CN112876277B - 一种声学增强材料块及其制作方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种声学增强材料块及其制作方法与应用，所述声学增强材料块是以包括多孔材料、粘结剂、成孔助剂或气体、填料及水在内的组分为原料采用发泡冻干工艺、冷冻发泡工艺或烧结成形工艺制得；所述声学增强材料块内部至少具有三级孔道，其中，第一级孔道包括多孔材料所具有的微孔，第二级孔道包括多孔材料之间、多孔材料与填料之间以及填料与填料之间所形成的孔道，第三级孔道包括由成孔助剂或气体形成的空腔。将本发明提供的声学增强材料块填充于电子设备的扬声器谐振腔内，可虚拟增大扬声器谐振腔的容积，使扬声器在体积较小的条件下达到更好的声音质量，具有更优异的声音性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种声学增强材料块及其制作方法与应用，属于电声产品技术领域。
背景技术
近几年随着科技快速发展，人们已经越发变得互联化，其结果是推动了一系列电子设备的出现与发展。从手机、平板电脑到智能音箱、TWS耳机、VR、AR等，人们不断追求着使用现代科技带来感官上的刺激。声学技术则是为实现这类要求而必不可少的一员。
随着手机等移动终端设备的不断发展，其对音频质量要求也越来越高。一般来说，扬声器后腔增大，性能随之提升，而在手机等移动终端中，没有允余的空间留给扬声器模组。目前本领域普遍采用的做法之一是在扬声器后腔中填入声学增强材料(如在扬声器后腔中灌装颗粒状声学增强材料或者在扬声器后腔中装填块状声学增强材料)，虚拟增大后腔的容积，以提升扬声器整体性能。
但是，颗粒状声学增强材料在灌装时难以灌装或不能完全灌满，使扬声器后腔内留有一定空隙。扬声器工作时，音圈带动后壳内气体震动，使得填充在后腔的声学增强材料一起震动，影响听感；由于声学增强材料填充量直接影响扬声器的ΔF0，颗粒状声学增强材料填充量低会影响后腔空间的利用率；此外，震动也会导致颗粒状声学增强材料在碰撞过程中产生落粉、破碎，脱落的粉末会穿过网布扩散至扬声器内部，损坏扬声器。
采用本领域现有常规技术制造块状声学增强材料，气体难以有效到达所制造得到的材料内部，影响材料性能；此外，由于材料本身的性质，如产品的强度不足，长期使用时有较大的碎裂、落粉风险；另，目前本领域现有技术中也有将成形好的颗粒状声学增强材料粘结成块的报道，但使用粘合剂处理颗粒时，难以避免的会有粘合剂堵塞颗粒中存在的孔道，影响性能。
因此，提供一种声学增强材料块及其制作方法与应用已经成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述的缺点和不足，本发明的一个目的在于提供一种声学增强材料块。
本发明的另一个目的还在于提供以上所述声学增强材料块的制作方法。
本发明的又一个目的还在于提供以上所述声学增强材料块在在电子设备中的应用。
本发明的再一个目的还在于提供一种电子设备，所述电子设备的扬声器谐振腔中填充有以上所述声学增强材料块。
为了实现以上目的，一方面，本发明提供了一种声学增强材料块，其中，所述声学增强材料块是以包括多孔材料、粘结剂、成孔助剂或气体、填料及水在内的组分为原料采用发泡冻干工艺、冷冻发泡工艺或烧结成形工艺制得；
所述声学增强材料块内部至少具有三级孔道，其中，第一级孔道包括多孔材料所具有的微孔，第二级孔道包括多孔材料之间、多孔材料与填料之间以及填料与填料之间所形成的孔道，第三级孔道包括由成孔助剂或气体形成的空腔。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述多孔材料为多孔材料微粒，其粒径(直径)范围为0.1-10μm；即所述第二级孔道包括多孔材料微粒之间所形成的孔道。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述第一级孔道的尺寸范围为0.4-0.7nm；所述第二级孔道的尺寸范围为50nm-30μm；所述第三级孔道的尺寸范围为100nm-500μm。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述空腔中的一个或多个与声学增强材料块块体外部连通。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述空腔包括闭合空腔和/或开放空腔(相互连通的空腔结构)。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一较为优选的实施方式，其中，所述第三级孔道均布于所述声学增强材料块的块体内部。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述声学增强材料块内部还包括第四级孔道，所述第四级孔道的尺寸范围为200-600μm。
