CN113423045A - 扬声器用振膜、扬声器用振膜制备方法及发声装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种扬声器用振膜、扬声器用振膜制备方法及发声装置，所述扬声器用振膜包含水性丙烯酸酯胶膜层与两塑料膜层，两所述塑料膜层中一所述塑料膜层覆盖于所述水性丙烯酸酯胶膜层的一表面，另一所述塑料膜层覆盖于所述水性丙烯酸酯胶膜层的另一表面；其中所述水性丙烯酸酯胶膜层由丙烯酸酯乳液、固化剂、润湿剂、消泡剂制成，所述丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物的分子量在20万至200万之间。本申请丙烯酸酯乳液中的丙烯酸酯聚合物具有较高的分子量，使得制备的水性丙烯酸酯胶膜层具有较高的耐高温性，进而使得基于水性丙烯酸酯胶膜层制备的扬声器用振膜也具有较高的耐高温性。

Description

扬声器用振膜、扬声器用振膜制备方法及发声装置

技术领域

本申请涉及电声技术领域，尤其涉及一种扬声器用振膜、扬声器用振膜制备方法及发声装置。

背景技术

扬声器行业根据产品对性能、听音及成本等方面的考虑，行业内许多产品都在采用塑料层与阻尼胶层复合的材料用作扬声器用振膜。塑料层可以提供扬声器用振膜振动时所需的刚度，阻尼胶层可以提供扬声器用振膜振动时所需的阻尼，并且阻尼胶层可以提供良好的粘结性，由此可以保证保证扬声器用振膜各层间的振动一致性。其中丙烯酸酯压敏胶膜因其优异的粘结性、阻尼性、使用工艺简单和低成本等优势，得到广泛应用。

目前行业所用的丙烯酸酯压敏胶膜均采用溶剂型丙烯酸酯胶水，其经过涂布加工制得。但是，在涂布过程中有大量的有机溶剂挥发，由此对环境会造成严重的污染。而且，通过溶剂型丙烯酸酯胶水制备的丙烯酸酯压敏胶，由于丙烯酸酯聚合物的分子量一般在20万以内，使制得的扬声器用胶膜材料耐高温性较低，进一步导致形成的扬声器用振膜的耐高温性较低。然而，随着扬声器产品朝向大功率的方向发展，对扬声器用振膜的耐高温性能要求越来越高。因此，现有的溶剂型丙烯酸酯胶膜无法满足扬声器用振膜的使用需求。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种扬声器用振膜、扬声器用振膜制备方法及发声装置，旨在解决当前制备的振膜耐高温性较低的技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例提供一种扬声器用振膜，所述扬声器用振膜包含水性丙烯酸酯胶膜层与两塑料膜层，两所述塑料膜层中一所述塑料膜层覆盖于所述水性丙烯酸酯胶膜层的一表面，另一所述塑料膜层覆盖于所述水性丙烯酸酯胶膜层的另一表面；其中所述水性丙烯酸酯胶膜层由丙烯酸酯乳液、固化剂、润湿剂、消泡剂制成，所述丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物的分子量在20万至200万之间。

优选地，所述塑料膜层包含聚醚醚酮、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或多种。

优选地，所述水性丙烯酸酯胶膜层的厚度为5um至50um。

优选地，所述水性丙烯酸酯胶膜层的玻璃化转变温度为-20℃至-60℃。

优选地，所述水性丙烯酸酯胶膜层在150℃下的储能模量为0.01MPa至1MPa。

优选地，所述水性丙烯酸酯胶膜层经60℃-70℃、90％至98％湿度环境处理165小时至170小时后，与所述塑料膜层之间的剥离强度变化量小于15％。

优选地，所述塑料膜层与所述水性丙烯酸酯胶膜层之间的的剥离强度大于或等于150g/25mm。

优选地，所述水性丙烯酸酯胶膜层在80℃*1h下的持黏力小于或等于0.2mm。

为实现上述目的，本申请还提供一种扬声器用振膜制备方法，所述扬声器用振膜制备方法包括：

将100质量份的丙烯酸酯乳液、0质量份至5质量份的固化剂、0.1质量份至5质量份的润湿剂、0.1质量份至5质量份的消泡剂进行混合，得到混合物；其中，所述丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物的分子量为20万至200万；

将所述混合物涂布于一塑料膜层表面，经70℃至120℃加热固化2min至10min后，在所述塑料膜层表面形成水性丙烯酸酯胶膜层；

将另一塑料膜层贴敷于所述水性丙烯酸酯胶膜层的另一表面，制得扬声器用振膜。

优选地，所述丙烯酸酯乳液通过向40质量份至100质量份的去离子水中添加66质量份至92质量份软单体、8质量份至33质量份硬单体、0.1质量份至3量份的功能单体、0.01质量份至1质量份引发剂、0.1质量份至5质量份乳化剂、0.01质量份至1.2质量份链转移剂反应制备。

优选地，所述丙烯酸酯乳液的酸值为0mgKOH/g至40mgKOH/g。

优选地，所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯中的一种或多种。

优选地，所述硬单体为丙烯腈、丙烯酰胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯中的一种或多种。

优选地，所述软单体与所述硬单体的质量份配比在2:1至12:1之间。

优选地，所述功能单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种。

进一步地，为实现上述目的，本申请还提供一种发声装置，包括振动系统和与所述振动系统相配合的磁路系统，所述振动系统包括扬声器用振膜和结合在所述扬声器用振膜一侧的音圈，所述扬声器用振膜为上述的扬声器用振膜。

