CN102333269A - 低密度聚乙烯纳米复合材料制作的扬声器振膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低密度聚乙烯纳米复合材料制作的扬声器振膜，属于扬声器振膜。低密度聚乙烯树脂纳米粒子层的两表面分别贴合聚丙烯树脂层。所述的低密度聚乙烯树脂纳米粒子层，是由如下质量百分比的原料组成的：低密度聚乙烯树脂层，密度为0.91~0.94g/cm3：95%~98%；纳米粒子，直径为20~50nm：2%~5%。有益效果是：原料供应充足、成本低廉，不破坏森林资源，密度较同样尺寸的实心材料大为降低，易于大批量生产和性能参数控制。

Description

低密度聚乙烯纳米复合材料制作的扬声器振膜
技术领域
本发明属于电声器件及音响产品设计制造领域，涉及一种扬声器振膜，尤其是一种采用低密度聚乙烯为基体的复合材料制作的厚度薄、质量轻、比弹性率高的扬声器振膜。
背景技术
众所周知，扬声器音质的好坏在很大程度上受到扬声器振膜性能的影响。而扬声器振膜的性能又主要取决于形状尺寸、振膜材料和成型工艺。因此，在扬声器振膜的形状尺寸、成型工艺相同的条件下，扬声器振膜所采用的材料就成为至关重要的因素。目前，扬声器振膜所使用的材料已经有很多种类，例如纸质、塑料、金属、复合材料类。但是受到成本、性能的限制，仍然以纸盆振膜最为常见，需要使用木质纤维或者以木质纤维为主制成，消耗大量的森林资源，不利于环保和可持续发展的要求。
此外，传统的扬声器采用锥盆式振膜，体积大，难以满足平板电视、电脑、多媒体视听产品的平板化、轻薄化的发展趋势。将锥盆式振膜的高度减小甚至制作成平面，虽然可以使得扬声器整体厚度变薄，但是扬声器的音效将变差，失真增加。
因此，为了满足扬声器薄型化同时保证优异的音质的要求，需要开发新型的扬声器振膜材料。
发明内容
本发明提供一种低密度聚乙烯纳米复合材料制作的扬声器振膜，以解决扬声器的音效变差，失真增加的问题。采用低密度聚乙烯树脂（英文简称LDPE）为基体制作的厚度薄、质量轻、比弹性率高、内部具有蜂窝状泡孔结构的多层复合材料扬声器振膜。
本发明采用的技术方案是：低密度聚乙烯树脂纳米粒子层的两表面分别贴合聚丙烯树脂层。
所述的低密度聚乙烯树脂纳米粒子层，是由如下质量百分比的原料组成的：
低密度聚乙烯树脂层，密度为0.91~0.94g/cm3：95%~98%；
纳米粒子，直径为20~50nm：2%~5%。
所述的纳米粒子采用纳米碳酸钙粒子或纳米二氧化硅粒子。
本发明所述的低密度聚乙烯纳米复合材料制作的扬声器振膜的制造方法包括下列步骤：
（一）、按照低密度聚乙烯树脂纳米粒子层配方比例将原材料送入混炼机混合均匀，经过压制成型机压制成所需形状的试件，将试件放入辐照室进行真空辐照，辐照吸收剂量为40kGy~60kGy，辐照剂量率0.9~1.1kGy/h；
（二）、经过辐照交联后的低密度聚乙烯树脂纳米粒子层在发泡成型装置内加热到110℃~120℃熔融，将高压二氧化碳气体注入到所述装置内部，所述二氧化碳气体的压力为15~20Mpa，形成聚合物/气体均相体系，随后，打开泄压阀卸除二氧化碳气体压力，从而在低密度聚乙烯树脂纳米粒子层内部获得均匀分布的蜂窝状泡孔结构；
（三）、所述装置冷却到20℃~25℃后，取出该低密度聚乙烯树脂纳米粒子层，将其与上、下表面的聚丙烯树脂层采用共挤出成型或热压制成型方法制作成多层复合材料振膜；
（四）、利用激光切割或冲裁方法制成所需形状和尺寸的振膜。