在本发明一具体实施方式中，所述第四级孔道是采用包括钻、刺、压制、开槽或模制在内的方法于声学增强材料块内部形成的。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述孔道可以是任意形状。例如在本发明的具体实施例中，所述孔道可为圆形孔、椭圆形孔、跑道形孔、方形孔或不规则形状孔中的一种或几种。并且本领域技术人员也可以根据孔道的具体形状采用本领域常规方法确定其尺寸。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述第四级孔道可以是通孔或盲孔。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述气体包括氮气、氧气、二氧化碳或压缩空气。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述成孔助剂至少包括发泡剂或者造孔剂。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述发泡剂包括碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠或过氧化氢。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述造孔剂包括碳酸铵、碳酸氢铵或炭黑。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述多孔材料包括分子筛、活性炭、MOF材料中的一种或几种的组合。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述分子筛的Si/M质量比不小于200，其中，M包括Fe、Al或Ti。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述分子筛为分子筛微粒，其粒径(直径)大于0.1μm。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述分子筛包括MFI、FER、CHA、IHW、IWV、ITE、UTL、VET、MEL和MTW结构分子筛中的一种或几种的组合。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述粘结剂包括有机粘结剂和/或无机粘结剂。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述有机粘结剂包括聚丙烯酸酯悬浮液、聚苯乙烯醋酸盐悬浮液、聚乙烯醋酸盐悬浮液、聚乙基乙烯醋酸盐悬浮液及聚丁二橡胶悬浮液中的一种或几种的组合。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述无机粘结剂包括硅溶胶、铝溶胶、拟薄水铝石(SB粉)中的一种或几种的组合。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述填料包括氧化铝、二氧化硅、碳酸钙、蒙脱土、高岭土、云母粉、滑石粉、蛭石粉、凹凸棒土、海波石、水镁石、玻璃纤维、晶须材料中的一种或几种的组合。
本发明所用以上填料包括颗粒状填料、层片状填料和/或纤维状填料；作为本发明以上所述声学增强材料块的一较为优选实施方式，其中，所述填料包括层片状填料和/或纤维状填料。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述层片状填料包括云母粉、滑石粉。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述纤维状填料包括海波石、水镁石、晶须材料及玻璃纤维。
其中，制作本发明所提供的声学增强材料块时添加填料，可使所述声学增强材料块在具有多孔结构的情况下，还具备足够的机械强度，保证所述声学增强材料块使用过程中的可靠性，同时不会影响声学增强材料块的声学性能。