进一步地，为实现上述目的，本申请还提供一种发声装置，包括壳体以及设在所述壳体内的磁路系统和振动系统，所述振动系统包括音圈、第一振膜和第二振膜，所述音圈的顶部与所述第一振膜相连，所述磁路系统系统驱动所述音圈振动以带动所述第一振膜发声，所述第二振膜的两端分别与所述壳体和所述音圈的底部相连，所述第二振膜为上述的扬声器用振膜。

本申请实施例提供一种扬声器用振膜、扬声器用振膜制备方法及发声装置，所述扬声器用振膜包含水性丙烯酸酯胶膜层与两塑料膜层，两所述塑料膜层中一所述塑料膜层覆盖于所述水性丙烯酸酯胶膜层的一表面，另一所述塑料膜层覆盖于所述水性丙烯酸酯胶膜层的另一表面；其中所述水性丙烯酸酯胶膜层由丙烯酸酯乳液、固化剂、润湿剂、消泡剂制成，所述丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物的分子量在20万至200万之间。本申请制备的扬声器用振膜含有水性丙烯酸酯胶膜层，因形成水性丙烯酸酯胶膜层的胶水以水为介质，环保无污染，生产过程绿色环保，并且所用的丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物具有较高的分子量，使得制备得到的水性丙烯酸酯胶膜层具有更高的回弹性与耐高温性，相对于传统的溶剂型丙烯酸酯压敏胶产品，基于水性丙烯酸酯胶膜层制备的扬声器用振膜的耐高温性更好，从而可以提升扬声器在高温环境性的能力，由此可以趋近扬声器朝向大功率的方向发展。

附图说明

图1为本申请提出的扬声器用振膜制备方法的流程示意图；

图2为本申请扬声器为三层复合结构的结构示意图；

图3为本申请扬声器为五层复合结构的结构示意图；

图4为本申请发声装置的结构示意图；

图5为本申请产品性能对比过程中的频率响应曲线图；

图6为本申请产品性能对比过程中的HOHD(高频谐波失真)曲线图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

可以理解地，由于扬声器行业根据产品对性能、听音及成本等方面的考虑，行业内许多产品都在采用塑料层与阻尼胶层复合的材料用作扬声器用振膜。塑料层提供了扬声器用振膜振动所需的刚度，阻尼胶层提供了扬声器用振膜振动所需的阻尼，并且提供了良好的粘结性，保证了各层间的振动一致性。其中丙烯酸酯压敏胶膜因其优异的粘结性、阻尼性、使用工艺简单和低成本等优势，等到广泛应用。但是，目前行业所用的丙烯酸酯压敏胶膜均采用溶剂型丙烯酸酯胶水，经涂布加工制得。在涂布过程中大量有机溶剂的挥发不仅造成了环境的污染，而且还存在较大的安全隐患。其次，通过溶剂型丙烯酸酯胶水制备的压敏胶由于丙烯酸酯聚合物的分子量一般在20万以内，制得的胶膜材料耐高温性方面存在不足。而随着扬声器产品大功率，大位移要求的提升，需要扬声器用振膜具有好的耐高温性能。

基于此，本申请提出一种扬声器用振膜，扬声器用振膜包含水性丙烯酸酯胶膜层与两塑料膜层，两塑料膜层中一塑料膜层覆盖于水性丙烯酸酯胶膜层的一表面，另一塑料膜层覆盖于水性丙烯酸酯胶膜层的另一表面；其中水性丙烯酸酯胶膜层可以包含丙烯酸酯乳液、固化剂、润湿剂、消泡剂，丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物的分子量在20万至200万之间，例如，丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物的分子量可以为20万、25万、50万、60万、70万、85万、100万、150万、200万等。

可选地，本申请中塑料膜层的厚度可以为3um至25um，例如，本申请中的塑料膜层的厚度可以为5um、10um、15um、20um、25um等。可选地，本申请中的水性丙烯酸酯胶膜层的厚度可以为5um至50um。例如，水性丙烯酸酯胶膜层的厚度可以5um、10um、15um、20um、25um、30um、35um、40um、45um、50um等。

可选地，本申请中塑料膜层可以由聚醚醚酮(PEEK)、聚芳酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中的一种或多种制成。

可以理解的是，本申请中的塑料膜层可以形成为单层结构，当塑料膜层为单层结构时，其可以由上述材料中的一种材料制成，也可以采用上述材料中的两种或两种以上复合而成。当然，本申请中的塑料膜层还可以形成为复合结构，即塑料膜层可以包括多层叠加设置的子膜层，每个子膜层可以由上述材料中的任意一种材料制成。

可选地，上述的固化剂包括异氰酸酯类、环氧树脂类、氨基树脂、氮丙啶等，丙烯酸酯官能团为功能单体提供的-OH/-COOH等，这些固化剂的特征是有多个官能团与功能单体反应，形成三维网状结构。可选地，所述固化剂在水性丙烯酸酯胶膜层中所占的比例为0质量份至5质量份，因为，当水性丙烯酸酯胶膜层中固化剂的含量过少时，水性丙烯酸酯胶膜层内聚力低，当固化剂的含量过多时，水性丙烯酸酯胶膜层的粘性损失较大，不易粘结。当固化剂在水性丙烯酸酯胶膜层中所占的比例在0质量份和5质量份之间时，水性丙烯酸酯胶膜层的胶膜内聚力可以满足使用需求，而且水性丙烯酸酯胶膜层的适中，方便粘接。例如，固化剂在水性丙烯酸酯胶膜层中所占的比例可以为1质量份、2质量份、3质量份、4质量份和5质量份。优选地，固化剂在水性丙烯酸酯胶膜层中所占的比例可以为0.3质量份～1质量份。例如，固化剂在水性丙烯酸酯胶膜层中所占的比例可以为0.5质量份、0.7质量份、0.9质量份等。

