CN110798780A - 一种用于微型发声装置的振膜以及微型发声装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于微型发声装置的振膜以及微型发声装置。所述振膜包括至少一层弹性体层，其中，所述弹性体层采用改性聚乙烯橡胶制成；所述改性聚乙烯橡胶采用氯化聚乙烯橡胶或者氯磺化聚乙烯橡胶；所述氯化聚乙烯橡胶中氯含量为20％‑55％；所述氯磺化聚乙烯橡胶中氯含量为15％‑55％，硫含量为0.1％‑5％。本发明提供的振膜具有优异的抗疲劳性，能在长期的工作中保持良好的弹性。

Description

一种用于微型发声装置的振膜以及微型发声装置
技术领域
本发明涉及声学器件技术领域，具体地，本发明涉及一种用于微型发声装置的振膜以及微型发声装置。
背景技术
近年来，随着手机、平板电脑等小型电子设备的快速发展，电子设备中需要配置体积更小、性能更好的微型发声装置。振膜是微型发声装置中非常重要的部件之一。
现有的用于微型发声装置的振膜大多采用高模量的工程塑料材料，例如PEEK、PAR、PEI、PI等制作而成。这些工程塑料材料虽然耐温性较好，但材料回弹性较差，产品易产生膜折，无法起到防水的作用。特别是，采用这些工程塑料材料制作而成的振膜抗疲劳性能比较差，振膜在长期的振动过程中无法一直保持优异的弹性，很容易造成听音不良，使得发声装置的声学性能不好。并且，现有的这种振膜也无法在极端的条件下正常使用，具有诸多的缺陷问题。
因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于微型发声装置的振膜以及微型发声装置的新技术方案。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于微型发声装置的振膜，所述振膜包括至少一层弹性体层，其中，所述弹性体层采用改性聚乙烯橡胶制成；
所述改性聚乙烯橡胶采用氯化聚乙烯橡胶或者氯磺化聚乙烯橡胶；
所述氯化聚乙烯橡胶中氯含量为20％-55％；
所述氯磺化聚乙烯橡胶中氯含量为15％-55％，硫含量为0.1％-5％。
可选地，所述氯化聚乙烯橡胶中氯含量为25％-48％，所述氯化聚乙烯橡胶的分子量为5000-500000；
所述氯化聚乙烯橡胶的分子结构式为：
Figure BDA0002256418600000021
其中，a、b、c均为自然数。
可选地，所述氯磺化聚乙烯橡胶中氯含量为20％-48％，硫含量为0.5％-2％；
所述氯磺化聚乙烯橡胶的分子结构式为：
Figure BDA0002256418600000022
其中，x为5-25，n为10-50。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶中混合有无机填料补强剂，所述无机填料补强剂采用炭黑、白炭黑、纳米钛白粉、滑石粉、沉淀碳酸钙、硫酸钡中的至少一种，所述无机填料补强剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的10％-90％。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶中混合有硫化剂，所述硫化剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的1％-8％。
可选地，所述硫化剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的2％-5％。
可选地，所述氯化聚乙烯橡胶中混合有硫化剂，所述硫化剂采用硫脲类、过氧化物、二元胺类、硫羟类衍生物、硫的衍生物交联、硅烷类交联中的至少一种。
可选地，所述氯磺化聚乙烯橡胶中混合有硫化剂，所述硫化剂采用金属氧化物体系、多元醇、有机氮化物、环氧树脂、过氧化物硫化体系中的至少一种。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶中混合有防老剂，所述防老剂采用防老剂N-445、防老剂246、防老剂4010、防老剂SP、防老剂RD、防老剂ODA、防老剂OD、防老剂WH-02中的至少一种，所述防老剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的0.5％-10％。
