CN107852547A - 音频系统 - Google Patents

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Abstract

用于在含有通过使用聚丙烯酸酯聚合物复合的橡胶形成的扬声器环绕件的车辆排气系统中定位的扬声器。含有扬声器环绕件的扬声器与覆盖或基本上覆盖隔膜的至少一个表面的涂层是一体的。

Description

音频系统
本申请要求2015年7月31日提交的GB1513555.1作为优先权，其通过引用的方式整体并入本文。
发明领域
本发明涉及一种音频系统，具体地，涉及一种用在车辆排气装置(vehicleexhaust)中的音频系统，以及用在所述音频系统中的扬声器。
背景
将音频系统连接到车辆排气装置可能是需要的。这个音频系统可针对两个主要目标。第一个是所谓的引擎谐波加成(engine harmonics addition,ASD)。换句话说，扬声器可产生噪声，以便改变或放大发动机的“旋转”和/或运行声音。这可用于放大安静的发动机声音，使其能够被听到，并且用于改善发动机的声音以提供例如理想的v8轰鸣声。第二个是所谓的发动机谐波消除，其也可以被称为主动噪声消除(ANC)。在后一种情况下，音频系统产生反声，从而减少与发动机的旋转和运转相关的噪音。
但是，排气装置内部在车辆行驶时经受高温。在柴油发动机中，扬声器的前部温度可能高达140℃，而在汽油发动机中，温度可能高达160℃。这些高温可以长时间，例如在长途旅行中保持。另外，扬声器本身也会产生热量。排气装置内部也经过反复加热和冷却，如使用车辆，然后停放，在车的整个寿命期间反复使用和停放。在寒冷的气候下，寒冷的温度在冬季中数月可能长时间远远低于冰点。
此外，车辆排气系统的内部经受各种气体副产物和颗粒的混合，包括不完全燃烧的碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物和硫化合物。这些通常与音频系统组件不兼容和/或有害。
这些极端条件限制了音频系统改变汽车排气声音的使用。特别是，目前扬声器的设计无法承受排气系统内的条件。因此，用于车辆排气装置的音频系统位于排气装置内部的外面，如连接到排气管的外部。
US2013/0202148描述了一种用于排气系统的消声器。它被安装在排气系统外部的外壳中，据称，声音是通过连接管道传输，并辐射到排气流中。
US2014/0328493中描述了类似的布置。
概述
本发明基于申请人的洞见，即通过使用合适的扬声器环绕件，扬声器可以放置在车辆排气装置内部。具体地，发明人已经发现高温橡胶扬声器环绕件的使用能够使得扬声器位于排气流的近端或内部，从而提高了用于车辆排气装置的音频系统的性能(因为声音是在气流中，而不是在远处产生)。扬声器可位于车辆排气流内，或者与气流相邻，而不需要目前使用的保护性节流(连通管)。传统的橡胶不适合用作汽车排气装置内的扬声器环绕件，因为它们不能承受极端温度，而传统的高温扬声器是基于金属焊接部件且不是气密的(参见例如US5581624A和US5699439)。
在第一方面，本发明提供了一种用于在车辆排气系统中定位的扬声器，所述扬声器包括容纳音圈和三脚架的篮子和隔膜，所述隔膜通过扬声器环绕件固定到所述的篮子上，其特征在于，所述的扬声器环绕件由使用聚丙烯酸酯聚合物复合的橡胶形成。换句话说，橡胶组合物基于聚丙烯酸酯橡胶，所述聚丙烯酸酯橡胶也被称为ACM橡胶。
适当地，所述的隔膜由芳纶纤维材料制成。已经发现，由这些材料制成的隔膜能够承受车辆排气装置中带来的极端温度周期。所述的隔膜也可以由玻璃纤维材料(玻璃纤维)制成。
应该理解的是，鉴于扬声器的位置，气密性是重要的。适当地，所述材料具有用于气密性的涂层，例如(但不限于)，所述材料可以用基于丙烯酸多元醇和(异氰酸酯硬化剂)的聚酯类涂层进行涂覆。
