CN113411737B - 用于微型扬声器的音膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于微型扬声器的音膜及其制备方法，所述音膜为单层音膜或多层音膜，包括至少一层经化学交联的热塑性聚酯弹性体，其中：在不高于热塑性聚酯弹性体的化学交联前软化温度加上40℃的温度范围内，所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体由流变曲线测量的损耗因子小于或等于0.4；并且所述经交联的热塑性聚酯弹性体具有在7％至30％范围内的屈服应变。根据本发明的技术方案的用于微型扬声器的音膜易于通过热成型制备，同时具有适当的模量、良好的强度、弹性和热稳定性。

Description

用于微型扬声器的音膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及关于声学器件的技术领域，具体而言，本发明提供一种用于微型扬声器的音膜以及一种制备用于微型扬声器的音膜的方法。
背景技术
随着手机行业的快速发展，客户对于手机多媒体应用的需求日益增加，对手机声音的品质要求也进一步提高。微型扬声器作为手机的发声部件，其发声品质直接决定了手机的多媒体音效。微型扬声器的发声原理在于音圈在电磁力的作用下推动音膜振动，进而推动空气产生声音。音膜的作用是推动空气，提供阻尼并且在振动期间保持快速的响应。音膜振动的稳定性直接决定了扬声器的发声品质。
其一，用于微型扬声器的音膜应具有一定的刚性和强度，以产生高的声压以及较宽的频率覆盖范围；其二，用于微型扬声器的音膜应具有高度阻尼性，以具有流畅的频率响应特性；其三，用于微型扬声器的音膜应具有高回弹性能，以具有较大的振幅，使扬声器具有高音量。但很难找到一种材料同时具有高刚性和良好的阻尼性。通常需要在膜材料的刚性和阻尼性方面做出折衷，或者将刚性材料与高度阻尼性材料组合。此外，也很难有一种材料同时具有高刚性、高强度和高回弹性。
早期的微型扬声器的音膜通常采用单层的塑性材料膜片，包括例如聚丙烯(PP)膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚酰亚胺(PI)膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜、聚醚醚酮(PEEK)膜等。这些塑性材料的玻璃化转变温度Tg较高，可以在较高的使用温度下保持高刚性，维持音膜的形状；同时还可以产生高声压，覆盖较宽的频率范围。但音膜材料的玻璃化转变温度Tg过高，也会增加音膜制备过程中热成型工艺的难度，因为热成型的温度需要高于塑性材料的玻璃化转变温度Tg。
随着终端用户对扬声器音质及音量要求的提高，逐渐出现了包括如上所述的塑料膜片的多层复合膜结构，包括三层膜、五层膜及七层膜结构。在多层膜结构设计中采用了阻尼胶层，其主要作用在于提升音膜振膜的稳定性、控制膜片f0和降低失真，进而提升音质。通常采用的阻尼胶层的材质包括亚克力阻尼胶、有机硅阻尼压敏胶等等。采用了阻尼层的多层音膜可以具有较流畅的频率响应，但由于音膜中的塑性材料膜片刚性较强，回弹性能较差，音膜可适用的振幅(音量)很小。
热塑性弹性体材料具有较好的回弹性能，可以提高音膜的振幅，改善音膜耐水性和气密性。但热塑性弹性体材料很难用作音膜材料，原因在于其本身仅有物理交联，导致抗疲劳性和耐高温性能相对较差。当音膜的工作温度超出热塑性弹性体材料的热成型温度后，音膜会变软并永久变形，造成结构失效。
目前本行业中对于制造工艺简单、具有良好回弹性、高刚性和高强度的用于微型扬声器的音膜仍存在巨大的需求。因此，开发一种易于通过热成型制备，同时具有适当的模量，良好的强度、弹性和热稳定性的用于微型扬声器的音膜具有重要的意义。
发明内容
从以上阐述的技术问题出发，本发明的目的是提供一种用于微型扬声器的音膜及其制备方法，根据本发明的技术方案的用于微型扬声器的音膜易于通过热成型制备，具有适当的模量，良好的强度、弹性和热稳定性。
本发明人经过深入细致的研究，完成了本发明。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于微型扬声器的音膜，所述音膜为单层音膜或多层音膜，包括至少一层经化学交联的热塑性聚酯弹性体，其中：在不高于热塑性聚酯弹性体的化学交联前软化温度加上40℃的温度范围内，所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体由流变曲线测量的损耗因子小于或等于0.4；并且所述音膜具有在7％至30％范围内的屈服应变。
根据本发明的另一个方面，提供了一种制备用于微型扬声器的音膜的方法，所述方法包括对热塑性聚酯弹性体膜进行化学交联处理，其中：在不高于所述热塑性聚酯弹性体的交联前软化温度加上40℃的温度范围内，经化学交联处理后的所述热塑性聚酯弹性体由流变曲线测量的损耗因子小于或等于0.4；并且所述音膜具有在7％至30％范围内的屈服应变。
与本领域中的现有技术相比，本发明的优点在于:根据本发明的技术方案的用于微型扬声器的音膜易于通过热成型制备，同时具有适当的模量，良好的强度、弹性和热稳定性。
附图说明
结合在此并且构成本说明书的一部分的附图示出本发明的示例性实施方案，并且与以上提供的一般描述和以下提供的详细描述一起起到解释本发明的特征的作用。