可选地，所述防老剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的1％-5％。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶中混合有增塑剂，所述增塑剂采用脂肪族二元酸酯类增塑剂、苯二甲酸酯类增塑剂、苯多酸酯类增塑剂、苯甲酸酯类增塑剂、多元醇酯类增塑剂、氯化烃类增塑剂、环氧类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂、聚酯类增塑剂中的至少一种，所述增塑剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的1％-10％。
可选地，所述增塑剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的3％-7％。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶中混合有内脱模剂，所述内脱模剂采用硬脂酸、硬脂酸盐、十八烷基胺、磷酸烷基酯、α-十八烷基-ω-羟基聚氧乙烯磷酸酯中的至少一种，所述内脱模剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的0.5％-5％。
可选地，所述内脱模剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的1％-3％。
可选地，所述振膜为单层振膜，所述单层振膜采用一层改性聚乙烯橡胶膜层构成；或者是
所述振膜为复合振膜，所述复合振膜包括两层、三层、四层或五层膜层，所述复合振膜至少包括一层改性聚乙烯橡胶膜层。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶膜层的厚度为10μm-200μm。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶膜层的厚度为30μm-120μm。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶的硬度范围为30-95A。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶的玻璃化转变温度范围为-60℃-20℃。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶在室温下损耗因子大于0.06。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶的断裂伸长率大于100％。
根据本发明的另一方面，提供了一种微型发声装置。该发声装置包括发声装置主体和如上所述的振膜，所述振膜设置在所述发声装置主体上，所述振膜被配置为能振动发声。
本发明的发明人发现，在现有技术中，采用工程塑料制成的振膜，其抗疲劳性比较差，无法在极端条件下正常使用，容易造成听音不良，影响发声装置的声学性能。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。
本发明的有益效果为：本发明公开了一种采用改性聚乙烯橡胶制成的振膜，所述振膜的抗疲劳性能较好，能在高低温极端条件下长期工作，且能保持良好的回弹性和可靠性。因此，使得发声装置能够应用于极其恶劣环境中，同时其声学性能保持良好状态。
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是本发明提供的振膜与现有常规振膜的总谐波失真测试曲线对比图。
图2是根据本发明的一个实施例的发声装置的振膜不同部位在不同频率下振动位移的测试曲线。
图3是现有常规振膜的不同部位在不同频率下振动位移的测试曲线。
图4是不同硬度的振膜的阻抗曲线。
图5是本发明提供的振膜与现有常规振膜的不同频率下响度的测试曲线对比图。
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。