应当理解的是，在这些应用中，扬声器环绕件和隔膜之间的良好粘合性是非常重要的。发明人惊奇地发现，本发明的扬声器环绕件在扬声器环绕件和锥体材料之间提供优异的粘合性。有利的是，发明人已经发现，本发明的扬声器环绕件与适合于高温使用的某些粘合剂相容。
发明人已经观察到，如本文所述，通过使用二次成型可以有效地解决气密性的问题以及实现环绕件和隔膜之间的耐用和坚固连接的重要性。换句话说，扬声器环绕件可以同时形成并且使用二次成型技术附接到隔膜上。
简而言之，使用这种二次成型工艺不仅能够形成环绕件，还可用橡胶涂覆隔膜的至少一个表面(内表面或外表面)的全部或基本全部。适当地，隔膜由纤维材料，例如芳纶纤维或玻璃纤维形成。不希望受任何特定理论的束缚，发明人认为，在二次成型工艺中，橡胶穿透隔膜的纤维，这在环绕件与隔膜之间提供了优异的粘合性，发明人已经观察到其能够承受扬声器在例如车辆排气流中经受的挑战性条件。
此外，已经发现隔膜的橡胶涂层降低甚至防止气体渗透。换句话说，橡胶涂层不再需要使用单独的气密涂层。
使用这种二次成型技术制造的扬声器的环绕件组件以及由此产生的移动质量也可以比由本文所述的粘合方法制造的扬声器更轻(6.5”组件上，轻～5g)。这是因为至少不需要粘合剂。隔膜部分上的橡胶涂层也可能比其他可能施用的气密涂层更轻。
使用这种二次成型技术制备的扬声器也成本更高，且具有时效性。这是因为生产工艺可能涉及更少的步骤和材料。例如，由于橡胶涂层不再需要施用单独的气密涂层，因此避免了施用所述涂层并等待其干燥的步骤。
此外，由于优异的粘合性，可以避免施用底漆(有助于隔膜和环绕件之间的粘合)以及等待底漆干燥的步骤，而不会牺牲扬声器的完整性和寿命。
当这些优点合并时可使每单位的生产成本减半。
因此，在一些实施方式中，扬声器环绕件与覆盖或基本覆盖所述隔膜的至少一个表面的涂层是一体的。如本文所述，因此，环绕件和涂层由使用聚丙烯酸酯聚合物复合的橡胶形成。基本覆盖是指至少一个表面的至少75％的面积，更优选为至少80％，更优选为至少85％，更优选为至少90％，更优选为至少95％。
隔膜的另一侧也可以至少被部分涂覆，例如在模塑过程中通过沿着表面的橡胶流动，或者通过纤维穿透(穿过)橡胶。优选地，只有一个面被覆盖或基本上被覆盖，尽管隔膜两个面被覆盖的扬声器在本发明的范围内。
优选地，当组装扬声器时，隔膜的整个暴露表面被涂覆。未涂覆部分适当地用防尘盖覆盖。换句话说，扬声器可以还包括防尘盖，其中所述的防尘盖遮住所述隔膜的一部分，其中所述遮住部分基本没有橡胶涂层。
发明人已经观察到，在具有单独的防尘盖的扬声器中，不涂覆防尘盖覆盖的隔膜部分是有利的。这有助于最终扬声器的组装，因为隔膜(锥体)的内径可以精确地确定适合线圈的尺寸，而不需要预估橡胶溢流可能改变直径的程度。
应该理解的是，本文所述的二次成型工艺还使得防尘盖的同时成型。因此，在一些实施方式中，扬声器还包括防尘盖，其中防尘盖与覆盖或基本覆盖所述隔膜的至少一个表面的涂层是一体的，并且其与扬声器环绕件是一体的。
应当理解的是，当扬声器的隔膜是平的时，例如在平板扬声器中，通常不使用防尘盖。因此，在一些情况下，扬声器不具有防尘盖，并且隔膜的至少一个表面被聚丙烯酸酯聚合物复合的橡胶涂层覆盖，其中涂层与扬声器环绕件相整合。在一些情况下，扬声器的隔膜是平的，并且被聚丙烯酸酯聚合物复合的橡胶涂层覆盖，其中涂层与扬声器环绕件是一体的。
在某些情况下，扬声器的防尘盖与隔膜是一体的。
尽管二次成型是有利的，也可以使用其他的粘合工艺。本发明的扬声器环绕件令人惊讶地表现出与基于环氧树脂的某些粘合剂的优异相容性。这为这种应用提供了具有所需稳定性的扬声器。当与基于EPDM的橡胶(通常被认为适用于高温应用)进行比较时，这表现出显著的优势，因为这些橡胶已经显示出与这些粘合剂具有兼容性的问题；这会导致粘附性差，因此如果应用在车辆排气装置中会导致气体和颗粒的进入。不希望受任何特定理论的限制，本发明人推测EPDM的低劣性能与低表面张力有关。与EPDM不同，本发明的聚丙烯酸酯橡胶沿着聚合物骨架具有丙烯酸酯基团，发明人认为这有助于粘附。