图1显示根据本发明的一个实施方案的用于微型扬声器的具有单层结构的音膜的横截面示意图；
图2显示根据本发明的另一个实施方案的用于微型扬声器的具有三层结构的多层音膜的横截面示意图；和
图3显示根据本发明的再一个实施方案的用于微型扬声器的具有五层结构的多层音膜的横截面示意图。
具体实施方式
应当理解，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，本领域技术人员能够根据本说明书的教导设想其他各种实施方案并能够对其进行修改。因此，以下的具体实施方式不具有限制性意义。
除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物化特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
本发明的发明人在研究中发现，一些热塑性弹性体材料在经过热成形后可以用于微型扬声器的音膜。热塑性弹性体材料能够大幅提高音膜的回弹性、一致性并且能够实现高振幅的振动；但热塑性弹性体材料通常耐温性能较差，无法承受较大功率或较高的工作温度，且抗蠕变性(强度)较差，不具有能满足音膜长期振动所需的力学性能。根据本发明的技术方案，通过对特定的热塑性聚酯弹性体材料进行化学交联处理(优选地，通过采用电子束辐射的方式)，能够将该热塑性聚酯弹性体材料交联，从而在基本上不影响其弹性性能的情况下，大大提高由所述材料制成的音膜的热稳定性和抗蠕变性。
具体地，根据本发明的一个方面，提供了一种用于微型扬声器的音膜，所述音膜为单层音膜或多层音膜，包括至少一层经化学交联的热塑性聚酯弹性体，其中：在不高于热塑性聚酯弹性体的化学交联前软化温度加上40℃的温度范围内，所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体由流变曲线测量的损耗因子小于或等于0.4；并且所述音膜具有在7％至30％范围内的屈服应变。
根据本发明的技术方案，术语“热塑性聚酯弹性体(TPEE)”，又称热塑性聚醚酯弹性体，是指是含有聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物。其中软段和未结晶的硬段形成无定形相，部分硬段结晶形成结晶微区，起物理交联点作用。
根据本发明的技术方案，术语“经化学交联的热塑性聚酯弹性体”是指用于制造音膜的热塑性聚酯弹性体经受了化学交联处理后形成的已化学交联的热塑性聚酯弹性体。所述化学交联处理使所述热塑性聚酯弹性体的内部通过化学键键合产生了化学交联点以形成交联网络结构。正是因此，所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体不再具备热塑性。即，经化学交联的热塑性聚酯弹性体并非一种热塑性弹性体。
优选地，在音膜中，在不高于热塑性聚酯弹性体的化学交联前软化温度加上40℃的温度范围内，所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体由流变曲线测量的损耗因子值(即阻尼值)tanδ小于0.2。
根据本发明的“流变曲线”是通过采用由美国TA公司生产的Ares G2旋转流变仪进行测量的，其中选用8英寸平行板夹具夹持厚度为1mm的经化学交联的热塑性聚酯弹性体样品，在升温速率为5℃/min、测试频率为1Hz并且应变小于或等于1％的情况下，在不同温度点进行流变测量，以得到储能模量G’和损耗模量G”，并且根据下式由储能模量G’和损耗模量G”计算损耗因子值(即阻尼值)tanδ：
tanδ＝G”/G’。
根据以上公式，当热塑性聚酯弹性体在通过化学交联以后、在其交联前软化温度加上40℃的温度处的由流变曲线测量的损耗因子小于或等于0.4时，优选地小于0.2时，说明经化学交联的热塑性聚酯弹性体具有良好的热稳定性(即，热阻尼稳定性)。
为了满足音膜的基本用途，该经化学交联的热塑性聚酯弹性体具有适当的机械性能(包括强度和弹性)。对于输出功率大于或等于1w的微型扬声器，所述音膜具有在150MPa至1000MPa范围内的拉伸模量。通过将音膜的拉伸模量控制在以上范围内，能够实现音膜推动空气产生声音的基本功能，并且保证器件在长时间宽频率范围内工作的稳定性和一致性。
所述音膜的厚度在5μm至100μm、优选10μm至75μm并且更优选15μm至50μm的范围内。
为了便于通过热成型(例如，热挤出)的方式生产音膜，优选地，所述热塑性聚酯弹性体的交联前软化温度在200℃以下。
更优选地，所述热塑性聚酯弹性体的交联前软化温度在120℃至200℃的范围内。
对可以在本发明中使用的热塑性聚酯弹性体(TPEE)的具体类型没有特别限制，只要其分子内具有可交联结构(包括具有可交联基团或可以通过电子束辐射导致断裂并交联的结构)即可。优选地，所述热塑性聚酯弹性体满足以上关于软化温度范围的要求。
可以在本发明中使用的热塑性聚酯弹性体(TPEE)可以根据现有技术文献通过已知方法制备，也可以商购获得。适合本发明的可商购热塑性聚酯弹性体(TPEE)产品包括：Ticona公司的RITEFLEX、DuPont公司的HYTREL、Eastman公司的ECDEL、DSM公司的ARNITEL、晨光科新的SUNPRENE。