可选地，润湿剂可以包括：烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯-丙烯嵌段共聚物等。所述润湿剂在水性丙烯酸酯胶膜层中所占的比例为0.1质量份至5质量份。例如，润湿剂在水性丙烯酸酯胶膜层中所占的比例可以为0.1质量份、0.2质量份、1.5质量份、3质量份、5质量份等，因为当所述润湿剂在水性丙烯酸酯胶膜层中所占的比例过少时，其润湿效果不好，在涂布一些低表面张力的基材，如热塑性弹性体，天然橡胶，有机硅的离型纸、离型膜等，会出现水性丙烯酸酯胶膜层收缩，造成涂布缩孔等弊病；当所述润湿剂在水性丙烯酸酯胶膜层中所占的比例过大时，其会降低水性丙烯酸酯胶膜层的粘结性能。

本申请中的消泡剂，是能降低水、悬浮液等的表面张力，防止泡沫形成，或使原有泡沫减少或消灭的物质。可选地，消泡剂可以包括醇类、脂肪酸及脂肪酸酯、酰胺、磷酸酯、磷酸三脂、有机硅化合物等，所述消泡剂在水性丙烯酸酯胶膜层中所占的比例为0.1质量份至5质量份。例如，消泡剂在水性丙烯酸酯胶膜层中所占的比例可以为0.3质量份、0.5质量份、2质量份、4质量份、5质量份等，因为消泡剂过少时，会有气泡，而消泡剂过多时会出现缩孔等，影响水性丙烯酸酯胶膜层的致密度。

进一步需要说明的是，本申请合成上述丙烯酸酯乳液的单体包括软单体、硬单体、功能单体；其中软单体的玻璃化转变温度较低，用于为共聚物提供柔性，常用软单体包括丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)，丙烯酸-2-乙基己酯(2-EHA)、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯。优选地，本申请中软单体优选丙烯酸丁酯，在丙烯酸酯乳液中的添加量为65份至95份的质量份。例如，丙烯酸丁酯在丙烯酸酯乳液中的添加量可以为65质量份、75质量份、85质量份、95质量份等。

硬单体的作用是为共聚物提供内聚力，常用硬单体为包括：丙烯腈(AN)、丙烯酰胺(AM)、苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸甲酯(MA)、醋酸乙烯酯(VAc)等。本申请中硬单体优选耐水性好、玻璃化温度合适的单体，优选用苯乙烯(St)、丙烯酸甲酯(MA)、醋酸乙烯酯(VAc)等中的一种或多种，其在丙烯酸酯乳液中所占质量份数为5份至35份。例如，硬单体在丙烯酸酯乳液中所占的质量份数可以为5份、15份、25份、35份等。

常用功能单体包括甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、甲基丙烯酰胺(MAM)、N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)、丙烯酸缩水甘油酯等。功能单体的作用为提供可交联点，甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、甲基丙烯酰胺(MAM)、N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)、丙烯酸缩水甘油酯中，甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸(AA)含有-COOH基团，其不仅可以提供反应基团，还可以一定程度提高水性丙烯酸酯胶膜层的粘结力，优选甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸(AA)作为水性丙烯酸酯胶膜层的功能单体，其在丙烯酸酯乳液中所占的质量份数为0.5份至3份。例如，功能单体在丙烯酸酯乳液中所占的质量份数可以为0.5份、1.5份、2.5份、3份等。

进一步地，本申请水性丙烯酸酯胶膜层中共聚物的玻璃化转变温度计算公式如下：

1/Tg＝W1/Tg1+W2/Tg2+…Wn/Tgn

其中，Tg为共聚物玻璃化转变温度；Tg1为组分1均聚物玻璃化转变温度，W1为组分1所占质量份数；Tg2为组分2均聚物玻璃化转变温度，W2为组分2所占质量份；Tgn为组分n均聚物玻璃化转变温度，W2为组分n所占质量份数。

可以理解地，由于功能单体在丙烯酸酯乳液中所占份数较少，为0.5质量份至3质量份，所以上式可只用软单体、硬单体进行估算。又由于扬声器用振膜材料的耐低温和耐高温需求，要求水性丙烯酸酯胶膜层的玻璃化温度约在-20℃到-60℃，由公式计算可得软、硬单体的比例，由于比例随采用的硬单体的种类不同而不同，以优选的软单体为丙烯酸丁酯，硬单体为苯乙烯为例，软单体、硬单体比例为2:1至12：1，例如，软单体、硬单体的比例可以为2:1、3:1、5:1、7:1、12:1等。

进一步需要说明的是，合成丙烯酸酯乳液的材料中除了软单体、硬单体、功能单体之外，还包括引发剂、乳化剂、链转移剂以及去离子水；其中，引发剂为水溶性、加热分解的过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵等，其在丙烯酸酯乳液中所占的质量份数为0.01份至1份。例如，引发剂在丙烯酸酯乳液中所占的质量份数可以为0.01份、0.03份、0.5份、1份等。主要作用是提供自由基，当引发剂的质量份数过多时会导致反应太快，聚合物分子量太小，当引发剂的质量份数太少时则反应太慢，因此引发剂在丙烯酸酯乳液中所占的质量份数优选0.2份至0.5份，例如引发剂在丙烯酸酯乳液中所占的质量份数优选0.2份、0.3份、0.4份、0.5份等。

