準物足夠接近以致幾乎完全不顯示可觀測之黃化。第6號樣品展示自1.89至4.78之黃度指數變化,其低於BYK白色標準物本身。
第5及6號樣品亦經受組合熱-光老化。此處,樣品首先經受160℃之溫度持續10天之時段,接著在170℃之溫度下進行熱老化,同時藉 由460nm LED光進行照射。在45天之該曝露之後,第5號樣品展示7.82之黃度指數,其亦僅顯示極弱黃化。第6號樣品展示自1.89至4.52之黃度指數變化,其低於BYK白色標準物本身。
實例22
出於比較目的,將H-TMAn與以下兩種市售環氧樹脂、特定言之環脂族環氧樹脂中之一者以1:1莫耳比摻合:以產品名稱Cyracure® UVR-6105(Dow)銷售之3',4'-環氧基-環己烷甲酸3,4-環氧基-環己基甲酯及以產品名稱S-60(SynAsia)銷售之1,4-環己烷二甲醇-3,4-環氧基環己烷甲酸二酯。將2.5g份之各樣品於VWR鋁盤(43mm)中固化,且藉由BYK CIE光譜導向裝置量測樣品之黃度指數(以鋁盤作為基板)。將樣品曝露至160℃之溫度且監測黃度指數變化。對於UVR-6105/H-TMAn樣品,在7天之時段之後觀測到黃度指數自1.00增加至11.31,而S-60/H-TMAn樣品展示自1.31至12.17之黃度指數增加。
實例23
在此實例中,將鎓鹽催化劑包括於可固化組合物中以測定陽離子固化催化劑對固化概況所具有之影響。將TMAn與某些鎓鹽催化劑按以公克為單位之重量計之量摻合(如下文表5中所示)以形成第5、15及16號樣品,且在氮氣下以每分鐘10℃自0-250℃進行DSC掃描。兩種鎓鹽催化劑均藉由降低起始及峰值固化溫度而改良固化。然而,當藉由鎓鹽催化之此等調配物在烘箱中於180℃下固化15分鐘,隨後在150℃下固化兩小時時,獲得黃色樣品。
實例24
在此實例中,對於多種可固化組合物,包括兩種目前用作用於LED總成之囊封劑之市售組合物,呈現對於LED合乎需要之效能特性,諸如藉助於水蒸氣穿透率所得之障壁密封及在高溫條件下老化及曝露於UV曝露之後的透射百分比。使用MOCON PERMATRAN-W 3/33在100%相對濕度之相對濕度下於50℃之溫度下量測水蒸氣穿透率。量測單位為公克*公分/[平方公尺*天]。
下表6a及6b及7a及7b分別呈現所評估之樣品之成分及效能。在表6a及6b中,使用以下縮寫:OXIPA=間苯二甲酸雙[(3-乙基-3-環氧丙烷基)甲基]酯;MBAOE=4-甲基苯甲酸3-乙基-3-環氧丙烷基甲酯;TMAn=偏苯三酸酐;PMDA=苯均四酸二酐;TMAn-4E=偏苯三酸酐丁酯;MHHPA=甲基-1,2-環己烷二甲酸酐,異構體之混合物;PD=1,5-戊烷二醇;CPL=e-己內酯;Sn(Oct)2=2-乙基己酸錫(II);Zn(Oct)2=BiCAT 3228(Shepherd Chemical Company,Norwood,OH);BEOMS=癸二酸雙[(3-乙基-3-環氧丙烷基)甲酯;TMA=偏苯三甲酸;且四酸(Tetra acid)=TMAn與1,5-戊二醇之反應產物。在表6b中,商用含環脂族環氧樹脂之產品為來自Henkel Corporation之STYCAST 9XR-SUV且商用含聚矽氧之產品為來自Dow Corning Corporation之OE6631。
將所有闡述於表6a及6b中之樣品在150℃之溫度下固化2小時之時段,接著在175℃之升高溫度下再固化20分鐘時段,除了第36號樣品,其於175℃之溫度下固化2小時之時段,及市售含聚矽氧之產品,其於80℃、120℃及160℃之溫度下逐次以1小時時間間隔進行固化。參看圖3,其顯示時間相對於透射百分比之繪圖,其中第17及32號樣品呈現為市售含環氧樹脂之組合物及市售含矽組合物。可易於可見的為隨時間推移,對於含環氧樹脂之組合物透射百分比不斷減小,而對於市售含矽組合物其並非如此。的確,就此而言,圖3中所說明之基 於本發明之兩種組合物(第17及32號樣品)表現得更像市售含矽組合物而非市售含環氧樹脂之組合物。如參看表7a及7b可見,此等兩種組合物在其他領域中具有優於市售含矽組合物之物理特性。
表7a
實例25
藉由不同囊封材料囊封具有EPISTAR ES-CABLV45C LED晶片(460nm峰值波長)及PPA反射杯之LED裝置且量測其光輸出。在囊封之前,量測個別LED裝置之輻射功率。隨後以不同囊封材料填充反射杯且進行固化。再次量測經囊封裝置之輻射功率且將其與未經囊封裝置之輻射功率相比。此比較給出百分比形式之相對輻射輸出,其為囊封劑對裝置之光提取之作用的指示。此處,將第17號樣品與來自Henkel之STYCAST 9XR-SUV及來自Dow Corning之OE6631相比。囊封三個LED裝置且報導平均相對輻射輸出。第17號樣品在固化之後提供108%之相對輻射輸出。相比而言,STYCAST 9XR-SUV及OE6631之相對輻射輸出分別為106%及109%。
實例26
在此實例中,將BiCAT Z(Shepherd Chemical)與7.24g OXTP在約100℃之溫度下混合。將混合物冷卻至室溫且研磨為細粉。將此粉末與3.84g TMAn混合以獲得自由流動化合物。隨後在室溫下於液壓機中以1公噸之壓力將化合物在模具中壓製為具有½"直徑之錠狀物。在預加熱熱壓機之兩個壓板之間壓製一個錠狀物。在195℃之溫度下,當在5分鐘之後打開壓板時,獲得透明硬圓盤。在150℃之溫度下對圓盤進行模塑後固化2小時之時段以獲得完全固化之材料。此實例展示本發明用於反射杯或遠程磷光體組件製造之轉移模塑製程中的可行性。
實例27
下表8分別呈現所評估之第41-48號樣品之成分及效能。在表8中,使用以下縮寫:OXIPA=間苯二甲酸雙[(3-乙基-3-環氧丙烷基)甲基]酯;MBAOE=4-甲基苯甲酸3-乙基-3-環氧丙烷基甲酯;TMAn=偏苯三酸酐;PMDA=苯均四酸二酐;TMAn-4E=偏苯三酸酐丁酯; MHHPA=甲基-1,2-環己烷二甲酸酐,異構體之混合物;PD=1,5-戊烷二醇;CPL=e-己內酯;Sn(Oct)2=2-乙基己酸錫(II);Zn(Oct)2=BiCAT 3228(Shepherd Chemical Company,Norwood,OH);BEOMS=癸二酸雙[(3-乙基-3-環氧丙烷基)甲酯;TMA=偏苯三甲酸;且四酸=TMAn及1,5-戊二醇之反應產物。
將闡述於表8中之第41-48號樣品在150℃之溫度下固化2小時之時段,接著在175℃之升高溫度下再固化20分鐘時段。固化組合物之某些物理特性已採集於下表9中。更特定言之,第41-48號樣品中之每一者的如指定之各種時間間隔下於175℃下之老化及400nm及450nm下之透射百分比顯示於表9中。參看圖4,其顯示第45號樣品之此等值之圖形描述。於該圖中易於可見,經150℃之溫度下之50天熱老化,透射率百分比顯示輕微改良而非減退。

