CN105516880B - 吸音材料制备方法、吸音材料以及扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸音材料制备方法、吸音材料以及扬声器。该方法包括以下步骤：制备非发泡材料浆料，混合均匀；将非发泡材料浆料进行反应，以形成具有FER或者MFI结构的非发泡吸音材料粉体；对非发泡吸音材料粉体进行杂原子置换；向改性后的非发泡吸音材料粉体中加入粘结剂；非发泡吸音材料经成型、干燥、焙烧，得到设定粒径的非发泡吸音材料；非发泡吸音材料中的硅铝质量比＜200。该吸音材料由非发泡材料制备而成，制得的所述非发泡吸音材料粉体中的硅铝质量比＜200。该扬声器的后声腔中填充有本发明提供的吸音材料。该方法对原料的种类和等级要求低，工艺简单，制得的材料具备良好的吸收能力和缓慢老化行为。该扬声器具有良好的声学效果。

Description

吸音材料制备方法、吸音材料以及扬声器

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，更具体地，涉及一种吸音材料制备方法、吸音材料以及扬声器。

背景技术

扬声器模组作为一种将电信号转换为声音信号能量转换器，是电声产品中不可或缺的部件。扬声器模组通常由外壳和扬声器单体组成，扬声器单体将整个模组外壳内腔分隔成前声腔和后声腔两个腔体。为了改善扬声器模组声学性能(如降低模组的谐振频率F₀、扩展带宽)，通常会在后声腔内增设吸音件，吸音件会吸收掉部分声能，等效于扩大后腔体容积，从而达到降低模组F₀效果。传统的吸音件为发泡类泡棉，如聚氨酯、三聚氰胺等。近年，随着穿戴式电子产品的日益轻薄化，其后声腔体积不断被压缩，传统的发泡类泡棉吸音件难以使扬声器模组的F₀降到足够低，无法保证扬声器模组的中低频音质。近几年，技术人员发现将多孔性非发泡材料(如活性炭、天然沸石粉、活性二氧化硅、分子筛或按照特定种类和比例而制的混合物等)填充到后声腔内，利用多孔性非发泡材料对后腔气体快速吸附-脱附性质，导致谐振空间虚拟增大，从而更有效的降低模组共振频率F₀。

为获得单位体积非发泡吸音材料良好的吸收能力和缓慢老化行为，现应用于扬声器领域的非发泡吸音材料限定为至少硅铝质量比200的沸石材料，而高硅铝比的沸石材料对合成原材料种类和等级要求较高，合成工艺及后处理工艺的复杂程度和难度均较为严苛，产出率亦较低，成本较高。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种吸音材料制备方法的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种吸音材料制备方法。包括以下步骤：

制备非发泡材料浆料，混合均匀；

将所述非发泡材料浆料进行反应，以形成具有FER或者MFI结构的非发泡吸音材料粉体；

对所述非发泡吸音材料粉体进行杂原子置换，以减少非发泡吸音材料粉体的晶体缺陷；

向改性后的所述非发泡吸音材料粉体中加入粘结剂，以使成型颗粒之间形成设定的间距；非发泡吸音材料经成型、干燥、焙烧，得到设定粒径的非发泡吸音材料；所述非发泡吸音材料中的硅铝质量比＜200。