可选地，链转移剂可以包括硫醇、硫醚、四氯化碳等。链转移剂的作用为调节聚合物的分子量，其在丙烯酸酯乳液中所占份数为0.01份至1.2份。例如，链转移剂在丙烯酸酯乳液中所占份数可以为0.01份、0.1份、0.12份等。控制丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物的分子量在20至200万之间，例如，丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物的分子量可以为20万、25万、50万、60万、70万、85万、100万、150万、200万等。因为当丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物的分子量小于20万时，丙烯酸脂胶膜层成膜后的回弹性差，内聚力低；而当分子量大于200万时，则丙烯酸脂胶膜层的粘结力变差，分子量优选60万至120万，例如，丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物的分子量可以优选为60万、70万、85万、100万等；链转移剂在丙烯酸酯乳液中所占质量份数优选0.1质量至0.5质量份，例如链转移剂在丙烯酸酯乳液中所占质量份数可以优选0.1质量份、0.3质量份、0.5质量份等。

可选地，乳化剂可以包括：阴离子型乳化剂，如十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、脂肪酸、松香酸、环烷酸的钠盐等。非离子型乳化剂有十二醇聚环氧乙烷、丙二醇聚环氧乙烷、聚环氧乙烷山梨糖醇单单脂肪酸酯。乳化剂在丙烯酸酯乳液中所占的质量份数为0.1份至5份。例如，乳化剂在丙烯酸酯乳液中所占的质量份数可以为0.1份、0.5份、1份、3份、5份等。因为当当乳化剂的含量太少会导致乳液不稳定，而乳化剂的含量太多时材料的耐水性变差，因此在丙烯酸酯乳液中所占的质量份数优选0.5至2份。例如，乳化剂在丙烯酸酯乳液中所占的质量份数可以优选为0.5份、1份、1.2份、2份等。

去离子水作为溶剂，作用是调整整个丙烯酸乳液的固含量，其在丙烯酸酯乳液中所占的质量份数为40质量份至100质量份，例如去离子水在丙烯酸酯乳液中所占的质量份数可以为40质量份、50质量份、60质量份、90质量份、100质量份等。

本申请的扬声器用振膜中水性丙烯酸酯胶膜层与塑料膜层之间的剥离强度大于或等于150g/25mm，因为剥离力小于150g/25mm时，扬声器用振膜振动时的一致性差，产品音质变差，长时间震动后存在扬声器用振膜分层或破膜的风险。

同时，通过选用憎水性的软单体、硬单体，使所得到的水性丙烯酸酯胶膜层具有较低的酸值，为保证产品良好的防水效果以及耐湿热性能，所述水性丙烯酸酯胶膜层的酸值为0mgKOH/g至40mgKOH/g。例如，水性丙烯酸酯胶膜层的酸值可以为10mgKOH/g、20mgKOH/g、30mgKOH/g、40mgKOH/g。优选地，水性丙烯酸酯胶膜层的酸值为1至30mgKOH/g，这是因为酸值越高，材料的亲水性越强，应用过程中性能变化越大。例如，水性丙烯酸酯胶膜层的酸值可以为1mgKOH/g、3mgKOH/g、5mgKOH/g、15mgKOH/g、25mgKOH/g等。

又因扬声器实际使用过程中，会存在高温高湿的环境，若扬声器用振膜耐湿热性差，扬声器长时间在湿热环境中使用后，水性丙烯酸酯胶膜层强度降低，扬声器用振膜振动时会发生胶层失效分层等问题，因此本申请中采用高温高湿(60℃-70℃、90％-98％湿度)环境处理165h至170h(优选为65℃、95％湿度环境处理168h)后的水性丙烯酸酯胶膜层与塑料膜层间的T剥离强度变化量小于或等于15％。

进一步地，水性丙烯酸酯胶膜层的玻璃化转变温度用软单体、硬单体的比例控制，在-20℃到-60℃，例如，水性丙烯酸酯胶膜层的玻璃化转变温度可以为-20℃、-30℃、-40℃、-60℃等。因为当玻璃化转变温度低于-60℃时，水性丙烯酸酯胶膜层太软，其耐高温性能较差，而玻璃化转变温度高于-20℃，水性丙烯酸酯胶膜层的粘弹性降低，扬声器用振膜振动时，水性丙烯酸酯胶膜层的韧性降低，扬声器用振膜弹性损失，造成音质变差。

进一步地，本申请中水性丙烯酸酯胶膜层的储能模量(150℃下)为0.01MPa至1MPa，例如，水性丙烯酸酯胶膜层的储能模量(150℃下)可以为0.02MPa、0.05MPa、0.1MPa、0.5MPa、1MPa等；水性丙烯酸酯胶膜层的储能模量(150℃下)优选为0.02MPa至0.6MPa，例如，水性丙烯酸酯胶膜层的储能模量(150℃下)可以优选为0.02MPa、0.06MPa、0.09MPa、0.1MPa、0.3MPa、0.6MPa等，因为当水性丙烯酸酯胶膜层的储能模量低于0.02MPa时，水性丙烯酸酯胶膜层太软，内聚力差，成型容易堆胶，造成成型不良，而水性丙烯酸酯胶膜层的储能模量高于1MPa时，水性丙烯酸酯胶膜层粘性变差，容易粘结不牢，出现分层缺陷。