此外，由于所选用的多孔材料包括分子筛(具体为分子筛微粒)、活性炭、MOF等材料，并且粘结剂的使用量又受到声学增强材料块声学性能的限制，粘合强度有限，实际使用中很容易出现分子筛微粒从声学增强材料块表面脱落，以及多孔颗粒状声学增强材料块碎裂的情况。添加所述的填料(结构补强填料)后，可以增强粘结剂的粘合性能；另，所使用的层片状填料还会在声学增强材料块界面处堆积形成保护层，从而达到防止分子筛微粒脱落的效果；所使用的纤维状填料可以吸收并传递施加在声学增强材料块上的应力，增加声学增强材料块的韧性，降低碎裂风险。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述原料还包括增稠剂。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，以所述多孔材料的总重量为100％计，所述增稠剂的用量为0.1-2％。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述增稠剂包括海藻酸钠、PVP、CMC、PVA中的一种或几种的组合。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述声学增强材料块是采用包括如下步骤的冷冻发泡工艺制得：
(1)将水、多孔材料、发泡剂、有机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，形成均布有细密气泡的混合物；或者将水、多孔材料、有机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，再注入气体搅拌混合均匀，形成均布有细密气泡的混合物；
(2)对所述均布有细密气泡的混合物进行急速冷冻处理至混合物的温度降至-20℃以下，得到冷冻成形的混合物；
(3)对冷冻成形的混合物进行冷冻干燥处理；
(4)再对冷冻干燥处理后所得产物进行烘烤脱水处理，得到所述声学增强材料块；
或者，所述声学增强材料块是采用包括如下步骤的发泡冻干工艺制得：
步骤1：将水、多孔材料、有机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，形成均匀的混合物；
步骤2：对所述混合物进行抽真空处理直至体系压力为500-5000Pa，以使所述混合物发泡，得到发泡后的混合物；
步骤3：对发泡后的混合物进行冷冻干燥处理；
步骤4：再对冷冻干燥处理后所得产物进行烘烤脱水处理，得到所述声学增强材料块；
或者，所述声学增强材料块是采用包括如下步骤的烧结成形工艺制得：
1)将水、多孔材料、造孔剂、无机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，得到混合物；
2)对所述混合物进行压模处理；
3)再对压模处理所得产物进行焙烧，得到所述声学增强材料块。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，步骤(1)中，以所述多孔材料的总重量为100％计，发泡剂的用量为0.05-2％，有机粘结剂的用量为2-10％，填料的用量为1-20％，水的用量为80-120％，其中，有机粘结剂的用量以有机粘结剂中的固体组分的用量计。
另，本发明对步骤(1)中所用气体的量不做具体要求，本领域技术人员可以根据现场实际作业需要以及所需制得的声学增强材料块确定气体的使用量，只要保证可以实现本发明的目的即可。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，步骤(3)中，冷冻干燥为-40℃至-90℃冷冻干燥4-48h。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，步骤(4)中，所述烘烤脱水处理的温度大于100℃，时间为1-5h。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，步骤1中，以所述多孔材料的总重量为100％计，有机粘结剂的用量为2-10％，填料的用量为1-20％，水的用量为80-120％，其中，有机粘结剂的用量以有机粘结剂中的固体组分的用量计。