杜邦(Dupont)公司的HYTREL系列TPEE产品也适用于本发明。HYTREL系列TPEE产品包含由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)结晶性硬段和基于长链聚四氢呋喃的聚醚软段组成的嵌段共聚物。具体地，所述产品包括由杜邦公司生产的HYTREL 5556，HYTREL 6356，HYTREL7246，HYTREL 8238。
此外，由柴田(Shibata)公司生产的热塑性聚酯弹性体TPEE D63也适用于本发明。
为了使得音膜在具有良好强度和回弹性的同时具有进一步改进的热稳定性，构成所述音膜的热塑性聚酯弹性体必须经过化学交联处理。对用于对热塑性聚酯弹性体进行化学交联处理的方式没有特别限制并且可以采用常规物理化学方法，例如，电子束辐射交联、微波辐射交联、紫外光辐射交联和化学交联等等方式。
优选地，通过电子束辐射交联的方式来固化热塑性聚酯弹性体。所述电子束辐射包括采用100至300KV的电子束能量的电子束对所述热塑性聚酯弹性体辐射达3至12Mrad的电子束剂量，以破坏热塑性聚酯弹性体分子中的薄弱部分并引起通过化学键的交联。
根据本发明的技术方案，为了根据实际情况进一步提高音膜的弹性以提供具有高灵敏度、一致性和高振幅的振动，优选地，所述音膜具有折叠结构。对可以在本发明中使用的折叠结构没有特别限制，其可以为关于微型扬声器的现有技术中的音膜所具有的任何折叠结构中的一种或多种的组合。
根据本发明的一个具体实施方案，所述音膜为单层音膜。图1显示了根据本发明的一个实施方案的用于微型扬声器的具有单层结构的音膜1的横截面示意图。所述音膜1由如上所述的经化学交联的热塑性聚酯弹性体构成。
根据本发明的另一个具体实施方案，所述音膜为三层音膜。图2显示了根据本发明的另一个实施方案的用于微型扬声器的具有三层结构的多层音膜1’的横截面示意图。该多层音膜1’依次包括：第一表层2；阻尼层3；和第二表层4。所述第一表层2和所述第二表层4均由如上所述的经化学交联的热塑性聚酯弹性体构成。优选地，所述阻尼层3选自有机硅阻尼胶层、丙烯酸类阻尼胶层和聚烯烃类阻尼胶层中的一种或多种。对可以在本发明中使用的有机硅阻尼胶、丙烯酸类阻尼胶和聚烯烃类阻尼胶的具体类型没有特别限制，其可以由本领域技术人员根据其常规知识进行选择。该三层音膜厚度在30至100μm、优选36至80μm并且更优选42至60μm的范围内。优选地，所述第一表层2和所述第二表层4的厚度各自独立地在5-30μm、优选7-20μm并且更优选10-15μm的范围内，并且所述阻尼层3的厚度在5-60μm、优选10-40μm并且更优选12-30μm的范围内。
根据本发明的再一个具体实施方案，所述音膜为五层音膜。图3显示了根据本发明的再一个实施方案的用于微型扬声器的具有五层结构的多层音膜1”的横截面示意图。所述多层音膜1”依次包括第一皮层5、第一阻尼胶层6、内层7、第二阻尼胶层8和第二皮层9。所述内层7由如上所述的经化学交联的热塑性聚酯弹性体构成。优选地，所述第一皮层5和所述第二皮层9可以相同或不同，并且各自独立由如上所述的经化学交联的热塑性聚酯弹性体构成，其优选的拉伸模量为150MPa至1000MPa。音膜的屈服应变为7％至30％。所述第一阻尼胶层6和所述第二阻尼胶层8可以相同或不同，并且各自独立地选自有机硅阻尼胶层、丙烯酸类阻尼胶层和聚烯烃类阻尼胶层中的一种或多种。优选地，第一阻尼胶层6和所述第二阻尼胶层8与上面提到的阻尼层3的材质相同或不同。所述5层结构音膜的厚度为30至100μm，优选42至60μm。所述第一皮层5和所述第二皮层9的厚度各自独立地为3-10μm、优选5-9μm，所述第一阻尼胶层6和所述第二阻尼胶层8的厚度各自独立地为5-30μm、优选10-20μm，并且所述内层的厚度为5至30μm、优选10-20μm。
根据本发明的另一个方面，提供了一种制备用于微型扬声器的音膜的方法，所述方法包括对热塑性聚酯弹性体膜进行化学交联处理。
为了使得音膜在具有良好强度和回弹性的同时具有进一步改进的热稳定性，构成所述音膜的热塑性聚酯弹性体是经过化学交联处理的。所述化学交联处理使所述热塑性聚酯弹性体的内部通过化学键键合产生了化学交联点以形成交联网络结构。如上所述，经化学交联的热塑性聚酯弹性体不再具备热塑性。
优选地，所述热塑性聚酯弹性体为交联前软化温度在200℃以下的热塑性聚酯弹性体。
更优选地，所述热塑性聚酯弹性体为交联前软化温度在120至200℃的范围内的热塑性聚酯弹性体。
根据本发明的热塑性聚酯弹性体膜可以通过本领域中已知的方法将热塑性聚酯弹性体成型为膜而制备。
对可以在本发明中使用的热塑性聚酯弹性的具体类型没有特别限制，只要其满足以上关于软化温度范围的要求并且分子内具有可交联结构(包括具有可交联基团或可以通过电子束辐射导致断裂并交联的结构)即可。
对于可以在本发明中使用的热塑性聚酯弹性体(TPEE)没有具体限制，其可以根据现有技术文献通过已知方法制备，也可以商购获得。可以在本发明中使用的可商购热塑性聚酯弹性体(TPEE)产品包括由杜邦(Dupont)公司生产的HYTREL 5556，HYTREL 6356，HYTREL 7246，HYTREL 8238，以及由柴田(Sh i bata)公司生产的热塑性聚酯弹性体TPEED63。