所述的低密度聚乙烯树脂层内部结构为蜂窝状泡孔结构，泡孔直径在10μm~100μm之间，泡孔密度大于108个/cm3。具有质量大幅度减轻、刚度好、比弹性率显著提高等优点。为了保证获得均匀分布的蜂窝状泡孔结构，需要向LDPE树脂基体中添加其他原料以便改善LDPE树脂基体的物理性能和电声性能。纳米颗粒作为一种理想的泡孔成核剂，可以大大提高泡孔体系形成过程的成核率，所形成的微纳米级泡孔材料质量轻，物理、力学性能优良。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
1、所采用的低密度聚乙烯树脂LDPE树脂属于应用最为广泛的塑料之一。原料供应充足、成本低廉，不破坏森林资源；
2、所述振膜的内部为蜂窝状泡孔结构，因此密度较同样尺寸的实心材料大为降低，比弹性率显著提高。试验显示，与传统纸盆材料相比，本发明所述振膜的低频截止频率F0降低了16%~22%；
3、所述振膜可以采用注塑、挤出等塑料成型工艺加工，易于大批量生产和性能参数控制。
附图说明
    图1是本发明扬声器振膜示意图，1、聚丙烯树脂表面层，2、低密度聚乙烯树脂纳米粒子层，内部有蜂窝状泡孔结构。
具体实施方式
聚丙烯树脂层（英文简称PP）、低密度聚乙烯树脂层（英文简称LDPE）。
实施例1
低密度聚乙烯树脂纳米粒子层2的两表面分别贴合聚丙烯树脂层1。
所述的低密度聚乙烯树脂纳米粒子层，是由如下质量百分比的原料组成的：
低密度聚乙烯树脂层，密度为0.91g/cm3：95%；
纳米碳酸钙粒子，直径为20nm：5%。
本发明所述的低密度聚乙烯纳米复合材料制作的扬声器振膜的制造方法包括下列步骤：
（一）、按照低密度聚乙烯树脂纳米粒子层配方比例将原材料送入混炼机混合均匀，经过压制成型机压制成所需形状的试件，将试件放入辐照室进行真空辐照，辐照吸收剂量为40kGy，辐照剂量率0.9~kGy/h；低密度聚乙烯树脂受到高能射线辐照，引发低密度聚乙烯交联，增加了分子链间的缠绕和相互作用，导致低密度聚乙烯的熔体强度和粘度增加，有效地束缚了泡孔的生长，阻碍了泡孔之间的合并，从而获得更为均匀的泡孔分布和优化的泡孔直径、泡孔密度；
（二）、经过辐照交联后的低密度聚乙烯树脂纳米粒子层在发泡成型装置内加热到110℃熔融，将高压二氧化碳气体注入到所述装置内部，所述二氧化碳气体的压力为15Mpa，形成聚合物/气体均相体系，随后，打开泄压阀卸除二氧化碳气体压力，从而在低密度聚乙烯树脂纳米粒子层内部获得均匀分布的蜂窝状泡孔结构；
（三）、所述装置冷却到20℃后，取出该低密度聚乙烯树脂纳米粒子层，将其与上、下表面的聚丙烯树脂层采用共挤出成型或热压制成型方法制作成多层复合材料振膜；
（四）、利用激光切割或冲裁方法制成所需形状和尺寸的振膜。
所述的低密度聚乙烯树脂层内部结构为蜂窝状泡孔结构，泡孔直径在10μm~100μm之间，泡孔密度大于108个/cm3。
实施例2
低密度聚乙烯树脂纳米粒子层2的两表面分别贴合聚丙烯树脂层1。
所述的低密度聚乙烯树脂纳米粒子层，是由如下质量百分比的原料组成的：
低密度聚乙烯树脂层，密度为0.92g/cm3：96.5%；
纳米碳酸钙粒子，直径为35nm：3.5%；
本发明所述的低密度聚乙烯纳米复合材料制作的扬声器振膜的制造方法包括下列步骤：
（一）、按照低密度聚乙烯树脂纳米粒子层配方比例将原材料送入混炼机混合均匀，经过压制成型机压制成所需形状的试件，将试件放入辐照室进行真空辐照，辐照吸收剂量为50kGy，辐照剂量率1.0kGy/h；
