CN111205729A - 一种音频网纱的纳米双疏处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种音频网纱的纳米双疏处理工艺。主要应用在消费类电子及智能家电的透声、透气孔通道。本工艺利用含有低表面能纳米颗粒的纳米双疏溶液，对音频网纱进行喷涂处理，得到一种超双疏的音频网纱。

Description

一种音频网纱的纳米双疏处理工艺

技术领域

本发明属于智能移动通讯设备纳米防水领域，尤其涉及一种音频网纱的纳米双疏处理工艺。

背景技术

智能移动通讯设备已经成为生活中必不可少的交流工具，例如手机、手表、耳机、智能音箱、智能眼镜等以及智能抽油烟机、智能电饭煲、智能冰箱等智能家电产品。声音的传递为必备功能，为了使声音能够更通畅的传输，会在设备上开设若干小孔，例如听筒、话筒、扬声器等，这些声学部件非常脆弱，容易受到水、油、固体颗粒(灰尘、废物、危险碎片)的侵入，而使设备受到损害。主要解决方案是在外部开口上应用音频网纱进行防护。

目前应用的大多数音频网纱有两种，一种仅具有防尘的性能，可以阻挡部分固体颗粒，但对水、油不能防护；第二种音频网纱是疏水网纱，可有效的阻隔水滴入侵，但油滴可很快浸润，从而对电声部件造成威胁。而现如今人们在生活中越来越多的要求对油污的防护性，因此音频网纱需要同时具备疏水、疏油、防尘、不影响声音传输等功效。

现有的双疏处理中，都是采用浸轧工艺完成的，常用的碳8氟化物存在环保问题，已经逐渐被淘汰。短氟碳链试剂的疏油性能欠佳，最高的疏油角也小于115°。另外一种双疏效果较好的处理方式是，添加纳米颗粒增加涂层的粗糙结构，但涂层较厚附着性太差，不能应用于精密电子元器件中。

发明内容

本发明提供了音频网纱的纳米双疏处理工艺，采用性能优越的氟化物，通过简单高效的喷涂工艺，得到双疏音频网纱。

一种音频网纱的纳米双疏处理工艺，具体步骤如下：

（1）选取合适的纳米双疏溶液；

（2）按照特定结构进行模切做成音频网纱组件，将音频网纱、音频网纱组件进行除尘处理；

（3）将音频网纱或音频网纱组件，进行喷涂处理，形成纳米双疏层；

（4）将处理好的音频网纱、音频网纱组件进行全检，去除不良后包装。

步骤（1）中，双疏溶液主要成分为低表面能物质修饰的纳米颗粒、有机胶黏剂。低表面能纳米颗粒的浓度为0.2～3g/L，有机胶黏剂浓度为1～150mg/L。溶剂为乙醇。其中低表面能物质包括全氟聚醚硅氧烷、全氟聚醚丙烯酸酯、全氟聚醚、全氟丙烯酸酯、全氟烷基硅烷中的一种或多种；纳米颗粒包括二氧化硅、二氧化钛、氧化镁、氧化锌、碳纳米管、纳米黏土矿物中的一种或多种，纳米颗粒为两种不同粒径的组合，一种粒径为400～600nm，另外一种粒径为10～30nm，二者质量分数之比为1:5～4:5；有机粘结剂包括环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂中的一种或多种。

步骤（3）中，喷涂所用喷嘴直径0 .1～2mm的商用喷枪。以压缩空气为载气，经油水分离器净化后提供喷涂压力，控制在0.05～0.5MPa。调整喷斑为扇形，喷嘴距网纱或网纱组件表面5～30cm，转轴以0.5～10cm/s的速度带动基材进行喷涂。喷涂后经风刀吹干除去溶剂，然后经恒温通道进行高温固化，温度控制在常温～150℃。

低表面能物质修饰纳米颗粒后，使纳米颗粒具有小于30mN/m的极低表面能，有了疏水疏油的化学基础。在喷涂过程中，特定的喷涂压力能够将低表面能纳米颗粒均匀规整的粘覆于基材上，形成特定的不同尺度的粗糙结构，使涂层表面具备了类似荷叶微观形貌的双重微观结构，该结构在百纳米尺度的凸起基础上形成了更小的纳米尺度的小突起。若喷涂压力过大，形成的凸起粗糙度不够，双疏性能较差。相反的，若喷涂压力过小，雾化程度不够，不仅浪费原料而且涂层变厚，不能构筑粗糙结构。只有合适的喷涂压力、喷涂距离、带动速度，才能做到超双疏水、油接触角都在150°以上。

同时双疏溶液自流平性，使得纳米颗粒均匀的包覆在纤维表面，降低了方形网孔的不规整性，使得单个网孔从方形变为类圆形，使得每个网孔的孔径更均一。这更有利于声音的顺利传输，同时可起到消除尖锐声音，调和音频的作用。

有机胶黏剂沉积在纤维与纳米颗粒之间，增加了颗粒与纤维的粘结力，增加机械稳定性。

音频网纱的材质包括PET、PA、PP、、PBT、PE 、PEN、PEEK、棉或几种混纺。纤维直径为19～150微米，开孔大小为10-300微米。

所述的双疏音频网纱应用在手机、手表、耳机、智能音箱、智能眼镜等消费类电子以及智能抽油烟机、智能电饭煲、智能冰箱等智能家电产品的透声孔、透气孔，起到防水、防油、防脏污、防尘的作用，同时不影响音频和透气。