对用于对热塑聚酯性弹性体进行化学交联处理的方式没有特别限制并且可以采用常规物理化学方法，例如，电子束辐射交联、微波辐射交联、紫外光辐射交联和化学交联等等方式。
优选地，通过电子束辐射交联的方式来固化热塑性聚酯弹性体。所述电子束辐射包括采用100至300KV的电子束能量的电子束对所述热塑性聚酯弹性体辐射达3至12Mrad的电子束剂量，以破坏热塑性聚酯弹性体分子中的薄弱部分并引起通过化学键的交联。
为了使得音膜具有一定的形状，还可以对构成所述音膜的热塑性聚酯弹性体进行热成型处理，所述热成型处理可以在化学交联处理之前进行，也可以在化学交联处理之后进行。
所述音膜可以是单层膜，也可以是多层膜。其中多层膜包括至少一层经化学交联的热塑性聚酯弹性膜，至少一层阻尼膜，总体不少于三层，模量介于150MPa至1000MPa。
优选地，经化学交联处理的热塑性聚酯弹性体膜的厚度在5至100μm的范围内。
根据本发明的一个具体实施方案，提供了一种制备具有三层结构的多层音膜的方法。首先，通过层压方法制备多层音膜1’，该多层音膜1’依次包括：第一表层2；阻尼层3；和第二表层4。所述第一表层2和所述第二表层4均由如上所述的经化学交联的热塑性聚酯弹性体构成。优选地，所述阻尼层3选自有机硅阻尼胶层、丙烯酸类阻尼胶层和聚烯烃类阻尼胶层中的一种或多种。对可以在本发明中使用的有机硅阻尼胶、丙烯酸类阻尼胶和聚烯烃类阻尼胶的具体类型没有特别限制，其可以由本领域技术人员根据其常规知识进行选择。该三层音膜厚度在30至100μm、优选36至80μm并且更优选42至60μm的范围内。优选地，所述第一表层2和所述第二表层4的厚度各自独立地在5-30μm、优选7-20μm并且更优选10-15μm的范围内，并且所述阻尼层3的厚度在5-60μm、优选10-40μm并且更优选12-30μm的范围内。音膜的拉伸模量应介于150MPa至1000M Pa，断裂伸长率应介于40至300％。
对于输出功率大于或等于1w的扬声器，优选拉伸模量在150MPa至1000MPa范围内的单层或多层音膜。
根据本发明的另一个具体实施方案，提供了一种制备具有五层结构的多层音膜的方法。首先，通过层压制备得到多层音膜1”，所述多层音膜1”依次包括：第一皮层5、第一阻尼胶层6、内层7、第二阻尼胶层8和第二皮层9。所述内层7由如上所述的经化学交联的热塑性聚酯弹性体构成。优选地，所述第一皮层5和所述第二皮层9可以相同或不同，并且各自独立地选自本发明所述的热塑性聚酯弹性体材料，其优选的模量为拉伸150MPa至1000MPa，屈服应变为7％至30％。所述第一阻尼胶层6和所述第二阻尼胶层8相同或不同，并且各自独立地选自有机硅阻尼胶层、丙烯酸类阻尼胶层和聚烯烃类阻尼胶层中的一种或多种。优选地，第一阻尼胶层6和所述第二阻尼胶层8与上面提到的阻尼层3的材质相同或不同。所述5层结构音膜，其厚度在30至100um，优选42至60μm。所述第一皮层5和所述第二皮层9的厚度各自独立地在3-10μm、优选5-9μm，所述第一阻尼胶层6和所述第二阻尼胶层8的厚度各自独立地在5-30μm、优选10-20μm，并且所述内层的厚度在5至30μm、优选10-20μm。
通过以下实施方案的列表来进一步说明本发明的各种示例性实施方案，其不应被解释为不适当地限制本发明：
具体实施方案1是一种用于微型扬声器的音膜，所述音膜为单层音膜或多层音膜，包括至少一层经化学交联的热塑性聚酯弹性体，其中：在不高于热塑性聚酯弹性体的化学交联前软化温度加上40℃的温度范围内，所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体由流变曲线测量的损耗因子小于或等于0.4；并且所述音膜具有在7％至30％范围内的屈服应变。
具体实施方案2是根据具体实施方案1所述的音膜，其中，在不高于热塑性聚酯弹性体的化学交联前软化温度加上40℃的温度范围内，所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体由流变曲线测量的损耗因子小于0.2。
具体实施方案3是根据具体实施方案1所述的音膜，其中所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体的交联前的软化温度为200℃以下。
具体实施方案4是根据具体实施方案1-3中任一项所述的音膜，其中所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体的交联前软化温度在120℃至200℃的范围内。
具体实施方案5是根据具体实施方案1-4中任一项所述的音膜，其中所述音膜具有在150MPa至1000MPa范围内的拉伸模量。
具体实施方案6是根据具体实施方案1-5中任一项所述的音膜，其中所述音膜的厚度在5μm至100μm的范围内。
具体实施方案7是根据具体实施方案1-6中任一项所述的音膜，其中所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体是通过辐射交联形成的。
具体实施方案8是根据具体实施方案7所述的音膜，其中所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体是通过电子束辐射交联形成的。
具体实施方案9是根据具体实施方案1-8中任一项所述的音膜，其中所述多层音膜为三层以上结构的音膜。