Claims (7)

  1. 一種可固化組合物,其包含至少一種含環氧丙烷之化合物;及羧酸、潛伏羧酸、具有至少一個羧酸官能基及至少一個潛伏羧酸官能團之化合物或其混合物中的至少一者。
  2. 如請求項1之組合物,其中該含環氧丙烷之化合物為由以下通式結構涵蓋之芳族環氧丙烷酯,其中R為甲基或乙基,K為C(=O)O,G可存在或可不存在,但當存在時為(CH2)mO,其中m為1-4,且X為O、S、SO2、C(=O)、苯甲醛、CH2或C3H7,且n為1-3:
  3. 如請求項1之組合物,其中該含環氧丙烷之化合物為由以下通式結構涵蓋之芳族環氧丙烷酯,其中R為甲基或乙基,X為具有1至5個碳原子之烷基或具有3至10個碳原子之伸烷基,其任一者係經雜原子(諸如O、N或S)取代或雜有該雜原子,或聯苯或雙酚A、E、F或S結構,且n為1-3:
  4. 如請求項1之組合物,其中該含環氧丙烷之化合物為由以下通式結構涵蓋之芳族環氧丙烷醚,其中R為甲基或乙基,X為具有1至5個碳原子之烷基或具有3至10個碳原子之伸烷基,其任一者係經雜原子(諸如O、N或S)取代或雜有該雜原子,或雜有酮、芳基或苯甲酸,且n為1-3:
  5. 如請求項1之組合物,其中該含環氧丙烷之化合物係選自以下中之一或多者:
  6. 如請求項1之組合物,其中該潛伏羧酸為由以下通式涵蓋之酸酐: 其中R可存在或可不存在,但當存在時為O,X可存在可不存在,但當存在時係選自苯基或伸苯基、聯苯或伸聯苯基或雙酚A、E、F或S,且n為1-3。
  7. 如請求項1之組合物,其中該潛伏羧酸為由以下中之一或多者涵蓋之酸酐:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10141482B2 (en) 2015-08-03 2018-11-27 Alpad Corporation Semiconductor light emitting device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190330413A1 (en) * 2018-04-26 2019-10-31 Sabic Global Technologies B.V. Curing agent compositions for thermosetting epoxy resin compositions
KR20240004016A (ko) * 2022-07-04 2024-01-11 에스케이온 주식회사 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
WO2025261976A1 (en) * 2024-06-21 2025-12-26 Arxada Ag Oxetane-based compounds

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB969042A (en) * 1961-10-11 1964-09-09 Ciba Ltd Esters containing more than one oxetane group, their production and their uses
GB9921779D0 (en) * 1999-09-16 1999-11-17 Ciba Sc Holding Ag UV-Curable compositions
EP1275665A4 (en) * 2000-03-29 2005-10-12 Univ Kanagawa CURABLE RESINS, PROCESS FOR THE PRODUCTION THEREOF, AND HEAT-CURABLE RESIN COMPOSITIONS USED WITH ACTIVE RADIATION
JP4134519B2 (ja) * 2001-02-26 2008-08-20 宇部興産株式会社 熱硬化性組成物
US7230055B2 (en) * 2004-07-29 2007-06-12 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Compositions containing oxetane compounds for use in semiconductor packaging
WO2009070172A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Henkel Ag & Co. Kgaa Curable resins containing acetal, ketal, acetal ester, or ketal ester linkages

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10141482B2 (en) 2015-08-03 2018-11-27 Alpad Corporation Semiconductor light emitting device
TWI663751B (zh) * 2015-08-03 2019-06-21 Alpad Corporation 半導體發光裝置

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