并且，水性丙烯酸酯胶膜层在80℃*1h下的持黏力小于或等于0.2mm，因为持黏力测试的是水性丙烯酸酯胶膜层在80℃下负重1h后，水性丙烯酸酯胶膜层的滑动位移，由此可知，滑动位移越大，水性丙烯酸酯胶膜层的内聚强度越低，材料的强度及耐温性越差。因扬声器用振膜振动过程中上层与下层膜层间会存在振动位移不一致的现象，从而导致相对移动，中间水性丙烯酸酯胶膜层的内聚强度不足或耐温性不足，扬声器用振膜长期高温振动后水性丙烯酸酯胶膜层会存在一定的变形，导致产品性能变化。

本申请中的扬声器用振膜包含水性丙烯酸酯胶膜层与两塑料膜层，所述水性丙烯酸酯胶膜层包含丙烯酸酯乳液、固化剂、润湿剂、消泡剂，所述丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物的分子量为20万至200万之间，使得制备得到的水性丙烯酸酯胶膜层具有更高的回弹性与耐高温性，相对于传统的溶剂型丙烯酸酯压敏胶产品，基于水性丙烯酸酯胶膜层制备的扬声器用振膜具有较高的耐高温性。

本发明还提出一种扬声器用振膜制备方法，参考图1，图1为本申请提出的扬声器用振膜制备方法的流程示意图。

所述扬声器用振膜制备方法包括一下步骤：

步骤S10，将100质量份的丙烯酸酯乳液、0质量份至5质量份的固化剂、0.1质量份至5质量份的润湿剂、0.1质量份至5质量份的消泡剂进行混合，得到混合物；其中，所述丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物的分子量为20万至200万；

本步骤中，首先需要进行丙烯酸酯乳液的制备，具体地，参考表1，表1为本申请中制备丙烯酸酯乳液的原料组分、原料名称及质量份表；

表1

按照表1中各原料名称与相应的质量份配好A、B、C、D各原料组分，先将组分D加入到四口反应瓶中，在搅拌下升温至75℃时，加入组分C，待温度稳定在75℃正负2℃后同时滴加组分A和B，保持适当的滴加速度使两组分在约3h内同时滴加完毕，然后在75℃保温1h后降温至40℃左右即制备得到丙烯酸酯乳液，需要进行说明的是，在该步骤中需要全程采用氮气保护。

可以理解地，经上述步骤制备得到的丙烯酸酯乳液，由于聚合物为线性结构，其耐热性差，并且其润湿性、消泡性差，需要后加入固化剂、消泡剂、润湿剂、增稠剂等配成丙烯酸酯乳液胶水才能满足应用，采用配比如表2所示，表2为本申请中制备形成水性丙烯酸酯胶膜层所需的丙烯酸酯乳液胶水的配比表：

原料	用量
		丙烯酸酯乳液	100
固化剂	0-5
		润湿剂	0.1-5
消泡剂	0.1-5

表2

具体地，按照100质量份、0质量份至5质量份、0.1质量份至5质量份、0.1质量份至5质量份依次称取丙烯酸酯乳液、固化剂、润湿剂、消泡剂，再进行混合，并搅拌静置形成混合物。更具体地，可以在丙烯酸酯乳液依次加入0.1质量份至3质量份的固化剂、0.1质量份至1质量份的润湿剂、0.1质量份至1质量份消泡剂，再用搅拌机以600r/min至800r/min搅拌30分钟或以上，然后静置脱泡形成混合物待用。

步骤S20，将所述混合物涂布于一塑料膜层表面，经70℃至120℃加热固化2min至10min后，在所述塑料膜层表面形成水性丙烯酸酯胶膜层；

在上述步骤中静置脱泡形成混合物后，本申请可以直接将混合均匀后的混合物涂布于一塑料膜层表面，并通过70℃至120℃(例如70℃、90℃、100℃、105℃等)的环境加热固化2min至10min，优选为100℃加热固化5min，使得混合物固化成膜，在所述塑料膜层表面形成水性丙烯酸酯胶膜层，得到水性丙烯酸酯胶膜层与一塑料膜层。

步骤S30，将另一塑料膜层贴敷于所述水性丙烯酸酯胶膜层的另一表面，制得扬声器用振膜。

可以理解地，本申请中扬声器用振膜为至少三层的复合结构，因此在形成水性丙烯酸酯胶膜层与一塑料膜层后，还需要将另一表面膜层贴敷于水性丙烯酸酯胶膜层的另一表面以得到最终的扬声器用振膜。

可以理解地，本申请中存在至少两套扬声器用振膜的制备方案，其一为双面离型方案：将混合好的混合物胶水涂布至离型膜1(即两塑料膜层中的一塑料膜层)上，加热固化后，在水性丙烯酸酯胶膜层的另一面复合离型膜2(即两塑料膜层中的另一塑料膜层)，得到离型膜1+水性丙烯酸酯胶膜+离型膜2(即塑料膜层1+水性丙烯酸酯胶膜+塑料膜层2)的复合结构，再用复合机，去掉离型膜，将塑料膜层与水性丙烯酸酯胶膜膜层复合，形成塑料膜层+水性丙烯酸酯胶膜层+塑料膜层的复合振膜结构，该复合振膜结构即为最终的扬声器用振膜。其二为直接涂布塑料膜层方案：直接将混合好的混合物胶水涂布在其中一塑料膜层上，经加热固化后，在水性丙烯酸酯胶膜层的另一面再复合塑料膜层，形成塑料膜层+水性丙烯酸酯胶膜层+塑料膜层的扬声器用振膜。