根据本发明的一个实施例，提供了一种用于微型发声装置的振膜。所述振膜包括至少一层弹性体层，其中，所述弹性体层采用改性聚乙烯橡胶材料制成。所述振膜可以应用在例如扬声器等发声装置中，特别是可以应用在微型发声装置中。
所述改性聚乙烯橡胶可以采用氯化聚乙烯橡胶或者氯磺化聚乙烯橡胶。本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择上述两种改性聚乙烯橡胶中的任意一种制作微型发声装置的振膜。制备出的振膜具有良好的抗疲劳性能，在长期的振动过程中能一直保持良好的回弹性，而且可以在极端条件下正常使用，具有较好的声学性能。
所述氯化聚乙烯橡胶的分子量较大，其分子量范围为5000-500000。所述氯化聚乙烯橡胶中氯含量为20％-55％。优选地是，所述氯化聚乙烯橡胶中氯含量为25％-48％。所述氯化聚乙烯橡胶的分子结构式可以呈如下所示：
Figure BDA0002256418600000051
在上述的分子结构式中：a、b、c均为自然数。
特别地，氯化聚乙烯橡胶的分子结构具有与聚乙烯相同的主链结构，只是碳原子上的部分氢原子被氯原子取代。从氯化聚乙烯的分子结构式看，它是一种饱和的含氯橡胶，可以看作乙烯、氯乙烯以及1，2二氯乙烯的三元聚合体，只有在氯含量很高时，偏二氯乙烯型链节才有可能存在。非结晶性的氯化聚乙烯，具有典型的橡胶弹性体的性质，其柔韧性好，塑化温度低，适用于采用通用橡胶加工设备和工艺成型。
所述氯磺化聚乙烯橡胶中氯含量为15％-55％，硫含量为0.1％-5％。优选地是，所述氯磺化聚乙烯橡胶中氯含量为20％-48％，硫含量为0.5％-2％。所述氯磺化聚乙烯橡胶的分子结构式可以呈如下所示：
Figure BDA0002256418600000061
在上述的分子结构式中：x为5-25，n为10-50。
特别地，氯磺化聚乙烯橡胶的分子链结构中不存在不饱和烃，属于饱和型橡胶。因此，相比于其他不饱和烃型橡胶，氯磺化聚乙烯橡胶具有更加优异的耐臭氧、耐天候老化性能，体现在振膜材料上，其具有非常优异的可靠性。另外，氯磺化聚乙烯橡胶耐热性也非常好，能够在120℃-140℃高温下连续使用数年。同时具有较好的耐水、耐油性能以及耐化学品等性能。
本发明提供的振膜，其采用改性聚乙烯橡胶制成。与现有的采用工程塑料材料制成的振膜不同，本发明的振膜具有优异的抗疲劳性能，能在高低温极端条件下长期工作，且能保持良好的回弹性以及可靠性。因此，使得发声装置能够应用于极其恶劣环境中，同时其声学性能保持良好状态。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶中可以混合有无机填料补强剂。所述无机填料补强剂包括炭黑、白炭黑、纳米钛白粉、滑石粉、沉淀碳酸钙以及硫酸钡中的至少一种。优选地是，无机填料补强剂采用炭黑、白炭黑、纳米钛白粉中的至少一种。
在所述改性聚乙烯橡胶自身的质量分数为100份的情况下，所述无机填料补强剂自身的质量份数为10-90份，即所述无机填料补强剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的10％-90％。
无机填料补强剂的表面具有能够发生取代、还原、氧化等反应的氢、羧基、内酯基、自由基、醌基等基团。将无机填料补强剂混合入改性聚乙烯橡胶中后，由于无机填料补强剂与改性聚乙烯橡胶分子界面之间的强相互作用，材料受力时，分子链比较容易在无机填料补强剂微粒表面上滑动，但不易和无机填料补强剂微粒脱离，改性聚乙烯橡胶与无机填料补强剂微粒构成了一种能够滑动的强固的键，力学强度增大。此外，无机填料补强剂的粒径、填料的结构性和填料表面活性是考察橡胶填料的首要考察因素。这三大因素一般是相互依托的，无机填料补强剂的粒径越小，则对应的无机填料补强剂的比表面积则会越大；无机填料补强剂的比表面积越大，相应的表面活性就越强。