具体实施方案10是根据具体实施方案1-9中任一项所述的音膜，其中所述多层音膜还包括至少一层阻尼层。
具体实施方案11是根据具体实施方案10所述的音膜，其中所述阻尼层选自有机硅阻尼胶层、丙烯酸类阻尼胶层和聚烯烃类阻尼胶层中的一种或多种。
具体实施方案12是根据具体实施方案10所述的音膜，其中所述多层音膜的厚度在10μm-100μm。
具体实施方案13是一种制备用于微型扬声器的音膜的方法，所述方法包括对热塑性聚酯弹性体膜进行化学交联处理，其中：在不高于所述热塑性聚酯弹性体的交联前软化温度加上40℃的温度范围内，经化学交联处理后的所述热塑性聚酯弹性体由流变曲线测量的损耗因子小于或等于0.4；并且所述音膜具有在7％至30％范围内的屈服应变。
具体实施方案14是根据具体实施方案13所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中，在不高于所述热塑性聚酯弹性体的交联前软化温度加上40℃的温度范围内，所述经化学交联处理后的所述热塑性聚酯弹性体由流变曲线测量的损耗因子小于0.2。
具体实施方案15是根据具体实施方案13-14中任一项所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中所述热塑性聚酯弹性体为交联前软化温度在200℃以下的热塑性聚酯弹性体。
具体实施方案16是根据具体实施方案13-15中任一项所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中所述热塑性聚酯弹性体为交联前软化温度在120℃至200℃的范围内的热塑性聚酯弹性体。
具体实施方案17是根据具体实施方案13-16中任一项所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中所述化学交联处理包括采用辐射交联所述热塑性聚酯弹性体膜。
具体实施方案18是根据具体实施方案17所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中所述化学交联处理包括采用电子束辐射交联所述热塑性聚酯弹性体膜。
具体实施方案19是根据具体实施方案18所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中所述电子束辐射交联包括采用100至300KV的电子束能量的电子束对所述热塑性聚酯弹性体膜辐射达3Mrad至12Mrad的电子束剂量。
具体实施方案20是根据具体实施方案13-19中任一项所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中经化学交联处理后的热塑性聚酯弹性体膜的厚度在5μm至100μm的范围内。
具体实施方案21是根据具体实施方案13-20中任一项所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中在对所述热塑性聚酯弹性体膜进行化学交联处理的步骤以后，所述音膜具有在150MPa至1000MPa范围内的拉伸模量。
具体实施方案22是根据具体实施方案13-21中任一项所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中所述音膜为包括至少一层经化学交联的热塑性聚酯弹性体的单层音膜或多层音膜。
具体实施方案23是根据具体实施方案22所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中所述多层音膜为三层以上结构的音膜。
具体实施方案24是根据具体实施方案23所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中所述多层音膜还包括阻尼层，所述阻尼层选自有机硅阻尼胶层、丙烯酸类阻尼胶层和聚烯烃类阻尼胶层中的一种或多种。
下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。需要指出，这些描述和实施例都是为了使本发明便于理解，而非对本发明的限制。本发明的保护范围以所附的权利要求书为准。
实施例
在本发明中，除非另外指出，所采用的试剂均为商购产品，直接使用而没有进一步纯化处理。
表1原材料列表
Figure BDA0002414454180000121
*热塑性聚酯弹性体的软化温度由旋转流变仪进行流变曲线测量得出。
测试方法
拉伸模量和断裂伸长率
采用由Instron生产的万能试验机分别测量在以下实施例中制备的音膜样品的拉伸模量(单位：MPa)和断裂伸长率(单位：％)，其中，夹具的力为100N，音膜样品的尺寸为50mm×25.4Inch，并且测试速度为50mm/min。
根据本发明，当音膜样品的拉伸模量大于或等于150MPa时且断裂伸长率大于70％时，认为该音膜样品符合基本要求。
屈服应变
采用由Instron生产的万能试验机分别测量在以下实施例中制备的音膜样品的拉伸模量(单位：MPa)和断裂伸长率(单位：％)，其中，夹具的力为100N，音膜样品的尺寸为50mm×25.4Inch，并且测试速度为50mm/min。
在根据以上方法得到的应力应变曲线中观察是否存在屈服并计算屈服应变值(％)。
流变曲线