参照图2，图2为本申请扬声器为三层复合结构的结构示意图，其中1、3为塑料膜层，2为水性丙烯酸酯胶膜层。进一步地，在形成水性丙烯酸酯胶膜层与一塑料膜层后，将另一塑料膜层3贴敷于水性丙烯酸酯胶膜层2的另一表面，以此形成水性丙烯酸酯胶膜层2以及两表面膜层均为塑料膜层(塑料膜层1与塑料膜层3)的复合结构(即水性丙烯酸酯胶膜层为中间层，两表面膜层为塑料膜层)，得到扬声器用振膜。并且，塑料膜层的厚度与材质可以相同也可以不同，厚度优选3um至25um，例如塑料膜层的厚度可以为3um、5um、10um、15um、25um等；水性丙烯酸酯胶膜层的厚度为5um至50um，例如水性丙烯酸酯胶膜层的厚度为5um、10um、20um、30um、50um等。复合材料可以采用水性丙烯酸酯胶膜层与两塑料层层压复合的方式制备，也可采用将水性丙烯酸酯胶水直接涂布至一塑料膜层表面，加热固化成膜后与另一塑料膜层贴合的方式制备，复合材料经热压成型、裁切后即可得到所需的扬声器用振膜。

可以理解地，本申请中扬声器用振膜为三层以上的复合结构，即本申请中可以在两塑料膜层的表面再复合其他材料层，其他材料层可以为塑料膜层、水性丙烯酸酯胶膜层、热塑性弹性体膜层等，具体可以在任一塑料膜层表面复合一层或多层其他材料层，也可以在两塑料膜层表面均复合其他材料层，其中复合的材料层及数量不限定，可以根据实际需求设置。参照图3，图3为本申请扬声器为五层复合结构的结构示意图，其中1、3和5为塑料膜层，2、4为水性丙烯酸酯胶膜层，其中塑料膜层1、3、5的厚度及材质可以相同也可以不同，优选厚度为3um至15um，例如塑料膜层的厚度可以为3um、5um、10um、15um等；水性丙烯酸酯胶膜层2、4的厚度可以相同也可以不同，厚度优选为5um至40um，例如水性丙烯酸酯胶膜层的厚度为5um、10um、20um、30um、40um等。复合材料可以采用水性丙烯酸酯胶膜层与塑料膜层层压复合的方式制备，也可采用将水性丙烯酸酯胶水直接涂布至一塑料膜层表面，加热固化成膜后再与另一塑料膜层表面贴合的方式制备，复合材料经热压成型、裁切后即可得到所需的扬声器用振膜。

本申请通过控制软硬单体的比例确定了水性丙烯酸酯膜层的玻璃化温度，确定了水性丙烯酸酯胶膜层的润湿性，一般来说，润湿性越好，粘结力越高。同时，功能单体用量、固化剂用量则决定功能单体剩余极性-COOH的量，对水性丙烯酸酯膜层的剥离力起到调节作用，得到的水性丙烯酸酯胶膜层具有良好的粘结性能。

本申请制备的扬声器用振膜含有水性丙烯酸酯胶膜层。因形成水性丙烯酸酯胶膜层的胶水以水为介质，环保无污染，生产过程绿色环保。并且水性丙烯酸酯胶膜层由丙烯酸酯乳液中添加适量的固化剂、消泡剂、润湿剂等经涂布、加热固化制备得到，其中所用的丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物具有较高的分子量，由该方法制备得到的水性丙烯酸酯胶膜层具有更高的回弹性与耐高温性，相对于传统的溶剂型丙烯酸酯压敏胶产品，通过制备的扬声器用振膜生产的产品的耐高温能力以及抗偏振能力更优，进而使得整体声学性能更优。

本发明还提出一种发声装置，如图4所示，图4为本申请发声装置的结构示意图；该发声装置包括振动系统和与所述振动系统相配合的磁路系统，所述振动系统包括扬声器用振膜和结合在所述扬声器用振膜一侧的音圈，其中，振动系统和与所述振动系统相配合的磁路系统用于使得发声装置在通电后可以通过震动进行发声，音圈是扬声器通过电流的线圈，是电动式扬声器机械波系统的重要组成部分。可以理解地，本领域技术人员可根据实际产品需求做相应的调整，如折环部向音圈侧凸起；球顶部位于折环部下表面；振动系统中添加定心支片等；本申请中扬声器用振膜由折环部和球顶部组成，含水性丙烯酸酯胶膜层与塑料膜层复合结构的扬声器用振膜可位于折环部，也可位于折环部及球顶部。

本发明又提出一种发声装置，发声装置可以包括壳体以及设在壳体内的磁路系统和振动系统，振动系统可以包括音圈、第一振膜和第二振膜，音圈的顶部与第一振膜相连，磁路系统系统驱音圈振动以带动第一振膜发声，第二振膜的两端分别与壳体和音圈的底部相连。其中，第二振膜可以为根据本发明上述实施例中的扬声器用振膜。

也就是说，第一振膜可以用于振动发声，第二振膜可以用于平衡音圈的振动。具体而言，当发声装置工作时，音圈通电后在磁路系统的磁场力的作用下，音圈可以上下振动以带动第一振膜振动，第一振膜振动时可以进行发声。第二振膜也可以跟随音圈上下振动，由于第二振膜的两端分别与壳体和音圈的底部相连，第二振膜可以平衡音圈的振动，可以防止音圈出现偏振的现象，从而可以提升发声装置的发声效果。

需要进行说明的的是，可以将第一振膜和第二振膜同时采用本发明上述实施例的扬声器用振膜，也可以是第一振膜和第二振膜中的一个采用本发明上述实施例的扬声器用振膜，本发明对此不作具体限制。