优选地，所述非发泡材料浆料包括非发泡粉体材料和模板剂。

优选地，所述非发泡粉体材料为活性炭、天然沸石粉、活性二氧化硅和分子筛。

优选地，将所述非发泡材料浆料进行反应包括：采用水热晶化法使非发泡材料浆料反应，以形成FER或者MFI结构的非发泡吸音材料粉体。

本发明的另一个目的是提供一种吸音材料的新技术方案。

根据本发明的另一方面，提供了一种吸音材料。所述吸音材料根据本发明提供的所述吸音材料制备方法制备而成。

优选地，所述非发泡吸音材料粉体的比表面积为200-750m²/g。

优选地，所述非发泡吸音材料粉体的颗粒粒径为0.05-10mm,孔体积为0.2-2.0ml/g，大孔孔径为0.1-100μm。

优选地，所述非发泡吸音材料粉体中，孔径为0.5-35μm的微孔的孔体积占孔容总量的10-85％；所述非发泡吸音材料粉体的堆积密度为0.25-0.95g/ml。

本发明的又一个目的是提供一种吸音材料的新技术方案。

根据本发明的又一方面，提供了一种吸音材料。所述吸音材料由非发泡材料制备而成，制得的所述非发泡吸音材料粉体中的硅铝质量比＜200。

本发明的再一个目的是提供一种扬声器的新技术方案。

根据本发明的再一方面，提供了一种扬声器。所述扬声器的后声腔中填充有本发明提供的所述吸音材料。

本发明提供的吸音材料制备方法制得的为硅铝质量比小于200的非发泡吸音材料粉体，对原材料种类和等级要求降低，而且制备工艺简单。通过非发泡吸音材料粉体表面嫁接改性处理工艺，以及粘接剂和非发泡吸音材料粉体的处理，在非发泡吸音材料粉体颗粒之间形成一定的间距，使得非发泡吸音材料颗粒具备稳定、丰富的孔道结构，使该非发泡吸音材料颗粒与微型扬声器产品毫秒级反应级相匹配，最大程度利用非发泡吸音材料微观结构对微型扬声器产品声学性能的优化调试作用。本发明提供的吸音材料为非发泡吸音材料，单位体积具备良好的吸收能力和缓慢老化行为。本发明提供的扬声器，其谐振频率向低频明显偏移，具有良好的声学效果。

本发明的发明人发现，在现有技术中，非发泡吸音材料的硅铝质量比都在200以上。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1：本发明实施例的吸音材料制备方法的流程图；

图2：本发明实施例的扬声器的剖视图。

其中，1：吸音材料；2：扬声器。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供了一种吸音材料制备方法。该方法包括以下步骤：

制备非发泡材料浆料，混合均匀。非发泡材料浆料包括非发泡粉体材料和模板剂。其中，模板剂起到导向作用，可以促进微孔的形成。非发泡粉体材料为活性炭、天然沸石粉、活性二氧化硅和分子筛。活性二氧化硅和天然沸石粉为硅源；同时，天然沸石粉可以作为铝源。在本发明中，原料中硅铝质量比小于200。为了提高浆料的质量，还可以加入分散剂、增润剂、消泡剂、减水剂或者表面活性剂。反应前，应先将活性炭、天然沸石粉、活性二氧化硅和分子筛制备至设定的粒径。

将所述非发泡材料浆料进行反应，以形成具有FER或者MFI结构的非发泡吸音材料粉体。将非发泡材料浆料加入反应釜中，进行水热晶化反应。本领域的技术人员可以理解，水热晶化法是在特制的密闭反应器中,采用水溶液作为反应介质,通过对反应器加热,创造一个高温、高压、设定碱度的反应环境,使得通常难溶或不溶的物质溶解并且重结晶以形成分散的纳米晶核的方法。温度、压力和碱度等反应条件，可以根据需要进行设定，本发明对此不做限定。

反应完成后，先将浆料进行过滤，去除多余的水；然后，将过滤后的材料进行反复冲洗，以去除可溶性的杂原子；最后，经过压滤、干燥等步骤，制得非发泡吸音材料粉体。最终得到的非发泡吸音材料粉体中至少部分具备FER或者MFI结构。

对所述非发泡吸音材料粉体进行杂原子置换。由于水热晶化反应中不可避免的会存在一些杂原子，这些杂原子造成晶体缺陷。反应得到的非发泡吸音材料粉体以硅铝酸盐晶体为主，但由于杂原子的存在，如钠、铁等，会造成晶体缺陷的存在。杂原子置换是以离子交换的方式将反应合成的非发泡吸音材料粉体中的除硅、铝之外的杂原子置换出来。通过杂原子置换可以有效地减少晶体缺陷。置换采用的材料，可以根据晶型、元素类型、结合方式等进行选择，如含铝、硅、钠等原子的材料，本发明对此不做限定。