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，步骤3中，冷冻干燥为-40℃至-90℃冷冻干燥4-48h。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，步骤4中，所述烘烤脱水处理的温度大于100℃，时间为1-5h。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，步骤3)中，所述焙烧为500-600℃焙烧3-8h。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，步骤1)中，以所述多孔材料的总重量为100％计，造孔剂的用量为0.05-2％，无机粘结剂的用量为2-10％，填料的用量为1-20％，水的用量为80-120％，其中，无机粘结剂的用量以无机粘结剂中的固体组分的用量计。
其中，所述压模处理为本领域常规技术手段，本领域技术人员可以根据现场作业需要合理进行操作。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，当制作所述声学增强材料块使用发泡剂时，为了获得更好的性能，可以配合使用稳泡剂等添加剂。
当所述原料还包括增稠剂或者稳泡剂时，所述增稠剂或者稳泡剂在步骤(1)或者步骤1)中随其他原料一并进行添加即可。
作为本发明以上所述声学增强材料块的一具体实施方式，其中，所述声学增强材料块的形状可以是长方体、正方体、圆柱体或任意不规则形状，其能够以单块整体，或多块组合的形式填入扬声器谐振腔内。
本发明对所述声学增强材料块的尺寸不做具体要求，本领域技术人员可以根据实际需要确定其尺寸，如在本发明一具体实施方式中，所述声学增强材料块块体的总长为5-40mm，总宽为1-30mm，总高为0.2-10mm。
此外，所述声学增强材料块为单块整体时，其可以通过模具直接成形(注模成型)获得，如欲获得多块声学增强材料块并将多块声学增强材料块组合后填入扬声器谐振腔时，可以通过对单块整体声学增强材料块进行切削获取得到所需要形状的多块声学增强材料块，并将所获得的多块声学增强材料块组合后填入扬声器谐振腔内，以使声学增强材料块可与所述扬声器谐振腔完全贴合。
另一方面，本发明还提供了以上所述的声学增强材料块的制作方法，其中，所述制作方法包括：
(1)将水、多孔材料、发泡剂、有机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，形成均布有细密气泡的混合物；或者将水、多孔材料、有机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，再注入气体搅拌混合均匀，形成均布有细密气泡的混合物；
(2)对所述均布有细密气泡的混合物进行急速冷冻处理至混合物的温度降至-20℃以下，得到冷冻成形的混合物；
(3)对冷冻成形的混合物进行冷冻干燥处理；
(4)再对冷冻干燥处理后所得产物进行烘烤脱水处理，得到所述声学增强材料块；
或者；
步骤1：将水、多孔材料、有机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，形成均匀的混合物；
步骤2：对所述混合物进行抽真空处理直至体系压力为500-5000Pa，以使所述混合物发泡，得到发泡后的混合物；
步骤3：对发泡后的混合物进行冷冻干燥处理；
步骤4：再对冷冻干燥处理后所得产物进行烘烤脱水处理，得到所述声学增强材料块；
或者；
1)将水、多孔材料、造孔剂、无机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，得到混合物；
2)对所述混合物进行压模处理；
3)再对压模处理所得产物进行焙烧，得到所述声学增强材料块。
本发明所提供的以上所述的声学增强材料块的制作方法工艺简单，利于规模化生产；并可以制得任意形状的声学增强材料块，进而可以降低扬声器模组谐振腔的设计难度。
在本发明所提供的声学增强材料块的制作方法中，采用化学或物理方法使原料混合物体系发泡，于所述原料混合物体系中形成均布细密微纳米气泡，用以在声学增强材料块中形成孔道(第三级孔道)；具体而言，可以采用发泡剂形成细密微纳米气泡，同时还可以配合发泡剂添加稳泡剂等助剂，以使微纳米气泡在浆液中不发生团聚并均匀分散；也可以将气体注入原料混合物体系中并打散以形成稳定，均匀的微纳米气泡。
又一方面，本发明还提供了以上所述声学增强材料块在电子设备中的应用。