以炭黑为例，炭黑主要由碳元素组成，其占比可达到95％-99％，属于石墨晶类型。炭黑是一种无定形结构，粒子通过相互之间的物理化学结合构成聚集体。炭黑的一次结构由聚集体构成，同时聚集体之间存在范德华力或氢键，能够聚集成空间网络结构，也就是炭黑的二次结构。炭黑表面具有能够发生取代、还原、氧化反应等的氢、羧基、内酯基、自由基、醌基等基团，当将其加入弹性体中，由于炭黑表面与改性聚乙烯橡胶分子界面之间的强相互作用，材料受力时，分子链比较容易在碳黑表面上滑动，但不易和碳黑脱离，改性聚乙烯橡胶与碳黑构成了一种能够滑动的强固的键，使得改性聚乙烯橡胶的力学强度增大。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶中可以混合有防老剂。所述防老剂例如可以采用防老剂N-445、防老剂246、防老剂4010、防老剂SP、防老剂RD、防老剂ODA、防老剂OD以及防老剂WH-02中的至少一种。在所述改性聚乙烯橡胶自身的质量分数为100份的情况下，所述防老剂自身的质量份数为0.5-10份，即所述防老剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的0.5％-10％。
改性聚乙烯橡胶在使用过程中，随着使用时间的推移，由于长期受到氧气和紫外线灯等因素的影响，改性聚乙烯橡胶的分子链会逐渐出现断裂，产生游离的自由基，加速自身老化，这种现象是改性聚乙烯橡胶的自然老化现象。本发明中，通过在改性聚乙烯橡胶中混入防老剂，能够防止或者中止、减缓改性聚乙烯橡胶中产生的自催化活性游离基。需要说明的是，如果防老剂的添加量过少，则有可能达不到延长改性聚乙烯橡胶的使用寿命的效果。而如果防老剂的添加量过多，由于防老剂难以与改性聚乙烯橡胶充分的互溶，难以均匀分散，此时有可能会导致改性聚乙烯橡胶的力学性能下降。所以，在改性聚乙烯橡胶的质量份数为100份的情况下，防老剂自身的质量份数可选在0.5-10份这一范围内。优选地是，防老剂自身的质量份数为1-5份，即所述防老剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的1％-5％。当然，本领域技术人员可以根据具体需要灵活调整，对此不作限制。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶中可以混合有增塑剂。所述增塑剂采用脂肪族二元酸酯类增塑剂、苯二甲酸酯类增塑剂(例如，包括邻苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类)、苯多酸酯类增塑剂、苯甲酸酯类增塑剂、多元醇酯类增塑剂、氯化烃类增塑剂、环氧类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂以及聚酯类增塑剂中的至少一种。
增塑剂的分子相比于改性聚乙烯橡胶分子链要小的多，因而，增塑剂分子加入后能够在改性聚乙烯橡胶分子中活动，即可以很方便的提供链段活动所需要的空间，降低材料的玻璃化转变温度，增加材料的耐寒性能，并且改善材料的加工性能。但是，过量的增塑剂会从材料内部析出，反而会降低材料的力学性能。
在一种实施方式中，在所述改性聚乙烯橡胶自身的质量份数为100份的情况下，可选地，所述增塑剂自身的质量份数为1-10份，即所述增塑剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的1％-10％。实际上，随着增塑剂用量的增加，改性聚乙烯橡胶材料的玻璃化转变温度降低，但相应的，改性聚乙烯橡胶材料的拉伸强度也会降低。例如，当增塑剂含量为12时，改性聚乙烯橡胶材料拉伸强度大幅下降。此外，过量的增塑剂会从改性聚乙烯橡胶材料内部析出，降低改性聚乙烯橡胶材料的力学性能。在增塑剂自身的质量份数符合上述范围时，能够保证改性聚乙烯橡胶的性能能够满足振膜的性能要求。优选地是，所述增塑剂自身的质量份数为3-7份，即所述增塑剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的3％-7％。当然，本领域技术人员可以根据具体需要灵活调整，对此不作限制。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶中可以混合有内脱模剂。所述内脱模剂包括硬脂酸、硬脂酸盐、十八烷基胺、磷酸烷基酯、α-十八烷基-ω-羟基聚氧乙烯磷酸酯中的至少一种。改性聚乙烯橡胶在注塑加工工艺中有可能会出现粘辊、粘模等工艺问题。本发明通过在改性聚乙烯橡胶的胶料中加入内脱模剂的方式，改善其加工性能。