因此，在一些实施方式中，使用环氧树脂将扬声器环绕件胶合到篮子上。换句话说，使用环氧粘合剂。在一些实施方式中，使用环氧树脂粘合剂将扬声器环绕件粘合到隔膜上。环氧粘合剂是本领域已知的。
适当地，所述环氧树脂粘合剂或每种环氧树脂粘合剂可以为热固化环氧树脂粘合剂，例如单组分热固化环氧粘合剂。例如，所述环氧粘合剂可以基于双酚二缩水甘油醚(如双酚A二缩水甘油醚)，合适地，具有的分子量为≤700。例如，粘合剂可以是基于双酚A二缩水甘油醚(分子量≤700)的低聚混合物的单组分热固化环氧粘合剂。
应当理解的是，连接隔膜和扬声器环绕件的粘合剂不是必需的。例如，可以使用二次成型或插入(有时称为嵌入)模制技术来连接隔膜和环绕件，这对于生产时的效率可能是有利的。例如，可以在隔膜的边缘上注塑橡胶，使橡胶固化成隔膜纤维(嵌入成型)。橡胶也可以使用压缩模制技术在隔膜的边缘上进行模制。也可以使用插入和压缩模制技术的组合。适当地，嵌入到橡胶中的隔膜的边缘首先涂覆助粘剂。
适当地，篮子由金属材料制成，例如金属合金，如钢。在一些情况下，所述篮子为不锈钢或电镀钢。
如传统的那样，扬声器环绕件的橡胶可以与填充物复合，其可以是可适用的一种或多种炭黑、二氧化硅和粘土。所述填充物可以以20-120PHR(相对于ACM聚合物)的量存在。例如，所述填充物的量可以是30-100PHR，例如40-90PHR，例如50-80PHR。在一些情况下，它大约是65PHR。炭黑可以单独使用。炭黑也可以与粘土混合。这可以降低成本。
适当地，当温度从25℃变化到150℃时，橡胶的弹性模量变化小于20％。
适当地，在低于250℃的温度下，热重分析法检测发现橡胶没有重量损失。
如本文所述，本发明的扬声器用于车辆排气系统中的定位。另一方面，本发明提供了一种包括如本文所述的扬声器的车辆排气系统。
本发明还提供了用于在车辆排气装置中产生声音的音频系统，所述音频系统包括根据本发明第一方面所述的扬声器、检测器和处理器，其中所述检测器被配置用来检测引擎噪声并产生第一信号，所述处理器被配置用来接所述收信号并且向扬声器发送第二信号，从而使扬声器产生声波。
所述的检测器可以是麦克风，或者可以电子检测加速器抑制和/或引擎活动。
在一些实施方式中，所述麦克风位于车辆排气装置的内部。
所述的处理器可以被配置用来确定例如借助于计算机程序所产生的声音的音量和频率。
在一些情况下，产生的声波会增加来自排气的噪音的音量。这可以被称为ASD。在某些情况下，产生的声波会降低来自排气的噪音的音量。这可以被称为ANC。
应当理解的是，声波也可以调节引擎的明显的音色或音调，例如产生特征性的引擎颤动声。
本文描述的二次成型工艺用于在车辆排气系统中定位扬声器以及其他类似的高温应用。然而，有效且成本有效的实现涂层的有利气密性可通用于其他非高温扬声器的应用领域。换言之，本发明还涉及一种扬声器，其包括容纳音圈和三脚架的篮子和隔膜，所述的隔膜通过扬声器环绕件固定到所述的篮子，其中所述扬声器环绕件与覆盖或基本覆盖隔膜的至少一个表面的涂层是一体的。
适当地，不使用粘合剂将隔膜附着到扬声器环绕件上；环绕件和涂层的一体性反而提供了有效的连接。
应当理解的是，对于这些非高温的应用，复合聚丙烯酸酯橡胶的使用是可选的。也可以使用其它热固性橡胶，例如，NBR(丁腈橡胶)、EPDM(乙丙三元共聚物)、IIR(异丁烯异戊二烯橡胶)、PUR(聚氨酯橡胶)、CSM(氯磺化聚乙烯)、CPE(CM；氯聚乙烯)、AEM(乙烯丙烯酸橡胶)、ECO(表氯醇)。也可以使用包括TPE(热塑性弹性体)、TPV(热塑性硫化橡胶)、TPU(热塑性聚氨酯)的热塑性弹性体或硫化橡胶。
发明人已经发现，这种二次成型的涂层，无论是使用复合聚丙烯酸酯橡胶还是本文所述的另一种材料，都能够有效地使用材料，仅提供一种相对较薄的涂层。有利的是，仅隔膜的一个面通常被涂覆。在一些情况下，涂层仅在隔膜的前表面(尽管可以理解的是，通过纤维隔膜材料的间隙孔的涂层的一些穿透可能导致在反向上形成一些材料)。在这种情况下，正面是指的是扬声器组装时的朝外的表面。