再一方面，本发明还提供了一种电子设备，其中，所述电子设备的扬声器谐振腔中填充有以上所述声学增强材料块。
作为本发明以上所述电子设备的一具体实施方式，其中，所述电子设备例如可以为移动终端设备。
作为本发明以上所述电子设备的一具体实施方式，其中，所述电子设备为需要轻量化、小型化设计的电子设备，具体包括智能手机、智能手表、平板电脑、智能眼镜、VR眼镜、智能电视、智能音箱及轻薄笔记本电脑。
本发明所提供的声学增强材料块内部包含多级孔道结构，可保证该声学增强材料块工作时，其中的多孔材料(如分子筛材料)充分接触介质气体，发挥气体吸脱附作用以达到吸声的目的。
将本发明提供的声学增强材料块填充于电子设备的扬声器谐振腔内，可虚拟增大扬声器谐振腔的容积，使扬声器在体积较小的条件下达到更好的声音质量，具有更加优异的声音性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中所提供的声学增强材料块表面处的CCD显微镜图。
图2为本发明实施例2中所提供的声学增强材料块表面处的CCD显微镜图。
图3为本发明实施例2中所提供的声学增强材料块内部第一级孔道、第二级孔道的结构示意图。
图4为本发明实施例2中所提供的声学增强材料块内部第三级孔道、第四级孔道的结构示意图。
图5为对比例1中所提供的声学增强材料块的SEM图。
主要附图标号说明：
11、第一级孔道；
12、第二级孔道；
13、第三级孔道；
14、第四级孔道；
15、沸石粒子；
16、填料；
17、闭合空腔；
18、相互连通的空腔结构。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种声学增强材料块，其是采用包括如下步骤的方法制得：
(1)将50g水、50g分子筛微粒(沸石粒子，平均粒径为1.4μm)、2.5g填料(云母粉)、2g(以固含量计)有机粘结剂(聚丙烯酸酯悬浮液)、0.1g过氧化氢及0.05g增稠剂(CMC)充分搅拌混合均匀，得到均一混合物；
(2)室温下，将该混合物注入模具，并将模具浸入液氮中使所述混合物急速降温至-20℃以下，得到冷冻成形的混合物；
(3)对所述冷冻成形的混合物进行冷冻干燥处理，所述冷冻干燥处理的温度为-40℃至-90℃，时间为6h；
(4)将冷冻干燥后的产品放入温度大于100℃的烘箱中进行烘烤脱水处理3h后，得到所述声学增强材料块。
对本实施例制得的声学增强材料块进行CDD显微镜分析，所得结果如图1所示，从图1中可以看出，所述声学增强材料块产品内部具有第一级孔道、第二级孔道及第三级孔道，其中，第一级孔道包括多孔材料所具有的微孔，第二级孔道包括多孔材料之间、多孔材料与填料之间以及填料与填料之间所形成的孔道，第三级孔道包括由发泡剂过氧化氢形成的闭合空腔17和相互连通的空腔结构18；
所述第一级孔道的孔径(直径)范围为0.4-0.7nm；所述第二级孔道的孔径(直径)范围为50nm-30μm；所述第三级孔道的孔径(直径)范围为200-500μm。
实施例2
本实施例提供了一种声学增强材料块，其是采用包括如下步骤的制作方法制得：
(1)将50g水、50g分子筛微粒(沸石粒子，平均粒径为1.4μm)、2.5g填料(云母粉)15、2g(以固含量计)有机粘结剂(聚丙烯酸酯悬浮液)、0.1g过氧化氢及0.05g增稠剂(CMC)充分搅拌混合均匀，得到均一混合物；
(2)室温下，将该混合物注入模具，并将模具浸入液氮中使所述混合物急速降温至-20℃以下，得到冷冻成形的混合物；
(3)对冷冻成形的混合物进行冷冻干燥处理，所述冷冻干燥处理的温度为-40℃至-90℃，时间为6h；
(4)将冷冻干燥后的产品放入温度大于100℃的烘箱中进行烘烤脱水处理3h；
(5)使用阵列针将烘烤处理后的产品扎出贯通块体的阵列孔后，得到所述声学增强材料块。
对本实施例制得的声学增强材料块进行CDD显微镜分析，所得结果如图2所示，从图2中可以看出，所述声学增强材料块产品内部具有第一级孔道、第二级孔道、第三级孔道13及第四级孔道14；其中，第一级孔道包括多孔材料所具有的微孔，第二级孔道包括多孔材料之间、多孔材料与填料之间以及填料与填料之间所形成的孔道，第三级孔道包括由发泡剂过氧化氢形成的闭合空腔17和相互连通的空腔结构18，第四级孔道为由阵列针于声学增强材料块扎出的贯通块体的阵列孔；