向改性后的非发泡吸音材料粉体中加入粘结剂，以使成型颗粒之间形成设定的间距；非发泡吸音材料经成型、干燥、焙烧，得到设定粒径的非发泡吸音材料；所述非发泡吸音材料中的硅铝质量比＜200。

进一步地，粘结剂的有效固含量占非发泡材料浆料的质量比例为1-35％，加入粘结剂的目的是增加浆料粘度，以更好的形成球形颗粒，并使非发泡吸音材料颗粒具备稳定、丰富的孔道结构，使非发泡吸音材料颗粒与扬声器产品产生的毫秒反应级相匹配。并且，最大程度的利用非发泡吸音材料的微观结构对扬声器产品的声学性能的优化调试作用。本领域技术人员可以根据粘结剂的种类和粘度设定粘结剂的质量比例，本发明对此不做限定。

为了达到造孔的目的，在本发明的一种实施方式中，造粒之前还加入活性碳纤维，活性碳纤维在焙烧过程中烧掉后可以形成扩散孔道结构，提高了吸音材料的比表面积和孔容，活性碳纤维的质量比例为0.1-15％，活性碳纤维的长度为0.15-15mm。活性碳纤维的质量比例以及长度，可以根据需要进行选择，本发明对此不做限定。

更进一步地，为了更好的干燥，在本发明的一种实施方式中，湿润的成型颗粒干燥时，在氮气中进行，干燥温度为40-150℃，干燥时间为0.5-96小时。当然，干燥也可以在空气氛围中进行。本领域技术人员很容易得出，干燥温度越高干燥时间越短，相对应地，干燥温度越低干燥时间越长。可以根据实际情况对干燥温度进行设定。焙烧温度为120-450℃,升温速度为20-120℃；焙烧时间为0.5-96小时，本领域技术人员很容易得出，焙烧温度越低则焙烧时间越长，相对应地，焙烧温度越高则焙烧时间越短。当然，对于干燥温度、干燥氛围和焙烧温度等条件，本领域技术人员可以根据需要进行选择，只要能形成微观孔径即可，本发明对此不做限定。

该吸音材料制备方法，由于硅铝质量比小于200，对原材料种类和等级要求降低，制备工艺简单。通过非发泡吸音材料粉体表面嫁接改性处理工艺，以及粘接剂和非发泡吸音材料粉体的处理，在非发泡吸音材料粉体颗粒之间形成设定的间距，使得非发泡吸音材料颗粒具备稳定、丰富的孔道结构。

本发明还提供了一种吸音材料。该吸音材料根据本发明提供的吸音材料制备方法制备而成。该吸音材料为非发泡吸音材料，并且硅铝质量比＜200。非发泡吸音材料粉体颗粒之间形成设定的间距，使得非发泡吸音材料颗粒具备稳定、丰富的孔道结构，使该非发泡吸音材料颗粒与微型扬声器产品毫秒级反应级相匹配，最大程度利用非发泡吸音材料微观结构对微型扬声器产品声学性能的优化调试作用。并且，本发明提供的吸音材料单位体积具备良好的吸收能力和缓慢老化行为。应用到扬声器产品中，使得扬声器产品的谐振频率向低频明显偏移，使扬声器产品声学性能的优化调试作用更为优越。可以理解的是，所制得的非发泡吸音材料的颗粒粒径、孔径以及孔体积的分布为一个范围区间；非发泡吸音材料的比表面积越大，则微孔的孔体积占孔容总量越大，材料的堆积密度越小；反之，非发泡吸音材料的比表面积越小，则微孔的孔体积占孔容总量越小，材料的堆积密度越大。

在本发明的一种实施方式中，所制得的非发泡吸音材料粉体的比表面积为200m²/g。进一步地，颗粒粒径为0.05-10mm，孔体积为0.2-2.0ml/g，大孔孔径为0.1-100μm。更进一步地，孔径为0.5-35μm的微孔的孔体积占孔容总量的10％，非发泡吸音材料粉体的堆积密度为0.95g/ml。该吸音材料具备良好的吸收能力和缓慢老化行为。