改性聚乙烯橡胶的脱膜能力与内脱模剂的混合量相关。具体来说：如果内脱模剂的混合量较少，改性聚乙烯橡胶的成型状态良好，但脱膜能力差，难以达到改善粘膜问题。如果内脱模剂混合量过大，虽然改性聚乙烯橡胶的脱膜性能明显提高，但形成的改性聚乙烯橡胶容易出现内脱模剂析出，堆积在模具表面，污染模具的问题。在本发明的实施方式中，在所述改性聚乙烯橡胶的质量份数为100份的情况下，所述内脱模剂自身的质量份数可选为0.5-5份，即所述内脱模剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的0.5％-5％。优选地是，所述内脱模剂自身的质量份数为1-3份，即所述内脱模剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的1％-3％，此时形成的改性聚乙烯橡胶成型状态好，成型后残留少。当然，本领域技术人员可以根据具体需要灵活调整，对此不作限制。
可选地，所述改性聚乙烯橡胶中可以混合有硫化剂。根据改性聚乙烯橡胶的具体种类不同，所选用的硫化剂也有区别。具体来说：
当改性聚乙烯橡胶采用的是氯化聚乙烯橡胶时，其中混合的硫化剂具体为硫脲类、过氧化物、二元胺类、硫羟类衍生物、硫的衍生物交联、硅烷类交联中的至少一种。
当改性聚乙烯橡胶采用的是氯磺化聚乙烯橡胶时，其中混合的硫化剂具体为金属氧化物体系、多元醇、有机氮化物、环氧树脂、过氧化物硫化体系中的至少一种。
在本发明的实施方式中，在所述改性聚乙烯橡胶的质量份数为100份的情况下，所述硫化剂自身的质量份数可选为1-8份，即所述硫化剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的1％-8％。优选地是，所述硫化剂自身的质量份数为2-5份，即所述硫化剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的2％-5％，
所述振膜的玻璃化转变温度范围为：-60℃-20℃。改性聚乙烯橡胶自身具有较高的分子量，并且其分子链较柔顺，具有较好的耐低温性能。振膜满足上述玻璃化转变温度的范围时，使得该发声装置的振膜在常温下能够保持高弹态，回弹性良好。在一定范围，玻璃化转变温度越低，振膜即可在更低的温度下正常工作。在振膜的厚度不变的情况下，玻璃化转变温度越低，所装配的发声装置的谐振频率F0越低。
在一种实施方式中，本发明提供的振膜的玻璃化转变温度在-60℃-20℃。优选地是-40℃-0℃。该振膜不仅在常温下能够保持高弹态，回弹性良好。更重要的是，即使在低于0℃以下时，振膜工作时仍然可以一直保持较好的橡胶弹性，从而使发声装置表现出较高的音质。同时，降低了在低温环境中振膜破坏的风险，可靠性更高。
改性聚乙烯橡胶分子链较为柔顺，使改性聚乙烯橡胶具有优异的韧性，制成的振膜的断裂伸长率大于100％。优选地，振膜的断裂伸长率大于150％。可见，振膜具有较高的断裂伸长率，这使得振膜在发声装置中使用时不易出现破膜等可靠性问题。
在相同的应力下，本发明实施例提供的振膜的应变明显大于现有技术的PEEK振膜。这表明：本发明实施例提供的振膜的杨氏模量明显小于现有技术的PEEK振膜。
此外，现有技术的PEEK振膜形成了明显的屈服点，约在应变0.4-0.5％。而本发明提供的发声装置振膜不存在屈服点。这表明：本发明提供的振膜具有更宽的弹性区域，并且回弹性能优良。
采用改性聚乙烯橡胶材料制成的振膜具有良好的柔韧性。例如，其断裂伸长率≥100％。其中，改性聚乙烯橡胶分子链对断裂伸长率有着非常重要影响,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。这使得发声装置振膜的振动位移更大，响度更大。并且可靠性、耐用性良好。改性聚乙烯橡胶的柔韧性越好，断裂伸长率越大，则振膜抵抗破坏的能力越强。当振膜处于大振幅状态振动时，改性聚乙烯橡胶材料产生了较大的应变，长时间振动时会出现膜折、膜裂或破膜的风险。而以改性聚乙烯橡胶作为基材的本发明的振膜，具有良好的柔韧性，降低了振膜破坏的风险。断裂伸长率越高，振膜在长期使用中的破膜率越低。