优选地，涂层的厚度为隔膜材料厚度的5％至60％之间。例如，适当地，在隔膜或每个隔膜面上的涂层的厚度小于锥体材料厚度的60％，例如小于50％，小于40％，小于30％，小于25％小于20％，小于15％或者甚至小于10％。虽然厚度有一些变化，这些数值是指平均值。
在某些非限制性的实施方式中，扬声器具有0.3-0.4mm厚度的隔膜，并且仅应用于锥体正面的涂层在20-200μm之间。
另一方面，本发明提供了一种复合聚丙烯酸酯橡胶在扬声器中的用途。
应当理解的是，本文所述的扬声器和音频系统适用于车辆排气装置。当然，它们不限于在车辆排气装置中使用，并且适用于其他类似极端温度和环境。
现在将参考以下附图来描述本发明，其中：
图1显示本发明的扬声器的部分剖示图。
图2显示在排气系统中原位的扬声器的代表性局部剖示图。
图3显示本发明的扬声器环绕件中使用的ACM橡胶和对照基于EPDM的橡胶的拉伸强度的变化。
图4显示在不同温度和不同持续时间下，热暴露后的弹性模量、拉伸强度和伸长率的变化。
图5显示本发明所述的扬声器环绕件使用的ACM橡胶在-100℃至+200℃范围，以1Hz频率下的DMTA。
图6显示本发明所述的扬声器环绕件使用的ACM橡胶的TGA。
图7显示在160℃的高功率容量处理测试后的本发明的扬声器和对比的扬声器。
图8示出了可用于铸造如本文所述的一体的环绕件和隔膜的涂层的模具的示意图。
详细描述
提供以下描述来说明本发明。这并不意味着限制本发明。
本发明涉及一种扬声器，所述扬声器如图1所示。所述扬声器适用于暴露于高温环境和极端大气条件下的车辆排气系统。图1所示的扬声器是一个100W的低音炮，并且包括由电镀钢形成的轭1(称为U或T轭)。这支撑了由绝缘铝(由纸或芳纶纤维材料提供的绝缘)形成的磁体2和音圈3。扬声器具有一个由围绕音圈3的电镀钢制成的金属篮子4。在扬声器和磁体之间是电镀钢的垫圈5。垫圈粘附在轭和磁体上。篮子4的内部是由芳纶纤维材料形成的三脚架6，并且粘附到篮子篮子的内壁上。提供引线7，引线被附接到篮子外壳上的具有标签的连接板上。扬声器具有隔膜8(通常称为圆锥体)，位于蓝篮子子的开口上方，朝向扬声器的前方。这由芳纶纤维材料形成。锥体的背面与音圈3接触，因此由音圈产生的动力传递到锥体。音圈3由芳纶纤维材料的防尘盖9保护，以防止使用过程中的废气、冷凝物和微粒的进入。扬声器在篮子篮子开口处的环境周围具有扬声器环绕件10。该扬声器环绕件通过使用聚丙烯酸酯聚合物复合而成的橡胶形成。换言之，扬声器的橡胶组合物基于聚丙烯酸酯聚合物-橡胶是ACM橡胶。锥体在整个周边的位置11处粘附到扬声器环绕件上10。通过高温粘合剂实现粘合。在整个周边的位置12，扬声器环绕件粘附到篮子篮子边上。
扬声器位于原位车辆排气系统中，扬声器的前部指向引擎排气流。这通常包括废气(例如COx，NOx，SOx)、极度酸性的汽油或柴油冷凝物以及不完全燃烧的碳氢化合物。因此，在使用期间，扬声器的前部可能因此预期会经受160℃的温度，而由于引擎系统，后部(磁体)部分可能经受125℃的温度，由于磁体操作本身可能产生热量，因此上升到140℃。除了那些由于车辆操作而经历的情况，在操作过程中，音圈可能会产生高达65℃的热。
扬声器可以由处理器(未显示出)控制，所述处理器又反过来接收来自检测器(未显示出)的信息。检测器、处理器和扬声器之间的接口和连接可以是有线或无线的。
当然，应当理解的是，可以使用其他适当的扬声器布置，如本文所述或者这对于本领域技术人员是显而易见的。例如(但不限于)，隔膜8和扬声器环绕件10可一起被嵌入成型，从而不使用粘合剂。所示和所描述的扬声器是圆形的，然而，可以设计成其他适当的形状和布置。除非另有说明，否则例如在权利要求中，可以使用其他合适的材料。例如，不锈钢可以代替电镀钢。