通过下列方法分别测量在实施例1-5中制备的单层音膜样品的流变曲线性质，从而确定其阻尼性质变化程度。
具体地，采用由美国TA公司生产的Ares G2旋转流变仪进行流变曲线测量。首先，将厚度为1mm的音膜样品分别用8英寸平行板夹具夹持。然后，在升温速率为5℃/min、测试频率为1Hz并且应变小于或等于1％的情况下，在不同温度点进行流变测量，以得到储能模量G’和损耗模量G”，并且根据下式由储能模量G’和损耗模量G”计算损耗因子值(即阻尼值)tanδ：
tanδ＝G”/G’。
实施例1
通过采用挤出机将由柴田(Shibata)公司生产的热塑性聚酯弹性体TPEE D63热挤出成厚度为15μm的单层膜。将该单层膜分为A膜、B膜、C膜和D膜四份。然后，以150KV的电子束能量的电子束对B膜辐射达3Mrad的电子束剂量；以150KV的电子束能量的电子束对C膜辐射达6Mrad的电子束剂量；并且以150KV的电子束能量的电子束对D膜辐射达12Mrad的电子束剂量。
然后，对于A膜、B膜、C膜和D膜，分别根据如上描述的用于测量拉伸模量、断裂伸长率、屈服应变和流变曲线性质的方法进行测量，其中分别在180℃、190℃、200℃、210℃和220℃进行流变测量。测试结果显示在以下表2中。
表2
Figure BDA0002414454180000141
实施例2
通过采用挤出机将由杜邦(Dupont)公司生产的热塑性聚酯弹性体HYTREL5556热挤出成厚度为30μm的单层膜。将该单层膜分为A膜、B膜和C膜三份。然后，以150KV的电子束能量的电子束对B膜辐射达3Mrad的电子束剂量。另外，以150KV的电子束能量的电子束对C膜辐射达6Mrad的电子束剂量。
然后，对于A膜、B膜和C膜，分别根据如上描述的用于测量拉伸模量、断裂伸长率、屈服应变和流变曲线性质的方法进行测量，其中分别在180℃、190℃、200℃、210℃和220℃进行流变测量。测试结果显示在以下表3中。
表3
Figure BDA0002414454180000142
实施例3
通过采用挤出机将由杜邦(Dupont)公司生产的热塑性聚酯弹性体HYTREL6356热挤出成厚度为30μm的单层膜。将该单层膜分为A膜、B膜和C膜三份。然后，以150KV的电子束能量的电子束对B膜辐射达3Mrad的电子束剂量。另外，以150KV的电子束能量的电子束对C膜辐射达6Mrad的电子束剂量。
然后，对于A膜、B膜和C膜，分别根据如上描述的用于测量拉伸模量、断裂伸长率、屈服应变和流变曲线性质的方法进行测量，其中分别在180℃、190℃、200℃、205℃、210℃和220℃进行流变测量。测试结果显示在以下表4中。
表4
Figure BDA0002414454180000151
实施例4
通过采用挤出机将由杜邦(Dupont)公司生产的热塑性聚酯弹性体HYTREL7246热挤出成厚度为30μm的单层膜。将该单层膜分为A膜、B膜和C膜三份。然后，以150KV的电子束能量的电子束对B膜辐射达3Mrad的电子束剂量。另外，以150KV的电子束能量的电子束对C膜辐射达6Mrad的电子束剂量。
然后，对于A膜、B膜和C膜，分别根据如上描述的用于测量拉伸模量、断裂伸长率、屈服应变和流变曲线性质的方法进行测量，其中分别在200℃、210℃、220℃、230℃和240℃进行流变测量。测试结果显示在以下表5中。
表5
Figure BDA0002414454180000161
实施例5
通过采用挤出机将由杜邦(Dupont)公司生产的热塑性聚酯弹性体HYTREL8238热挤出成厚度为30μm的单层膜。将该单层膜分为A膜、B膜和C膜三份。然后，以150KV的电子束能量的电子束对B膜辐射达3Mrad的电子束剂量。另外，以150KV的电子束能量的电子束对C膜辐射达6Mrad的电子束剂量。
然后，对于A膜、B膜和C膜，分别根据如上描述的用于测量拉伸模量、断裂伸长率、屈服应变和流变曲线性质的方法进行测量，其中分别在200℃、210℃、220℃、230℃和240℃进行流变测量。测试结果显示在以下表6中。
表6
Figure BDA0002414454180000162
在以上实施例1-5中，分别采用了不同的热塑性聚酯弹性体中的一种作为基体材料制备了单层音膜样品。由表2-6中的结果可知，当将音膜样品用电子束能量为150KV的电子束辐射交联处理达3Mrad、6Mrad或12Mrad时，音膜样品的拉伸模量变化不大，说明其基本上保持了音膜样品的强度。另外，音膜样品的屈服应变和断裂伸长率下降，说明音膜样品的弹性有一定程度降低。此外，需要说明的是，在对音膜样品用电子束能量为150KV的电子束辐射交联处理达3Mrad、6Mrad或12Mrad时，音膜样品在不同时间点的损耗因子值tanδ基本上保持不变，证明了经电子束交联处理的音膜样品具有优异的热稳定性。
以下实施例6-10为制备具有三层结构的多层音膜。
实施例6