相对于工程塑料和其他橡胶类材料，本发明提供的改性聚乙烯橡胶具有更宽的弹性区域，当振膜的应变发生在该区域时，待外力去除后，振膜具有优异的回复性。相应地，振膜在振动过程中，摇摆振动少，音质和听音稳定性更优。
如图1所示，本发明提供的振膜相对于现有技术的PEEK振膜，具有更低的THD(总谐波失真)。这表明：本发明提供的振膜具有更优异的抗偏振能力，并且音质更佳。
本发明提供的振膜，其在室温下处于高弹态，分子链易于运动，分子间摩擦力大，具有较好的阻尼性能。在室温下，所述振膜的损耗因子大于0.06。优异的阻尼性能，使振膜具有更低的品质因数Q。所述振膜的阻尼性提高，发声装置的振动系统在振动过程中抑制偏振现象的能力得到增强，振动一致性良好。而现有的工程塑料制成的振膜的阻尼低，其损耗因子通常是小于0.01，阻尼性较小。
优选地，本发明提供的振膜的损耗因子大于0.1。
图2是根据本发明的一个实施例的发声装置的振膜不同部位在不同频率下振动位移的测试曲线。图3是现有振膜的不同部位在不同频率下振动位移的测试曲线。
其中，所述振膜为矩形折环振膜。横坐标为频率(Hz),纵坐标为响度位移量(mm)。在振膜的中心部的边缘位置以及中心位置取点进行测试。
可以看出，图2中的各个曲线更集中，而图3中的各个曲线较为分散。这表明：本发明实施例提供的振膜的各个部分的振动一致性更好，在振动过程中，振膜的摇摆振动少，音质和听音稳定性更加优良。
可选地，本发明提供的振膜，其邵氏硬度范围在30-95A。发声装置的谐振频率F0与振膜的模量、硬度以及厚度呈正比，而对于改性聚乙烯橡胶材料而言，其模量与硬度呈正比。因此，可以用硬度来体现振膜的模量。
改性聚乙烯橡胶材料的强度和硬度可以通过无机填料补强剂调节。一般情况下，改性聚乙烯橡胶材料的强度和硬度越高，则制备出的振膜的F0就越高，相应的，发声装置的响度会有所降低，低音性能变差。图4为相同厚度而不同硬度振膜的阻抗曲线。由图4可以看出，随着硬度增大，发声装置的谐振频率F0急剧增大。
本发明提供的发声装置的振膜例如可以为折环振膜或者平板振膜。该发声装置的谐振频率F0正比于振膜的杨氏模量和厚度，可以通过改变发声装置振膜的厚度以及杨氏模量来实现F0的变化，具体调节原理如下：
Figure BDA0002256418600000121
其中，Mms为发声装置的等效振动质量，Cms为发声装置的等效顺性：
Figure BDA0002256418600000122
其中，Cm1为弹波顺性,Cm2为振膜顺性。无弹波设计时，发声装置的等效顺性即为振膜顺性：
Figure BDA0002256418600000123
其中，W为振膜的折环部的总宽度，t为膜片厚度；dvc为振膜音圈贴合外径；E为振膜材质的杨氏模量；u为振膜材质的泊松比。
可以看出，发声装置的谐振频率F0正比于振膜的模量和厚度。而振膜的模量又正比于其硬度。因此，可以采用硬度替代其模量。为得到饱满的低音和舒适的听感，在发声装置具有较低的谐振频率F0的同时，应使振膜具有足够的刚度和阻尼。本领域技术人员可以通过调节扬声器振膜的硬度以及厚度来调节F0的大小。
所述振膜的邵氏硬度优选为30-80A，所述振膜的厚度为30-120μm。在上述优选的范围内，能够使得发声装置的谐振频率F0达到150-1500Hz。发声装置的低频性能优良。
可选地，本发明提供的振膜可以为单层结构，也可以为多层的复合振膜。其中，所述单层振膜是由一层改性聚乙烯橡胶膜层构成的振膜。所述复合振膜则是由多层改性聚乙烯橡胶膜层依次层叠形成的振膜。或者，所述复合振膜可以包括至少一层改性聚乙烯橡胶膜层，该改性聚乙烯橡胶膜层与其它材料制成的膜层粘接复合，构成多种材料制成的复合振膜。另外，多层膜层之间可以通过热压等方式进行复合，进而构成上述复合振膜。所述复合振膜可以为两层、三层、四层或五层复合振膜，本发明对此不进行限制。所述复合振膜中至少有一层膜层是由本发明提供的改性聚乙烯橡胶制成的改性聚乙烯橡胶膜层。
对于改性聚乙烯橡胶膜层，其厚度可选为10-200μm，优选为30-120μm。改性聚乙烯橡胶膜层的厚度在该范围内时，能够更好的满足发声装置的性能要求和装配空间的要求。