在本发明的另一种实施方式中，所制得的非发泡吸音材料粉体的比表面积为750m²/g。进一步地，颗粒粒径为0.05-10mm，孔体积为0.2-2.0ml/g，大孔孔径为0.1-100μm。更进一步地，孔径为0.5-35μm的微孔的孔体积占孔容总量的85％，非发泡吸音材料粉体的堆积密度为0.25g/ml。同样，该吸音材料具备良好的吸收能力和缓慢老化行为。

在本发明的又一种实施方式中，所制得的非发泡吸音材料粉体的比表面积为500m²/g。进一步地，颗粒粒径为0.05-10mm，孔体积为0.2-2.0ml/g，大孔孔径为0.1-100μm。更进一步地，孔径为0.5-35μm的微孔的孔体积占孔容总量的55％，非发泡吸音材料粉体的堆积密度为0.7g/ml。同样，该吸音材料具备良好的吸收能力和缓慢老化行为。

本发明还提供了一种吸音材料。该吸音材料由非发泡材料制备而成，制得的非发泡吸音材料粉体中的硅铝质量比＜200。该吸音材料单位体积具备良好的吸收能力和缓慢老化行为。应用到扬声器产品中，使得扬声器产品的谐振频率向低频明显偏移，使扬声器产品声学性能的优化调试作用更为优越。

本发明还提供了一种扬声器2。参照图1，该扬声器2的后声腔中填充有本发明提供的吸音材料1。使用时，先将制备好的吸音材料1用PP(聚丙烯)托盘或者无纺布封装，然后将封装好的吸音材料1填充到扬声器的后声腔中，可以优化扬声器2产品的声学性能。当然，也可以将制备好的吸音材料直接填充到后声腔中。较传统的吸音材料相比，该材料单位体积具备良好的吸收能力和缓慢老化行为。本发明提供的扬声器2，其谐振频率向低频明显偏移，具有良好的声学效果。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种吸音材料制备方法，其中，包括以下步骤：

制备非发泡材料浆料，混合均匀，其中，所述非发泡材料浆料包括非发泡粉体材料和模板剂；

将所述非发泡材料浆料进行反应，以形成具有FER或者MFI结构的非发泡吸音材料粉体，其中，将所述非发泡材料浆料进行反应包括：采用水热晶化法使非发泡材料浆料反应；

对所述非发泡吸音材料粉体进行杂原子置换，以减少非发泡吸音材料粉体的晶体缺陷；

向改性后的所述非发泡吸音材料粉体中加入粘结剂，以使成型颗粒之间形成设定的间距；加入粘结剂的所述非发泡吸音材料粉体经成型、干燥、焙烧，得到设定粒径的非发泡吸音材料；所述非发泡吸音材料中的硅铝质量比＜200。

2.根据权利要求1所述的吸音材料制备方法，其中，所述非发泡粉体材料为活性炭、天然沸石粉、活性二氧化硅和分子筛。

3.一种吸音材料，其中，所述吸音材料根据权利要求1-2任一项所述的吸音材料制备方法制备而成。

4.根据权利要求3所述的吸音材料，其中，所述非发泡吸音材料粉体的比表面积为200-750m²/g。

5.根据权利要求3所述的吸音材料，其中，所述非发泡吸音材料粉体的颗粒粒径为0.05-10mm,孔体积为0.2-2.0ml/g，大孔孔径为0.1-100μm。

6.根据权利要求3所述的吸音材料，其中，所述非发泡吸音材料粉体中，孔径为0.5-35μm的微孔的孔体积占孔容总量的10-85％；所述非发泡吸音材料粉体的堆积密度为0.25-0.95g/ml。

7.一种扬声器，其中，所述扬声器的后声腔中填充有如权利要求3-6任一项所述的吸音材料。