图1的扬声器可位于车辆排气系统中。在排气系统中安装扬声器布置的各种位置和方法对本领域技术人员是显而易见的。图2显示非限制性的可能布置。图2是包括通过废气流的管道100的车辆排气系统的一部分。管道以及因此产生的废气经由管101与本发明所述的容纳扬声器103的扬声器单元102流体连通。为了辅助压力平衡，可以提供压力平衡管104。
当然，应当理解的是，扬声器可以提供在排气系统中的腔室中，排气流过所述腔室。有利地，不需要提供过滤器来保护扬声器免受废气的影响。
简写
ACM-聚丙烯酸酯聚合物
ANC 引擎发噪音消除
ASD-引擎谐波加成
DMTA-动态机械热分析
EPDM-乙烯丙烯二烯聚合物
EPHR-每百份橡胶的化学当量
PHR-每百份橡胶的份数
Tg--玻璃化转变
TGA-热重分析
定义
芳纶纤维材料
这描述了一类由坚固的耐热纤维形成的材料。这些纤维是通过从芳族聚酰胺的液体化学混合物中纺出固体纤维制成的。
例如，芳纶纤维材料可以包含对位芳纶如或间位芳纶如
每百份橡胶的份数
这是描述复合橡胶中各种组分相对含量的常用方法。它是指相对于所使用的聚合物(其比例设定为100)复合的起始材料的相对量。换句话说，一种成分的5PHR意味着100kg聚合物中加入5kg这种成分。
硫化/固化
这是交联一种橡胶成分的化学过程，以提供更耐用的材料。硫化通常用硫来实现。例如，对于高温橡胶如EPDM橡胶，通常使用邻甲苯胺如DOTG。然而，由于其致癌性质近期已经将邻甲苯胺添加到欧盟REACH候选物质清单中，以便对批准高度关注。有利地，本发明的橡胶在不使用邻甲苯胺的情况下被固化。
橡胶组合物
扬声器环绕件的橡胶通过使用ACM聚合物复合而成。
聚丙烯酸酯聚合物也称为ACM聚合物，由包含丙烯酸酯单元的单体组合物形成。它可以由仅包含丙烯酸酯单元的单体组合物形成。然而，可能存在少量的除丙烯酸酯单元以外的单体。适当地，该组合物包含90-99.9wt％的丙烯酸酯单体单元。适当地，该组合物包含60-90wt％，任选地70-90wt％，例如约80wt％丙烯酸烷基酯单体。适当地，至少一半的烷基单体是丙烯酸乙酯单体。适当地，乙酸乙酯与其它丙烯酸酯共聚。适当地，所述组合物可以包含40-70wt％丙烯酸乙酯，例如50-60wt％。代表性值为约50wt％丙烯酸乙酯。适当的其它丙烯酸酯包括丙烯酸正丁酯和丙烯酸2-甲氧基乙酯。
所述组合物可以包含0.1-10wt％的至少一种含有羧基的烯属不饱和单体，例如马来酸单正甲酯或富马酸单正甲酯，和/或包含反应性卤素的单体如氯乙酸乙烯酯。这可以被认为是官能化单体。例如，组合物可以包含1-5wt％官能化单体。可以存在多于一种的官能化单体。例如，氯和羧基的混合物可以存在于聚合物中。
在一些实施方式中，ACM聚合物不是“双重固化型”聚合物(换言之，其基本上不含羧基。在一些实施方式中，组合物不包含含有活性卤素的单体。
该聚合物可以是HT-ACM家族，其被配置为用于使用如本文所述的固化剂的酰胺交联技术。
适合的ACM聚合物是本领域已知的，并且可以根据已知的方法制备(例如，如EP1378539中所述，在此通过引用将其全部内容并入)或者从商业供应商中购买，例如来自Zeon 的和H的
在本文所述的量中，相对于100份ACM聚合物，在PHR中给出所有值。
应当理解的是，橡胶与另外的成分(包括如上所述的填充剂)复合。配料中可能包含以下成分。应当理解的是，可以选择成分组合来彼此互补和/或表现协同。
扬声器环绕件的橡胶与抗氧化剂复合。可以使用任何合适的抗氧化剂，并且这样的抗氧化剂是本领域已知的。适当地，抗氧化剂以0.5至5PHR，例如1至5PHR的量存在。代表值约为3.5PHR。
抗氧化剂可以是二苯胺，例如4,4’-二(α，α-二甲基苄基)二苯胺。这可以从商购获得445。