振膜的厚度会影响其声学性能。一般情况下，较低的厚度会影响振膜的可靠性，而较大的厚度则会影响到振膜的灵敏度。因此，本发明提供的振膜厚度例如可以控制在30μm-120μm。当单层改性聚乙烯橡胶振膜的厚度范围为30μm-120μm时，所述的厚度范围能够使得发声装置振膜的灵敏度都更高，振膜的弹性性能和刚性性能都能符合发声装置的制作要求。特别是，可以应用在微型发声装置中。并且，振膜作为发声装置中最为薄弱的原件，在反复震动过程中，能保证长时间的正常使用，进而延长发声装置的使用寿命。
本发明还给出了本发明提供的振膜的一个具体实施方式与现有常规振膜的对比曲线图，如图5所示。图5示出了两种振膜在不同频率下响度的测试曲线(SPL曲线)。其中，振膜为折环振膜。横坐标为频率(Hz),纵坐标为响度。
在图5中，实线为本发明提供的振膜的测试曲线。虚线为常规振膜的测试曲线。由SPL曲线可以看出，两种振膜的中频性能相近。而采用本发明提供的振膜的发声装置的F0为834Hz。采用常规振膜的发声装置的F0为911Hz。这表明，本发明提供的振膜的低频灵敏度高于现有的PEEK振膜。也就是说，采用本发明提供的振膜，能够使发声装置具有更高的响度和舒适度。
本发明提供振膜，其是将改性聚乙烯橡胶材料与助剂混合，再经一体成型制得，可应用在耳机或者智能手表等小型电子设备中作为振膜材料使用。本发明提供的振膜制备方法简单，相比传统的工程塑料振膜，能在长期的振动中保持优异的弹性，并且还具有优异的抗疲劳特性和可靠性。
另一方面，本发明还提供了一种微型发声装置。
所述微型发声装置包括发声装置主体和上述采用改性聚乙烯橡胶制成的振膜。所述改性聚乙烯橡胶可以是氯化聚乙烯橡胶或者氯磺化聚乙烯橡胶，本发明对此不进行限制。所述振膜设置在所述发声装置主体上，所述振膜被配置为能够被驱动振动，通过振动进而产生声音。所述发声装置主体中可以配置有线圈、磁路系统等部件，通过电磁感应驱动所述振膜振动。本发明提供的微型发声装置具有优异的声学性能。
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 (22)

1.一种用于微型发声装置的振膜，其特征在于：所述振膜包括至少一层弹性体层，其中，所述弹性体层采用改性聚乙烯橡胶制成；
所述改性聚乙烯橡胶采用氯化聚乙烯橡胶或者氯磺化聚乙烯橡胶；
所述氯化聚乙烯橡胶中氯含量为20％-55％；
所述氯磺化聚乙烯橡胶中氯含量为15％-55％，硫含量为0.1％-5％。
2.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于：所述氯化聚乙烯橡胶中氯含量为25％-48％，所述氯化聚乙烯橡胶的分子量为5000-500000；
所述氯化聚乙烯橡胶的分子结构式为：
Figure FDA0002256418590000011
其中，a、b、c均为自然数。
3.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于：所述氯磺化聚乙烯橡胶中氯含量为20％-48％，硫含量为0.5％-2％；
所述氯磺化聚乙烯橡胶的分子结构式为：
Figure FDA0002256418590000012
其中，x为5-25，n为10-50。
4.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于：所述改性聚乙烯橡胶中混合有无机填料补强剂，所述无机填料补强剂采用炭黑、白炭黑、纳米钛白粉、滑石粉、沉淀碳酸钙、硫酸钡中的至少一种，所述无机填料补强剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的10％-90％。
5.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于：所述改性聚乙烯橡胶中混合有硫化剂，所述硫化剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的1％-8％。
6.根据权利要求5所述的振膜，其特征在于：所述硫化剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的2％-5％。