进一步地，本申请还对所述扬声器用振膜进行了性能评测，评测内容包括：

玻璃化温度：采用DSC设备测试，升温速率为20摄氏度/min，采用半高法(ASTMD3418-15)的取值方式；

分子量：用GPC测试，采用重均分子量表征；

剥离强度：采用GB/T2791-1995标准，采用T型剥离方式进行测试；

持黏力：采用GB/T4851-2014标准进行测试，80℃恒温下测试1h后，测试水性丙烯酸酯胶膜层滑动的位移；

储能模量@150℃(即在150℃条件下)：采用DMA设备拉伸模式，测试频率1Hz，升温速率3℃/min，取值方式为150℃下的储能模量值；

酸值：采用GB/T17530.4-1998标准进行测试。

具体地，首先首先进行不同配方比例的丙烯酸酯乳液的制备：参照表3，表3为不同配方比例的丙烯酸酯乳液的制备表。

表3

按照表3中用量配好A、B、C、D各原料组分，先将组分D加入到四口反应瓶中，搅拌下升温至75℃时，加入组分C，待温度稳定在75℃正负2℃后同时滴加组分A和B，保持适当的滴加速度使两组分在约3h内同时滴加完毕，然后再75℃保温1h后降温至40℃左右即可，全程需氮气保护。

单体简称对应：

丙烯酸丁酯(BA)，丙烯酸-2-乙基己酯(2-EHA)，

苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸甲酯(MA)，

常用功能单体包括甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸(AA)。

参照表4，表4为不同丙烯酸乳液的性能对比表：

表4

实施例1，软单体、硬单体分别为BA、MA，软单体、硬单体比例4:1，玻璃化温度为-43℃，分子量为100万，酸值为8。

实施例2，相比于实施例1，软单体将BA替换为2-EHA,保持软单体、硬单体比例不变,其他条件不变。从中看出软单体选用2-EHA后，共聚物的玻璃化转变温度降低为-57℃，分子量略有降低。

实施例3，相比于实施例1，软单体和硬单体的种类及比例均保持不变，增加链转移剂的加入量，其他条件不变。增加链转移剂可降低共聚物的分子量，分子量的降低，胶膜耐热及蠕变性能下降。

实施例4，相比于实施例1，更改软单体的比例以及硬单体的种类和比例，由于MMA的均聚物的玻璃化温度较高，所得共聚物玻璃化转变温度升高为-20℃，润湿性降低，会降低T剥离强度。

实施例5，相比于实施例1，用控制功能单体的加入量控制酸值，酸值大，所得胶膜的亲水性增强，材料吸水率高。

综合以上结果，选取高分子量的实施例1进行水性丙烯酸酯胶膜层制作及评测。

其次，进行水性丙烯酸酯胶膜层的制备，参照表5，表5为不同配比的水性丙烯酸酯胶水表：

表5

选用上实施例1的乳液配置不同固化剂、润湿剂及丙烯酸酯胶水配方(如表5所示)，将其涂布离型膜上，厚度控制为30um左右，在90至110℃下，固化5min，得到对应的水性丙烯酸酯胶膜层。再用复合机将该水性丙烯酸酯胶膜层和塑料膜层复合形成扬声器用振膜。其性能如表6所示，实施例及对比例制备得到水性丙烯酸酯胶膜层的性能对比表：

表6

胶膜性能对比：对比例为现有溶剂型丙烯酸胶膜：采用重均分子量为20万，玻璃化温度为-42℃的溶剂型丙烯酸酯胶水，加入固化剂、溶剂等进行涂布，固化，制成双面离型的溶剂型丙烯酸，然后通过复合设备将此溶剂型丙烯酸与塑料膜层复合成为扬声器用振膜材料。

如上所述，由于所述水性丙烯酸酯共聚物比常规的溶剂型丙烯酸酯共聚物的分子量高，固化成膜后水性丙烯酸酯胶膜层的储能模量也较高，并且持黏力位移较小，表明本发明的水性丙烯酸酯胶膜层具有较高的内聚强度以及优于的耐高温性。

实施例1-1，软硬单体配比为4:1，决定了玻璃化转变温度为-43℃，其共聚物的分子量量为100万，分子量较高，高温储能模量较高，持黏力也较高，为优选方案。

实施例1-2，与实施例1-1相比，用环氧树脂代替甲苯二异氰酸酯，不同固化剂固化效果不同，突出表现为剥离,强度变化不一。

实施例1-3，与实施例1-1相比，用六甲基二异氰酸酯代替甲苯二异氰酸酯，实施例1-1的固化剂含有苯环，所以其持黏力要好于实施例1-3。

实施例1-4，与实施例1-1相比，将甲苯二异氰酸酯的量加到3质量份，由于固化剂量较大，交联程度较高，T剥离强度降低，高温模量升高，持黏力增加。

进一步地，本申请还进行产品性能对比。

具体地，选取性能较优的实施例1-1水性丙烯酸酯胶膜层的胶膜及常规溶剂型丙烯酸酯胶膜对比例，采用层压复合的方式，与厚度为9um的聚醚醚铜进行贴合，得到3层复合结构的材料。然后采用热压成型的方式，进行扬声器用振膜折环的制作，然后按照产品尺寸进行裁切，组装至扬声器单元中，得到对应的产品，实施例SPK及对比例SPK。对产品进行不同电压下的声学性能测试，测试结果如下：