本发明的有益效果：

（1）纳米颗粒表面包裹低表面能聚合物，均匀的附着在音频网纱的纤维上，形成具有类荷叶结构的微纳表面，图1、图2中水、油接触角都在150°以上，双疏性能优越。

（2）防尘等级可达到IP6X，对生活中尘土、沙粒、铁屑等固体粉末污染物起到很好的防护作用，对水、油、牛奶、咖啡等液体污染物做到不粘。经双疏处理后音频网纱对于液体和粉末对声学部件的可能侵入可同时提供良好的保护。

（3）纳米双疏溶液中添加有机胶黏剂，可提高纳米层与音频网纱的结合力。

（4）在100～10KHz范围内具有稳定的频率响应，图3中频响曲线可以看出声损小于1dB，对声音的传输没有影响。图4中的失真曲线可以看出，纳米处理音频网纱可以降低失真性，能够起到消除尖锐声音，调和音频的作用。

（5）与被胶粘结的剥离力在300～1000 gf，附着性能优越。

（6）该工艺方法中双疏溶液的利用率高、工艺简便、可操作性强。

附图说明

图1是本发明纳米双疏网纱组件结构图。

图2是经过纳米双疏处理后音频网纱的水接触角图。

图3是经过纳米双疏处理后音频网纱的油接触角图

图4是经过纳米双疏处理后音频网纱的频响曲线图。

图5是经过纳米双疏处理后音频网纱的失真曲线图。

具体实施方式

选用全氟聚醚硅氧烷修饰的纳米二氧化硅颗粒，浓度为1.2g/L，其中粒径为600nm的二氧化硅与粒径为20nm的二氧化硅质量分数之比为2:1，环氧树脂为胶黏剂，浓度为15mg/L，在乙醇中进行超声分散得到的体系作为双疏溶液。

将成卷音频网纱，用一定的风量将表面的灰尘、细小杂质清除干净，进行除尘处理。

喷涂所用喷嘴直径0.5mm的商用喷枪。以压缩空气为载体，经油水分离器净化后提供喷涂压力，控制在0.2MPa。调整喷斑为扇形，喷嘴距网纱表面20cm，转轴以2cm/s的速度带动基材进行喷涂。

喷涂步骤后经风刀吹干，可快速除去乙醇，有利于纳米颗粒表面粗糙度的增加，从而提高接触角度。

风干步骤后经隧道炉快速高温固化，温度设定在120℃～130℃之间，有利于提高胶黏剂成分与基材的附着力。

最后经过智能检测系统或人工进行全检，去除不良品，包装。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡是在本发明创在的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明创的保护范围之内。

Claims (6)

1.经纳米双疏处理的音频网纱，用于电子元器件声音通孔；其特征在于，对水、油的接触角可以达到150°，滚动角小于10°，达到超双疏；配合结构具有至少IP67等级的防护特性；在起到防尘、防水、防油、抗污作用的同时，不影响声音的传输，在100～10KHz范围内具有稳定的频率响应，起到消除尖锐声音，调和音频的作用。

2.一种音频网纱的纳米双疏处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（1）选取合适的纳米双疏溶液；（2）按照特定结构进行模切做成音频网纱组件，将音频网纱、音频网纱组件进行除尘处理；（3）将音频网纱或音频网纱组件，进行喷涂处理，形成纳米双疏层；（4）将处理好的音频网纱、音频网纱组件进行全检，去除不良后包装。

3.步骤（1）中，双疏溶液主要成分为低表面能物质修饰的纳米颗粒、有机胶黏剂；低表面能纳米颗粒的浓度为0.2～3g/L，有机胶黏剂浓度为1～150mg/L；溶剂为乙醇；其中低表面能物质包括全氟聚醚硅氧烷、全氟聚醚丙烯酸酯、全氟聚醚、全氟丙烯酸酯、全氟烷基硅烷中的一种或多种；纳米颗粒包括二氧化硅、二氧化钛、氧化镁、氧化锌、碳纳米管、纳米黏土矿物中的一种或多种，纳米颗粒为两种不同粒径的组合，一种粒径为400～600nm，另外一种粒径为10～30nm，二者质量分数之比为1:5～4:5；有机粘结剂包括环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂中的一种或多种的组合。

4.步骤（3）中，喷涂所用喷嘴直径0 .1～2mm的商用喷枪；以压缩空气为载气，经油水分离器净化后提供喷涂压力，控制在0.05～0.5MPa；调整喷斑为扇形，喷嘴距网纱或网纱组件表面5～30cm，转轴以0.5～10cm/s的速度带动基材进行喷涂；喷涂后经风刀吹干除去溶剂，然后经恒温通道进行高温固化，温度控制在常温～150℃；形成具有微纳结构的纳米层，厚度在50～2500纳米。

5.权利要求1-4任一所述的双疏音频网纱应用在手机、手表、耳机、智能音箱、智能眼镜等消费类电子以及智能抽油烟机、智能电饭煲、智能冰箱等智能家电产品的透声、透气孔，包括音频窗口、喇叭、扬声器、听筒、透气孔、压力平衡孔等。

6.音频网纱的材质包括PET、PA、PP、、PBT、PE 、PEN、PEEK、棉或几种混纺，纤维直径为19～150微米，开孔大小为10～300微米。

Images