可能存在多于一种的抗氧化剂。例如，可以使用咪唑。咪唑具有众所周知的缓蚀剂性能。咪唑可以是苯并咪唑，例如烷基巯基苯并咪唑，适当的其他抗氧化剂是甲基巯基苯并咪唑，可从RheinChemie 商购得到 MMBI-70。例如，二苯胺抗氧化剂和巯基苯并咪唑抗氧化剂可以以约4:3的比例使用。
本发明人已经发现甲基巯基苯并咪唑是一种特别合适的抗氧化剂，它保留其特性并且不干扰ACM固化和硫化过程。不希望受任何特定理论的限制，发明人将其归因于不存在金属阳离子，特别是锌(ZMBI-在本领域中通常使用锌巯基苯并咪唑)。
如本领域已知，扬声器环绕件的橡胶与硬脂酸复合。硬脂酸可能有助于溶解硫化剂。硬脂酸可以以0.5至3PHR的量存在，例如约1PHR。
在复合和成型过程中通常加入加工助剂来改进橡胶的处理。合适的加工助剂是本领域已知的。加工助剂的总量可以高达约10PHR，例如高达约6PHR。例如，加工助剂的总量可以是0.5至6PHR。
可以使用多于一种加工助剂。例如，可以加入加工助剂以改善脱模剂和改善橡胶产品的混合和复合。例如(但不限于)，可以使用长链(例如C15-25)伯烷基胺，例如十八胺。这可以从ChemSpec 商购得到 STA，从商购得到18D。例如(但不限于)，可以使用修饰脂肪醇的磷酸酯，例如可从ChemSpec 商购得到 SEO。
增塑剂可以用来改善复合橡胶的工艺。这些增塑剂也将良好的性能转移到复合橡胶的低温柔韧性。例如(但不限于)，可使用增塑剂如TOTM(偏苯三酸三辛酯)来改进模塑工艺。
重要的是，如本文所述，不使用硫来硫化。这是有利的，因为它避免使用危险的邻甲苯试剂。相反，使用适当的固化剂可以实现合适的固化。
适当地，扬声器环绕件的橡胶与氨基甲酸酯复合。这可以以0.1至6PHR的量存在。可以存在多于一种的氨基甲酸酯。适当的氨基甲酸酯是α，ω-二胺烷基的氨基甲酸酯，例如己二胺氨基甲酸酯。己二胺氨基甲酸酯可市售获得。代表性的，α，ω-二胺烷基氨基甲酸酯的量为0.1-2PHR。不希望受任何具体理论的限制，人们认为氨基甲酸酯在ACM聚合物的两个聚合物骨架之间产生α，ω-二酰胺交联(例如，通过酯对酰胺进行亲核酰胺取代)。进一步固化使这些二酰胺交联剂与聚合物骨架上的相邻酯基团反应，导致脱水和酰亚胺形成。
在固化工艺中可以使用市售活性胺的组合物。再次不希望受任何具体理论的限制，人们认为这些活化胺通过产生离去基团来辅助酰胺/酰亚胺键的形成。包含活化胺的组合物可以以1至4PHR的量存在，例如，代表性的量约为2PHR。例如可从商购得到的 XLA-60(GE2014)。
如上所述，适当地，固化工艺使用酰胺交联技术。适当地，固化工艺涉及碳-氮键的形成。适当地，在固化之后，橡胶包含含有酰胺键和/或酰亚胺键的交联部分。优选为酰亚胺键。
应该理解的是，本发明还涉及如本文所述的橡胶。
应该理解的是，许多这些组分的许多相对量是可以变化的。下表显示一个代表性的复合配方：
*通常存在一种或多种这些填充剂，即至少会有20PHR的炭黑、二氧化硅和/或粘土。
应当理解的是，橡胶可以用另外的成分，例如增塑剂和染料(例如，如果使用二氧化硅作为填充剂)进行复合。
例如，优选地，TOTM(最小0.50；最大5.00)可以加入到上述组合物中。
实施例1
橡胶组合物实施例
以下是如本发明所述的代表性的橡胶组合物。被称为实施例1
*(4,4'-双(α，α-二甲基苄基)二苯胺)
与其他一样，提到的所有的值都为相对于100份聚合物(ACM)的比例，每百份橡胶(PHR)的份数。
使用本领域已经建立的技术，使用常规橡胶混合设备对橡胶进行复合。在适当的情况下，通过注塑或热成型(压塑)加工制备获得橡胶边缘(环绕件)。这些技术在本领域中是已知的。
对比的EPDM橡胶组合物
使用以下基于EPDM的配方制备对比的橡胶扬声器环绕件：
化学组分 商品名/简写 量
EPDM聚合物 JSRlEP33 100
碳黑 N550 15
碳黑 N774 10
碳酸钙 CAC03 20
粘土 KAOLINE 30
二氧化硅 1106 15
增塑剂 ATBC 10