参照图5与图6，图5为本申请产品性能对比过程中的频率响应曲线图，图6为本申请产品性能对比过程中的HOHD(高频谐波失真)曲线图。其中图5中纵坐标为声压级，单位是dB，坐标值由50为起点，以10为单位递增，包括60、70、80、90、100、110；横坐标为频率，单位是Hz，其起始数值为100，其递增单位为起始数值的10倍，包括1000、10000；其中还包含对比例SPK-2.83V、实施例SPK-2.83V、对比例SPK-6V、以及实施例SPK-6V对应的曲线。图6中纵坐标为百分百，单位为％，起始数值为0，递增单位为5，其中包含0、5、10、15，横坐标为为频率，单位是Hz，其起始数值为100，其递增单位为起始数值的10倍，包括1000、10000，其中还包含对比例SPK-2.83V、实施例SPK-2.83V、对比例SPK-6V、以及实施例SPK-6V对应的曲线。

频率响应曲线：产品具有相近的性能，随着测试电压的增加，产品的声压级增加，即响度增大。这表明随着测试电压的增加，扬声器用振膜振动的位移增加，从而实现响度的增加。

由图6中的HOHD(高频谐波失真)曲线可知，随着测试电压的增加，实施例SPK表现出更低的失真，产品杂音更少。随着测试电压的增加，音圈发热量增加，由此对扬声器用振膜材料的耐高温性要求更高。水性丙烯酸酯胶膜层具有更高的分子量，分子间内聚能更高，产品振动时材料具有更强的抵抗形变的能力，由此表现出更优的声学性能。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (17)

1.一种扬声器用振膜，其特征在于，所述扬声器用振膜包含水性丙烯酸酯胶膜层与两塑料膜层，两所述塑料膜层中一所述塑料膜层覆盖于所述水性丙烯酸酯胶膜层的一表面，另一所述塑料膜层覆盖于所述水性丙烯酸酯胶膜层的另一表面；其中所述水性丙烯酸酯胶膜层由丙烯酸酯乳液、固化剂、润湿剂、消泡剂制成，所述丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物的分子量在20万至200万之间。

2.如权利要求1所述的扬声器用振膜，其特征在于，所述塑料膜层包含聚醚醚酮、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的扬声器用振膜，其特征在于，所述水性丙烯酸酯胶膜层的厚度为5um至50um。

4.如权利要求1所述的扬声器用振膜，其特征在于，所述水性丙烯酸酯胶膜层的玻璃化转变温度为-20℃至-60℃。

5.如权利要求1所述的扬声器用振膜，其特征在于，所述水性丙烯酸酯胶膜层在150℃下的储能模量为0.01MPa至1MPa。

6.如权利要求1所述的扬声器用振膜，其特征在于，所述水性丙烯酸酯胶膜层经60℃-70℃、90％至98％湿度环境处理165小时至170小时后，与所述塑料膜层之间的剥离强度变化量小于15％。

7.如权利要求1所述的扬声器用振膜，其特征在于，所述塑料膜层与所述水性丙烯酸酯胶膜层之间的的剥离强度大于或等于150g/25mm。

8.如权利要求1所述的扬声器用振膜，其特征在于，所述水性丙烯酸酯胶膜层在80℃*1h下的持黏力小于或等于0.2mm。

9.一种扬声器用振膜制备方法，其特征在于，所述扬声器用振膜制备方法包括：

将100质量份的丙烯酸酯乳液、0质量份至5质量份的固化剂、0.1质量份至5质量份的润湿剂、0.1质量份至5质量份的消泡剂进行混合，得到混合物；其中，所述丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯聚合物的分子量为20万至200万；

将所述混合物涂布于一塑料膜层表面，经70℃至120℃加热固化2min至10min后，在所述塑料膜层表面形成水性丙烯酸酯胶膜层；

将另一塑料膜层贴敷于所述水性丙烯酸酯胶膜层的另一表面，制得扬声器用振膜。

10.如权利要求9所述的扬声器用振膜制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯乳液通过向40质量份至100质量份的去离子水中添加66质量份至92质量份的软单体、8质量份至33质量份的硬单体、0.1质量份至3量份的功能单体、0.01质量份至1质量份引发剂、0.1质量份至5质量份乳化剂、0.01质量份至1.2质量份链转移剂反应制备。

11.如权利要求9所述的扬声器用振膜制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯乳液的酸值为0mgKOH/g至40mgKOH/g。

12.如权利要求10所述的扬声器用振膜制备方法，其特征在于，所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯中的一种或多种。

13.如权利要求10所述的扬声器用振膜制备方法，其特征在于，所述硬单体为丙烯腈、丙烯酰胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯中的一种或多种。

14.如权利要求10所述的扬声器用振膜制备方法，其特征在于，所述软单体与所述硬单体的质量份配比在2:1至12:1之间。

15.如权利要求10所述的扬声器用振膜制备方法，其特征在于，所述功能单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种。

16.一种发声装置，其特征在于，包括振动系统和与所述振动系统相配合的磁路系统，所述振动系统包括扬声器用振膜和结合在所述扬声器用振膜一侧的音圈，所述扬声器用振膜为权利要求1-8任一项所述的扬声器用振膜。

17.一种发声装置，其特征在于，包括壳体以及设在所述壳体内的磁路系统和振动系统，所述振动系统包括音圈、第一振膜和第二振膜，所述音圈的顶部与所述第一振膜相连，所述磁路系统驱动所述音圈振动以带动所述第一振膜发声，所述第二振膜的两端分别与所述壳体和所述音圈的底部相连，所述第二振膜为权利要求1-8任一项所述的扬声器用振膜。

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