所述第一级孔道的孔径(直径)范围为0.4-0.7nm；所述第二级孔道的孔径(直径)范围为50nm-30μm；所述第三级孔道的孔径(直径)范围为200-500μm；所述第四级孔道的孔径范围为450-600μm。
另外，为了更加清楚地展示本实施例所提供的声学增强材料块的内部孔道结构，现提供如图3-图4所示的声学增强材料块的内部孔道结构示意图，从图3及图4中可以更加清楚地看出所述声学增强材料块内部具有第一级孔道11、第二级孔道12、第三级孔道13及第四级孔道14；第一级孔道11包括沸石粒子15所具有的微孔，第二级孔道包括沸石粒子15之间、沸石粒子15与填料16之间以及填料16之间所形成的孔道，第三级孔道13包括由发泡剂过氧化氢形成的闭合空腔和相互连通的空腔结构形成的孔道，第四级孔道为由阵列针于声学增强材料块扎出的贯通块体的阵列孔。从图4中还可以看出，第三级孔道13均布于所述声学增强材料块体中，为闭合空腔和相互连通的空腔结构；第四级孔道14为贯穿块体的通孔孔道结构。
对比例1
本对比例提供了一种声学增强材料块，其是采用包括如下步骤的制作方法制得：
(1)将50g水、50g分子筛微粒(沸石粒子，平均粒径为1.4μm)、2.5g填料(云母粉)、2g(以固含量计)有机粘结剂(聚丙烯酸酯悬浮液)及0.05g增稠剂(CMC)充分搅拌混合均匀，得到均一混合物；
(2)室温下，将该混合物注入模具，并将模具浸入液氮中使所述混合物急速降温至-20℃以下，得到冷冻成形的混合物；
(3)对冷冻成形的混合物进行冷冻干燥处理，所述冷冻干燥处理的温度为-40℃至-90℃，时间为6h；
(4)将冷冻干燥后的产品放入温度大于100℃的烘箱中进行烘烤脱水处理3h后，得到所述声学增强材料块。
对本对比例制得的声学增强材料块进行SEM分析，所得结果如图5所示，从图5中可以看出，所述声学增强材料块产品内部仅具有第一级孔道和第二级孔道；其中，第一级孔道包括多孔材料所具有的微孔，第二级孔道包括多孔材料之间、多孔材料与填料之间以及填料与填料之间所形成的孔道，所述第一级孔道的孔径(直径)范围为0.4-0.7nm；所述第二级孔道的孔径(直径)范围为50nm-30μm。
对比例2
本对比例提供了一种声学增强材料块，其是采用包括如下步骤的制作方法制得：
(1)将50g水、50g分子筛微粒(沸石粒子，平均粒径为1.4μm)、2.5g填料(云母粉)、2g(以固含量计)有机粘结剂(聚丙烯酸酯悬浮液)及0.05g增稠剂(CMC)充分搅拌混合均匀，得到均一混合物；
(2)室温下，将该混合物注入模具，并将模具浸入液氮中使所述混合物急速降温至-20℃以下，得到冷冻成形的混合物；
(3)对冷冻成形的混合物进行冷冻干燥处理，所述冷冻干燥处理的温度为-40℃至-90℃，时间为6h；
(4)将冷冻干燥后的产品放入温度大于100℃的烘箱中进行烘烤脱水处理3h；
(5)使用阵列针将烘烤处理后的产品扎出贯通块体的阵列孔后，得到所述声学增强材料块。
本对比例提供的声学增强材料块产品内部仅具有第一级孔道、第二级孔道和第四孔道；其中，第一级孔道包括多孔材料所具有的微孔，第二级孔道包括多孔材料之间、多孔材料与填料之间以及填料与填料之间所形成的孔道，第四级孔道包括由阵列针于声学增强材料块扎出的贯通块体的通孔，所述第一级孔道的孔径(直径)范围为0.4-0.7nm；所述第二级孔道的孔径(直径)范围为50nm-30μm，所述第四孔道的孔径范围为450-600μm。
测试例1
对本发明实施例1-2及对比例1-2制得的声学增强材料块以及本领域现有常规吸音颗粒产品分别进行声学性能测试，声学性能的具体测试方法可以参考中国专利CN105049997A中第0049-0054段所示的“电阻抗的测量”方法进行，其中，测试工装测试条件为0.2cc后腔空间，100％体积装填，所得测试结果如下表1所示。
表1
| 样品 | 谐振频率降低ΔF0(Hz) |
| 实施例1 | 92 |
| 实施例2 | 118 |
| 对比例1 | 46 |
| 对比例2 | 78 |
| CN105049997A中的吸音颗粒108 | 112 |
从以上表1可以看出，在声学增强材料体积相同的前提下，本发明实施例2制得的声学增强材料块的性能优于本领域现有常规吸音颗粒产品的性能。
由以上表1中还可以看出，实施例1中提供的具有第一级孔道、第二级孔道、第三级孔道的声学增强材料块的性能分别优于对比例1中提供的仅具有第一级孔道、第二级孔道的声学增强材料块的性能及对比例2中提供的具有第一级孔道、第二级孔道、第四级孔道的声学增强材料块的性能；
