随着时代的发展,照明设备在不断的进步。在当代社会,发光二极管（Light emitting diode,LED）因其节能、绿色、色温范围广的特点在市场中的占比持续提高,在各行各业都有了广泛的应用,甚至包括医疗照明、勘探照明等高精尖行业。与普通照明用LED不同,海洋、雨林等特殊环境或直接与人体接触的可穿戴医疗设备中的LED常处于温度极端、湿度大、易受到摩擦和冲击的环境,空气中的水和杂质离子进入LED芯片表面可能会在芯片的PN结两端形成超过承受值的静电电压,引起电荷在电极间放电,从而产生局部熔融的现象,造成LED漏电短路,因此应用于勘探、航运、可穿戴设备等领域的LED设备,其封装层需要有更高的化学稳定性和机械强度,并解决的封装层的耐湿性这一重要问题。鉴于以上需求,本论文设计了一种具有高耐湿、高耐磨、高折射率性能的LED器件封装复合材料。选用脂肪族聚氨酯丙烯酸酯（Polyurethane Acrylate,PUA）为基材,它是一种液体状的树脂体系,利于工业操作。当有紫外光照射于树脂体系时,体系内被紫外光所激发的光引发剂发生断键产生自由基,从而能够引发体系中的单体和低聚物发生一系列的聚合反应,最后形成超大分子量的高聚物,PUA相比传统的封装材料有机硅胶与环氧树脂具有更好的硬度及耐老化性质。要得到一种由光引发固化、防潮防腐、高硬、高折的LED封装层,单一成分的树脂材料难以同时达到多项需求,而相比较于单一成分的传统材料,如树脂等聚合物,由两种及两种以上的材料复合而成的有机无机纳米复合材料既有无机纳米材料的机械强度等优越性能,又有有机聚合物柔韧等的优越性能。二氧化锆（ZrO2）纳米颗粒具有性质稳定、折射率（Refractive Index,RI）高、无光催化性及防腐防潮等优越性能,适宜作为填料与PUA复合使用,但无机颗粒易于团聚、分散性差的问题是阻碍复合的一大困难,因此本论文采用先制备纳米颗粒,再根据填料使用环境进行表面接枝设计的方法配合封装树脂使用。本论文主要讨论了表面改性ZrO2纳米颗粒时反应的一些重要工艺参数的影响,确定了以甲基丙烯酸（Methacrylic Acid,MA）和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570硅烷偶联剂）两种改性剂为主的双改性方法,并以此方法设计了制备高固含量有机相透明ZrO2@MA-KH570纳米分散体的工艺流程。论文主要结果为采用双改性法制备了立方相ZrO2@MA-KH570纳米颗粒,其平均粒径约为3.7 nm,可稳定分散于四氢呋喃溶剂中,最高固含量可达35 wt%;制备了 ZrO2@MA-KH570/PUA纳米复合膜并进行系统的性能研究,ZrO2@MA-KH570/PUA纳米复合膜平均透光率大于97%,ZrO2@MA-KH570/PUA50%的复合材料的折射率较纯PUA基材提高了 10%;经长期高温烘烤或紫外线照射老化后,透光率仍在90%以上;硬度提升至9H以上,粘附性基本为100/100,材料在水浸泡环境下吸水率最低可达0.011%。本论文也制备了采用ZrO2@MA-KH570/PUA复合封装层的LED器件并进行性能研究,得出结论具有ZrO2@MA-KH570/PUA封装层的LED透光率可达30.115 lm,高湿环境下光通量保持率最高可达97.037%。本实验制备的LED器件纳米复合封装材料在高湿度特殊环境具有广阔的应用前景。