硬脂酸 ST 1.5
固化剂 TBZTD 0.5
固化剂 EZ 0.6
氧化锌 ZNO 5
硫 S 1.5
抗氧剂 RD 1.5
拉伸强度
本发明所述的橡胶在很宽的温度范围内表现出优异的拉伸强度保持效果。事实上，从图2可以看出，拉伸强度在125℃窗口下几乎不变。这为目标应用领域提供了优异的机械稳定性和完整性。相比之下，市售用于高温用途的对比的(compassion)基于EPDM橡胶的拉伸强度在温度范围内表现出明显的变化。
本发明所述橡胶的拉伸强度在长时间暴露于高温后也是稳定的。图3显示不同温度和不同持续时间的热暴露后弹性模量、拉伸强度和伸长率的变化。重要的是，即使在170℃下96小时后，拉伸强度几乎没有变化。
热分析
图4显示实施例1的橡胶在从-100℃到+200℃的范围以1Hz频率下的DMTA：静态应变设定为0.13％，动态振幅为0.04％。玻璃化转变区域在-35℃至+15℃之间；Tg(玻璃化转变)约-10℃。这是在剪切下测量的，并不代表实际的Tg。实际Tg可以通过DSC测定，通常比DMTA低约15℃。
图5显示实施例1的橡胶的TGA。在N2惰性气体下，在20℃/min下将温度从40℃升高至600℃。在20℃/分钟下，将温度冷却至450℃，然后将气源切换到O2气体，在20℃/min下，将温度升高到850℃。
从曲线可以看出，没有灰分(没有使用无机填料)。第一次重量损失似乎只在300℃左右。这是非常高的，并且在这个温度范围内表现出稳定的性能。
扬声器环绕件的结构完整性
将实施例1的橡胶作为模塑扬声器环绕件进行测试，并与高功率容量处理测试中的常规基于EPDM的环绕件进行比较。以7.5V(游离空气)的功率将45Hz的正弦波施加在扬声器上。这些测试是在不同的温度下进行的。比较组扬声器在160℃时失效；橡胶边缘完全分散。本发明的扬声器甚至在180℃条件下已经通过了这个测试(目前正在测试更高的温度并且初步结果是可行的)。
图6显示在160℃下测试之前和之后的扬声器。
有利的特性
实施例1的橡胶已显示出：
I.在整个目标温度范围(-40℃至+200℃)内保持动态特性。早期的结果表明这个上限要高得多。
II.为锥体材料提供粘附力。
III.满足汽车排气装置使用的要求(能够经受废气，气体不透性等)
IV.与适当的耐高温粘合剂相兼容
有利的是，本发明的橡胶整体不含硫进行复合，这意味着不使用邻甲苯胺。如上所述，邻甲苯胺最近被添加到欧盟REACH候选物质清单上，因为对其批准的高度担忧。本发明提供了用于高温用途的合适橡胶，同时避免使用如DOTG的邻甲苯胺。
整合的环绕件和隔膜涂层
如本文所述，发明人已经发现，用如本文所述的橡胶制备扬声器环绕件并向隔膜的至少一个面提供基本上全部的涂层可能是有利的。由于环绕件和隔膜的连接是一体的，因此可以提高扬声器的耐用性和使用寿命，并降低单位成本和重量(因为使用的材料和工艺步骤更少)。橡胶可以涂覆隔膜的一个或两个面，并适当地部分或完全地穿过锥体材料的纤维之间的间隙。发明人已经发现，所得的扬声器一旦被组装就表现出所需的气密性，而不需要单独的气密层或其他气密性处理步骤。换句话说，合适的扬声器隔膜不用酚醛树脂、丙烯酸多元醇和(异)氰酸酯硬化剂或类似物处理。
图8中示出一个代表性的模具。所述模具具有上部200和下部201。上部和下部限定了空腔202。该图显示出横截面，出于说明的目的，空腔应被视为圆形。当然，如本文所述，还可设计为其他扬声器形状。隔膜被放置在空腔202中，并由虚线表示。该空腔还包括一个环形203的区域，环绕件被铸在其中。如图所示，隔膜没有延伸到可能具有曲线的环绕件区域中，如图所示。
隔膜和模腔集中在中心部分204，当橡胶成型时其确保相关部件对齐。所示的上部和下部在模制过程中通过压缩而保持在一起，尽管包括螺栓和夹具在内的其它装置对于本领域技术人员来说是显而易见的。