实施例2中提供的具有全部四级孔道的声学增强材料块的性能分别显著优于实施例1中提供的仅具有第一级孔道、第二级孔道、第三级孔道的声学增强材料块的性能以及对比例2中提供的具有第一级孔道、第二级孔道、第四级孔道的声学增强材料块的性能。
此外，与在扬声器谐振腔内填装颗粒型声学增强材料相比，填装本发明所提供的声学增强材料块不会出现由于颗粒摩擦碰撞而产生的发热、杂音、落粉等问题；同时，声学增强材料块的装填工艺简单，也更有利于充分利用扬声器谐振腔的空间。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。
Claims (23)
1.一种声学增强材料块，其特征在于，所述声学增强材料块是以包括多孔材料、粘结剂、成孔助剂或气体、填料及水在内的组分为原料采用发泡冻干工艺、冷冻发泡工艺或烧结成形工艺制得；其中，所述填料包括层片状填料和/或纤维状填料，所述层片状填料为云母粉和/或滑石粉，所述纤维状填料为海波石、水镁石、晶须材料及玻璃纤维中的一种或者几种的组合；所述成孔助剂至少包括发泡剂或者造孔剂；
以所述多孔材料的总重量为100％计，填料的用量为1-20％；
所述声学增强材料块内部包括四级孔道，其中，第一级孔道包括多孔材料所具有的微孔，第二级孔道包括多孔材料之间、多孔材料与填料之间以及填料与填料之间所形成的孔道，第三级孔道包括由成孔助剂或气体形成的空腔，所述空腔均布于所述声学增强材料块的块体内部，且空腔中的一个或多个与声学增强材料块块体外部连通，第四级孔道是采用包括钻、刺、压制、开槽或模制在内的方法于声学增强材料块内部形成的。
2.根据权利要求1所述的声学增强材料块，其特征在于，所述第一级孔道的尺寸范围为0.4-0.7nm；所述第二级孔道的尺寸范围为50nm-30μm；所述第三级孔道的尺寸范围为100nm-500μm。
3.根据权利要求1或2所述的声学增强材料块，其特征在于，所述第四级孔道的尺寸范围为200-600μm。
4.根据权利要求1或2所述的声学增强材料块，其特征在于，所述气体包括氮气、氧气、二氧化碳或压缩空气。
5.根据权利要求1或2所述的声学增强材料块，其特征在于，所述发泡剂包括碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠或过氧化氢。
6.根据权利要求1或2所述的声学增强材料块，其特征在于，所述造孔剂包括碳酸铵、碳酸氢铵或炭黑。
7.根据权利要求1或2所述的声学增强材料块，其特征在于，所述多孔材料包括分子筛、活性炭、MOF材料中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求7所述的声学增强材料块，其特征在于，所述分子筛的Si/M质量比不小于200，其中，M包括Fe、Al或Ti。
9.根据权利要求8所述的声学增强材料块，其特征在于，所述分子筛包括MFI、FER、CHA、IHW、IWV、ITE、UTL、VET、MEL和MTW结构分子筛中的一种或几种的组合。
10.根据权利要求1或2所述的声学增强材料块，其特征在于，所述粘结剂包括有机粘结剂和/或无机粘结剂。
11.根据权利要求10所述的声学增强材料块，其特征在于，所述有机粘结剂包括聚丙烯酸酯悬浮液、聚苯乙烯醋酸盐悬浮液、聚乙烯醋酸盐悬浮液、聚乙基乙烯醋酸盐悬浮液及聚丁二橡胶悬浮液中的一种或几种的组合。
12.根据权利要求10所述的声学增强材料块，其特征在于，所述无机粘结剂包括硅溶胶、铝溶胶、拟薄水铝石中的一种或几种的组合。
13.根据权利要求1或2所述的声学增强材料块，其特征在于，所述原料还包括增稠剂。
14.根据权利要求13所述的声学增强材料块，其特征在于，以所述多孔材料的总重量为100％计，所述增稠剂的用量为0.1-2％。
15.根据权利要求14所述的声学增强材料块，其特征在于，所述增稠剂包括海藻酸钠、PVP、CMC、PVA中的一种或几种的组合。
16.根据权利要求1或2所述的声学增强材料块，其特征在于，所述声学增强材料块是采用包括如下步骤的冷冻发泡工艺制得：
步骤(1)将水、多孔材料、发泡剂、有机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，形成均布有细密气泡的混合物；或者将水、多孔材料、有机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，再注入气体搅拌混合均匀，形成均布有细密气泡的混合物；