7.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于：所述氯化聚乙烯橡胶中混合有硫化剂，所述硫化剂采用硫脲类、过氧化物、二元胺类、硫羟类衍生物、硫的衍生物交联、硅烷类交联中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于：所述氯磺化聚乙烯橡胶中混合有硫化剂，所述硫化剂采用金属氧化物体系、多元醇、有机氮化物、环氧树脂、过氧化物硫化体系中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于：所述改性聚乙烯橡胶中混合有防老剂，所述防老剂采用防老剂N-445、防老剂246、防老剂4010、防老剂SP、防老剂RD、防老剂ODA、防老剂OD、防老剂WH-02中的至少一种，所述防老剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的0.5％-10％。
10.根据权利要求9所述的振膜，其特征在于：所述防老剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的1％-5％。
11.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于：所述改性聚乙烯橡胶中混合有增塑剂，所述增塑剂采用脂肪族二元酸酯类增塑剂、苯二甲酸酯类增塑剂、苯多酸酯类增塑剂、苯甲酸酯类增塑剂、多元醇酯类增塑剂、氯化烃类增塑剂、环氧类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂、聚酯类增塑剂中的至少一种，所述增塑剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的1％-10％。
12.根据权利要求11所述的振膜，其特征在于：所述增塑剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的3％-7％。
13.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于：所述改性聚乙烯橡胶中混合有内脱模剂，所述内脱模剂采用硬脂酸、硬脂酸盐、十八烷基胺、磷酸烷基酯、α-十八烷基-ω-羟基聚氧乙烯磷酸酯中的至少一种，所述内脱模剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的0.5％-5％。
14.根据权利要求13所述的振膜，其特征在于：所述内脱模剂的含量为所述改性聚乙烯橡胶总量的1％-3％。
15.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于：所述振膜为单层振膜，所述单层振膜采用一层改性聚乙烯橡胶膜层构成；或者是
所述振膜为复合振膜，所述复合振膜包括两层、三层、四层或五层膜层，所述复合振膜至少包括一层改性聚乙烯橡胶膜层。
16.根据权利要求15所述的振膜，其特征在于：所述改性聚乙烯橡胶膜层的厚度为10μm-200μm。
17.根据权利要求16所述的振膜，其特征在于：所述改性聚乙烯橡胶膜层的厚度为30μm-120μm。
18.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于：所述改性聚乙烯橡胶的硬度范围为30-95A。
19.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于：所述改性聚乙烯橡胶的玻璃化转变温度范围为-60℃-20℃。
20.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于：所述改性聚乙烯橡胶在室温下损耗因子大于0.06。
21.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于：所述改性聚乙烯橡胶的断裂伸长率大于100％。
22.一种微型发声装置，其特征在于，包括发声装置主体和权利要求1-21任意一项所述的振膜，所述振膜设置在所述发声装置主体上，所述振膜被配置为能振动发声。
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