（二）、经过辐照交联后的低密度聚乙烯树脂纳米粒子层在发泡成型装置内加热到115℃熔融，将高压二氧化碳气体注入到所述装置内部，所述二氧化碳气体的压力为18Mpa，形成聚合物/气体均相体系，随后，打开泄压阀卸除二氧化碳气体压力，从而在低密度聚乙烯树脂纳米粒子层内部获得均匀分布的蜂窝状泡孔结构；
（三）、所述装置冷却到22℃后，取出该低密度聚乙烯树脂纳米粒子层，将其与上、下表面的聚丙烯树脂层采用共挤出成型或热压制成型方法制作成多层复合材料振膜；
（四）、利用激光切割或冲裁方法制成所需形状和尺寸的振膜。
实施例3
低密度聚乙烯树脂纳米粒子层2的两表面分别贴合聚丙烯树脂层1。
所述的低密度聚乙烯树脂纳米粒子层，是由如下质量百分比的原料组成的：
低密度聚乙烯树脂层，密度为0.94g/cm3：98%；
纳米碳酸钙粒子，直径为50nm：2%。
本发明所述的低密度聚乙烯纳米复合材料制作的扬声器振膜的制造方法包括下列步骤：
（一）、按照低密度聚乙烯树脂纳米粒子层配方比例将原材料送入混炼机混合均匀，经过压制成型机压制成所需形状的试件，将试件放入辐照室进行真空辐照，辐照吸收剂量为60kGy，辐照剂量率1.1kGy/h；
（二）、经过辐照交联后的低密度聚乙烯树脂纳米粒子层在发泡成型装置内加热到120℃熔融，将高压二氧化碳气体注入到所述装置内部，所述二氧化碳气体的压力为20Mpa，形成聚合物/气体均相体系，随后，打开泄压阀卸除二氧化碳气体压力，从而在低密度聚乙烯树脂纳米粒子层内部获得均匀分布的蜂窝状泡孔结构；
（三）、所述装置冷却到25℃后，取出该低密度聚乙烯树脂纳米粒子层，将其与上、下表面的聚丙烯树脂层采用共挤出成型或热压制成型方法制作成多层复合材料振膜；
（四）、利用激光切割或冲裁方法制成所需形状和尺寸的振膜。
实施例4
将实施例1的纳米碳酸钙粒子用纳米二氧化硅粒子代替，其余不变。
实施例5
将实施例2的纳米碳酸钙粒子用纳米二氧化硅粒子代替，其余不变。
实施例6
将实施例3的纳米碳酸钙粒子用纳米二氧化硅粒子代替，其余不变。

Claims (3)

1.一种低密度聚乙烯纳米复合材料制作的扬声器振膜，其特征在于：低密度聚乙烯树脂纳米粒子层的两表面分别贴合聚丙烯树脂层；
所述的低密度聚乙烯树脂纳米粒子层，是由如下质量百分比的原料组成的：
低密度聚乙烯树脂层，密度为0.91~0.94g/cm3：95%~98%；
纳米粒子，直径为20~50nm：2%~5%。
2.根据权利要求1所述的低密度聚乙烯纳米复合材料制作的扬声器振膜，其特征在于：纳米粒子采用纳米碳酸钙粒子或纳米二氧化硅粒子。
3.如权利要求1所述的低密度聚乙烯纳米复合材料制作的扬声器振膜的制造方法，其特征在于包括下列步骤：
（一）、按照低密度聚乙烯树脂纳米粒子层配方比例将原材料送入混炼机混合均匀，经过压制成型机压制成所需形状的试件，将试件放入辐照室进行真空辐照，辐照吸收剂量为40kGy~60kGy，辐照剂量率0.9~1.1kGy/h；
（二）、经过辐照交联后的低密度聚乙烯树脂纳米粒子层在发泡成型装置内加热到110℃~120℃熔融，将高压二氧化碳气体注入到所述装置内部，所述二氧化碳气体的压力为15~20Mpa，形成聚合物/气体均相体系，随后，打开泄压阀卸除二氧化碳气体压力，从而在低密度聚乙烯树脂纳米粒子层内部获得均匀分布的蜂窝状泡孔结构；
（三）、所述装置冷却到20℃~25℃后，取出该低密度聚乙烯树脂纳米粒子层，将其与上、下表面的聚丙烯树脂层采用共挤出成型或热压制成型方法制作成多层复合材料振膜；
（四）、利用激光切割或冲裁方法制成所需形状和尺寸的振膜。
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