如图所示，在压力下通过导管205注入橡胶。仅显示出了一个，尽管通常在模具周围存在多于一个的间隔。橡胶可以通过注塑工艺引入，但也可以使用其它橡胶模塑工艺，例如热成形/压缩模塑，其中将薄的橡胶条置于模具中并通过施加热和/或压力进行铸造。
优选地，锥体的颈部通过密封件保护，从而在颈部的锥体的一小部分(在组装好的扬声器中被防尘盖覆盖)不被二次成型。保持锥体的这部分不含橡胶涂层可改善椎体颈部与线圈的粘附。发明人进一步观察到，遮盖颈部有助于防止橡胶在颈区聚集和集中。
密封件可以为O形圈206的形式，并且可以布置在锥体材料的上方和/或下方。发明人已经观察到，方形切割的O形环的使用可以提供针对隔膜材料更有效的密封。适当的密封材料可以包括(但不限于)硅酮， NBR和钢。
在形成一体环绕件和涂层之后，优选地，橡胶在模具中至少部分被固化。这可以防止组件拆卸时损坏组件。
本文描述的所有任选的和优选特征可在一定程度上组合，这样的组合没有明确排除。

Claims (18)

1.一种用于在车辆排气系统中定位的扬声器，所述扬声器包括容纳音圈和三脚架的篮子和隔膜，所述隔膜通过扬声器环绕件固定到所述的篮子上，其特征在于，所述的扬声器环绕件由使用聚丙烯酸酯聚合物复合的橡胶形成。
2.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述的隔膜由芳纶纤维材料或玻璃纤维制成。
3.如权利要求1或2所述的扬声器，其特征在于，所述扬声器环绕件与覆盖或基本覆盖所述隔膜的至少一个表面的涂层是一体的。
4.如权利要求3所述的扬声器，其特征在于，所述扬声器还包括防尘盖，其中所述的防尘盖遮住所述隔膜的一部分，其中所述遮住部分基本没有橡胶涂层。
5.如权利要求3或4所述的扬声器，其特征在于，所述扬声器还包括防尘盖，其中所述防尘盖与覆盖或基本覆盖所述隔膜的至少一个表面的涂层是一体的，并且其与扬声器环绕件是一体的。
6.如权利要求1至3中任一项所述的扬声器，其特征在于，所述扬声器还包括与所述隔膜一体的防尘盖。
7.如权利要求1或2所述的扬声器，其特征在于，使用热固化环氧树脂粘合剂，将所述隔膜固定到所述扬声器环绕件上。
8.如权利要求1或2所述的扬声器，其特征在于，使用插入模制技术、压缩模制技术或插入模制技术和压缩模制技术的组合，将所述隔膜固定到所述的扬声器环绕件上。
9.如前述权利要求中任一项所述的扬声器，其特征在于，使用热固化环氧树脂粘合剂，将所述扬声器环绕件固定到所述篮子上。
10.如前述权利要求中任一项所述的扬声器，其特征在于，所述橡胶与烷基巯基苯并咪唑复合，任选地其中所述橡胶与甲基巯基苯并咪唑复合。
11.如前述权利要求中任一项所述的扬声器，其特征在于，所述橡胶与炭黑和粘土复合。
12.一种用于在车辆排气装置中产生声音的音频系统，所述音频系统包括如前述权利要求中任一项所述的扬声器、检测器和处理器，其中所述检测器被配置用来为检测引擎噪声并产生第一信号，所述处理器被配置用来接收所述信号并向扬声器发送第二信号，从而使扬声器产生声波。
13.一种扬声器，包括容纳音圈和三脚架的篮子和隔膜，所述隔膜通过扬声器环绕件固定到所述的篮子上，其中所述的扬声器环绕件与覆盖或基本上覆盖隔膜的至少一个表面的涂层是一体的。
14.如权利要求13所述的扬声器，其特征在于，所述涂层覆盖或基本上仅覆盖所述隔膜的一个表面。
15.如权利要求13或14所述的扬声器，其特征在于，所述涂层厚度是所述隔膜的厚度的60％或更小。
16.如权利要求13至15中任一项所述的扬声器，其特征在于，所述扬声器还包括防尘盖，其中所述防尘盖与覆盖或基本覆盖所述隔膜的至少一个表面的涂层是一体的，并且其和所述扬声器环绕件是一体的。
17.如权利要求13至15中任一项所述的扬声器，其特征在于，所述扬声器还包括防尘盖，其中所述防尘盖与所述隔膜成是一体的。
18.一种复合聚丙烯酸酯橡胶在扬声器中的用途。
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