通过挤出机将由柴田(Shibata)公司生产的热塑性聚酯弹性体TPEE D63热挤出成厚度为15μm的单层膜。将该单层膜分为两份。然后，以150KV的电子束能量的电子束对两个TPEE D63单层膜辐射达3.8Mrad的电子束剂量。在经交联处理的两个TPEE D63单层膜之间层压厚度为20μm的丙烯酸类阻尼胶3M 25672 ATT阻尼层，以得到复合多层音膜。将所述复合多层音膜在145℃热成型10秒。所述复合多层音膜具有TPEE D63弹性体层(15μm)/3M2567 ATT阻尼层(20μm)/TPEE D63弹性体层(15μm)的三层复合结构。通过如上描述的用于测量拉伸模量、断裂伸长率、屈服应变和流变曲线性质的方法进行测量。本实施例中的三层音膜的拉伸模量为330MPa，屈服应变为11％，断裂伸长率为180％。所述三层复合结构音膜具有良好的强度、弹性以及热稳定性。
实施例7
通过采用挤出机将由柴田(Shibata)公司生产的热塑性聚酯弹性体TPEE D63热挤出成厚度为15μm的单层膜。将该单层膜分为两份。然后，以150KV的电子束能量的电子束对两个TPEE D63单层膜辐射达3.8Mrad的电子束剂量。在经交联处理的两个TPEE D63单层膜之间层压厚度为20μm的硅氧烷阻尼胶PSA 6574阻尼层，以得到复合多层音膜。将所述复合多层音膜在145℃热成型10秒。所述复合多层音膜具有TPEE D63弹性体层(15μm)/PSA 6574阻尼层(20μm)/TPEE D63弹性体层(15μm)的三层复合结构。通过如上描述的用于测量拉伸模量、断裂伸长率、屈服应变和流变曲线性质的方法进行测量。三层音膜的拉伸模量为180MPa，屈服应变为10％，断裂伸长率为170％。所述三层复合结构音膜具有良好的强度、弹性以及热稳定性。实施例7与实施例6采用的阻尼层材料不同，但都提高了音膜的断裂伸长率。
实施例8
通过采用挤出机将由杜邦(Dupont)公司生产的热塑性聚酯弹性体HYTREL5556热挤出成厚度为15μm的单层膜。将该单层膜分为两份。然后，以150KV的电子束能量的电子束对两个HYTREL 5556单层膜辐射达5Mrad的电子束剂量。在经交联处理的两个HYTREL 5556单层膜之间层压厚度为15μm的聚烯烃类阻尼胶Absortomer EP1001阻尼层，以得到复合多层音膜。将所述复合多层音膜在145℃热成型10秒。所述复合多层音膜具有HYTREL 5556弹性体层(15μm)/Absortomer EP1001阻尼层(15μm)/HYTREL 5556弹性体层(15μm)的三层复合结构。通过如上描述的用于测量拉伸模量、断裂伸长率、屈服应变和流变曲线性质的方法进行测量。三层音膜的拉伸模量为120MPa，屈服应变为18％，断裂伸长率为210％。所述三层复合结构音膜具有良好的强度、弹性以及热稳定性。
实施例9
通过采用挤出机将由杜邦(Dupont)公司生产的热塑性聚酯弹性体HYTREL6356热挤出成厚度为15μm的单层膜。将该单层膜分为两份。然后，以150KV的电子束能量的电子束对两个HYTREL 6356单层膜辐射达5Mrad的电子束剂量。在经交联处理的两个HYTREL 6356单层膜之间层压厚度为15μm的聚烯烃类阻尼胶Absortomer EP1001阻尼层，以得到复合多层音膜。将所述复合多层音膜在145℃热成型10秒。所述复合多层音膜具有HYTREL 6356弹性体层(15μm)/Absortomer EP1001阻尼层(15μm)/HYTREL 6356弹性体层(15μm)的三层复合结构。通过如上描述的用于测量拉伸模量、断裂伸长率、屈服应变和流变曲线性质的方法进行测量。三层音膜的拉伸模量为190MPa，屈服应变为15％，断裂伸长率为190％。所述三层复合结构音膜具有良好的强度、弹性以及热稳定性。
实施例10
通过采用挤出机将由杜邦(Dupont)公司生产的热塑性聚酯弹性体HYTREL7246热挤出成厚度为15μm的单层膜。将该单层膜分为两份。然后，以150KV的电子束能量的电子束对两个HYTREL 7246单层膜辐射达5Mrad的电子束剂量。在经交联处理的两个HYTREL 7246单层膜之间层压厚度为15μm的聚烯烃类阻尼胶Absortomer EP1001阻尼层，以得到复合多层音膜。将所述复合多层音膜在145℃热成型10秒。所述复合多层音膜具有HYTREL 7246弹性体层(15μm)/Absortomer EP1001阻尼层(15μm)/HYTREL 7246弹性体层(15μm)的三层复合结构。通过如上描述的用于测量拉伸模量、断裂伸长率、屈服应变和流变曲线性质的方法进行测量。三层音膜的拉伸模量为380MPa，屈服应变为11％，断裂伸长率为150％。所述三层复合结构音膜具有良好的强度、弹性以及热稳定性。
尽管本发明中已经示出和描述了具体的实施方式，但本领域技术人员将懂得，可以用各种替代的和/或等同的实施方式代替所示和所描述的具体实施方式，而不脱离本发明的范围。本申请意欲包括对本发明中讨论的具体实施方式的任何改进或更改。因此，本发明仅受限于权利要求及其等同物。
本领域技术人员应当理解，在不背离本发明范围的情况下，可以进行多种修改和改变。这样的修改和改变意欲落入如后附权利要求所限定的本发明的范围之内。

Claims (23)

1.一种用于微型扬声器的音膜，所述音膜为单层音膜或多层音膜，包括至少一层经化学交联的热塑性聚酯弹性体，其中：在不高于热塑性聚酯弹性体的化学交联前软化温度加上40℃的温度范围内，所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体由流变曲线测量的损耗因子小于或等于0.4；所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体不具备热塑性；并且所述音膜具有在7％至30％范围内的屈服应变。