步骤(2)对所述均布有细密气泡的混合物进行急速冷冻处理至混合物的温度降至-20℃以下，得到冷冻成形的混合物；
步骤(3)对冷冻成形的混合物进行冷冻干燥处理；
步骤(4)再对冷冻干燥处理后所得产物进行烘烤脱水处理，得到所述声学增强材料块；
或者，所述声学增强材料块是采用包括如下步骤的发泡冻干工艺制得：
步骤1：将水、多孔材料、有机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，形成均匀的混合物；
步骤2：对所述混合物进行抽真空处理直至体系压力为500-5000Pa，以使所述混合物发泡，得到发泡后的混合物；
步骤3：对发泡后的混合物进行冷冻干燥处理；
步骤4：再对冷冻干燥处理后所得产物进行烘烤脱水处理，得到所述声学增强材料块；
或者，所述声学增强材料块是采用包括如下步骤的烧结成形工艺制得：
步骤1)将水、多孔材料、造孔剂、无机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，得到混合物；
步骤2)对所述混合物进行压模处理；
步骤3)再对压模处理所得产物进行焙烧，得到所述声学增强材料块。
17.根据权利要求16所述的声学增强材料块，其特征在于，步骤(1)中，以所述多孔材料的总重量为100％计，发泡剂的用量为0.05-2％，有机粘结剂的用量为2-10％，填料的用量为1-20％，水的用量为80-120％，其中，有机粘结剂的用量以有机粘结剂中的固体组分的用量计。
18.根据权利要求16所述的声学增强材料块，其特征在于，步骤1中，以所述多孔材料的总重量为100％计，有机粘结剂的用量为2-10％，填料的用量为1-20％，水的用量为80-120％，其中，有机粘结剂的用量以有机粘结剂中的固体组分的用量计。
19.根据权利要求16所述的声学增强材料块，其特征在于，步骤1)中，以所述多孔材料的总重量为100％计，造孔剂的用量为0.05-2％，无机粘结剂的用量为2-10％，填料的用量为1-20％，水的用量为80-120％，其中，无机粘结剂的用量以无机粘结剂中的固体组分的用量计。
20.权利要求1-19任一项所述的声学增强材料块的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
步骤(1)将水、多孔材料、发泡剂、有机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，形成均布有细密气泡的混合物；或者将水、多孔材料、有机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，再注入气体搅拌混合均匀，形成均布有细密气泡的混合物；
步骤(2)对所述均布有细密气泡的混合物进行急速冷冻处理至混合物的温度降至-20℃以下，得到冷冻成形的混合物；
步骤(3)对冷冻成形的混合物进行冷冻干燥处理；
步骤(4)再对冷冻干燥处理后所得产物进行烘烤脱水处理，得到所述声学增强材料块；
或者；
步骤1：将水、多孔材料、有机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，形成均匀的混合物；
步骤2：对所述混合物进行抽真空处理直至体系压力为500-5000Pa，以使所述混合物发泡，得到发泡后的混合物；
步骤3：对发泡后的混合物进行冷冻干燥处理；
步骤4：再对冷冻干燥处理后所得产物进行烘烤脱水处理，得到所述声学增强材料块；
或者；
步骤1)将水、多孔材料、造孔剂、无机粘结剂、填料充分搅拌混合均匀，得到混合物；
步骤2)对所述混合物进行压模处理；
步骤3)再对压模处理所得产物进行焙烧，得到所述声学增强材料块。
21.权利要求1-19任一项所述声学增强材料块在电子设备中的应用。
22.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备的扬声器谐振腔中填充有权利要求1-19任一项所述声学增强材料块。
23.根据权利要求22所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括智能手机、智能手表、平板电脑、智能眼镜、VR眼镜、智能电视、智能音箱及轻薄笔记本电脑。
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