2.根据权利要求1所述的音膜，其中，在不高于热塑性聚酯弹性体的化学交联前软化温度加上40℃的温度范围内，所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体由流变曲线测量的损耗因子小于0.2。
3.根据权利要求1所述的音膜，其中所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体的交联前软化温度为200℃以下。
4.根据权利要求1所述的音膜，其中所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体的交联前软化温度在120℃至200℃的范围内。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的音膜，其中所述音膜具有在150MPa至1000MPa范围内的拉伸模量。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的音膜，其中所述音膜的厚度在5μm至100μm的范围内。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的音膜，其中所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体是通过辐射交联形成的。
8.根据权利要求7所述的音膜，其中所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体是通过电子束辐射交联形成的。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的音膜，其中所述多层音膜为三层以上结构的音膜。
10.根据权利要求9所述的音膜，其中所述多层音膜还包括至少一层阻尼层。
11.根据权利要求10所述的音膜，其中所述阻尼层选自有机硅阻尼胶层、丙烯酸类阻尼胶层和聚烯烃类阻尼胶层中的一种或多种。
12.根据权利要求10所述的音膜，其中所述多层音膜的厚度在10μm-100μm。
13.一种制备用于微型扬声器的音膜的方法，所述方法包括对热塑性聚酯弹性体膜进行化学交联处理，其中：在不高于所述热塑性聚酯弹性体的交联前软化温度加上40℃的温度范围内，经化学交联处理后的所述热塑性聚酯弹性体由流变曲线测量的损耗因子小于或等于0.4；所述经化学交联的热塑性聚酯弹性体不具备热塑性；并且所述音膜具有在7％至30％范围内的屈服应变。
14.根据权利要求13所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中，在不高于所述热塑性聚酯弹性体的交联前软化温度加上40℃的温度范围内，经化学交联处理后的所述热塑性聚酯弹性体由流变曲线测量的损耗因子小于0.2。
15.根据权利要求13所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中所述热塑性聚酯弹性体为交联前软化温度在200℃以下的热塑性聚酯弹性体。
16.根据权利要求13所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中所述热塑性聚酯弹性体为交联前软化温度在120℃至200℃的范围内的热塑性聚酯弹性体。
17.根据权利要求13所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中所述化学交联处理包括采用辐射交联所述热塑性聚酯弹性体膜。
18.根据权利要求13所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中所述化学交联处理包括采用电子束辐射交联所述热塑性聚酯弹性体膜。
19.根据权利要求13所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中经化学交联处理后的热塑性聚酯弹性体膜的厚度在5μm至100μm的范围内。
20.根据权利要求13所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中在对所述热塑性聚酯弹性体膜进行化学交联处理的步骤以后，所述音膜具有在150MPa至1000MPa范围内的拉伸模量。
21.根据权利要求13-20中任一项所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中所述音膜为包括至少一层经化学交联的热塑性聚酯弹性体的单层音膜或多层音膜。
22.根据权利要求21所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中所述多层音膜为三层以上结构的音膜。
23.根据权利要求22所述的制备用于微型扬声器的音膜的方法，其中所述多层音膜还包括阻尼层，所述阻尼层选自有机硅阻尼胶层、丙烯酸类阻尼胶层和聚烯烃类阻尼胶层中的一种或多种。
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