CN114071327A - 发声装置的振膜及发声装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种发声装置的振膜及发声装置，振膜包括混炼型聚氨酯橡胶膜层，所述混炼型聚氨酯橡胶膜层由聚氨酯生胶、硫化促进剂、硫化剂、填料、增塑剂、抗氧剂及其它助剂混炼而成；其中，所述聚氨酯生胶的添加量为100质量份，硫化促进剂的添加量为0.5～5质量份，所述硫化剂的添加量为2～10质量份；其中，所述聚氨酯橡胶膜层的储能模量在0℃～60℃温度条件下的变化量小于5MPa，聚氨酯橡胶膜层在硫化时的最大扭矩大于10N·m。本申请通过合理搭配、调节硫化促进剂与硫化剂的添加量，制备得到的振膜拥有良好的声学稳定性。

Description

发声装置的振膜及发声装置

技术领域

本申请涉及电声技术领域，更具体地，涉及一种发声装置的振膜及使用该振膜的发声装置。

背景技术

现有穿戴类产品耳机、智能手表、智能手环、VR及AR产品中的发声装置中多采用热塑性弹性体，热塑性弹性体中以热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和热塑性聚酯弹性体(TPEE)复合振膜比较常见。热塑性弹性体具有良好的回弹性能，从而使得热塑性弹性体振膜拥有良好的音质，随着穿戴类产品对于声学性能要求的提高，热塑性弹性体也被广泛推广应用。

但是，热塑性弹性体材料对于温度较为敏感，其模量随温度变化大，导致不同温度下的谐振频率F0差异较大，导致声学性能差异较大。并且由于热塑性弹性体在成型过程中，在温度作用下，内部相结构变化，模量降低。而由于热塑性弹性体的内部链段可自由运动，其被破坏的相结构会逐渐恢复，模量会随着时间上升，造成F0随时间不断增长，发声装置的声学性能也会逐渐变化，稳定性较差。

因此，需要一种新的技术方案，以解决上述问题。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种发声装置的振膜，不仅克服了目前行业中，常规热塑性弹性体振膜在随温度变化时其声学稳定性差的缺陷，并且还克服了现有材料随着储存时间增加或者用户使用过程中，声学性能变化、谐振频率F0稳定性差的现象。

本申请的另一个目的在于提供上述振膜组成的发声装置。

为了实现以上目的，本申请提供了以下技术方案。

根据本申请第一方面实施例的发声装置的振膜，所述振膜包括混炼型聚氨酯橡胶膜层，所述混炼型聚氨酯橡胶膜层由聚氨酯生胶、硫化促进剂、硫化剂、填料、增塑剂、抗氧剂及其它助剂混炼而成；其中，所述聚氨酯生胶的添加量为100质量份，硫化促进剂的添加量为0.5～5质量份，所述硫化剂的添加量为2～10质量份；其中，所述聚氨酯橡胶膜层的储能模量在0℃～60℃温度条件下的变化量小于5MPa，聚氨酯橡胶膜层在硫化时的最大扭矩大于10N·m。

根据本申请的一些实施例，所述硫化促进剂的添加量为2～5质量份，所述硫化促进剂选自三烯丙基异氰酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、N，N-间亚本机-双马来酸酰亚胺中一种或多种。

根据本申请的一些实施例，所述硫化剂选自过氧化二异丙苯、1,1二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷、二叔丁及过氧化物、2,5-二甲基-2,5(二叔丁基过氧)己烷、双叔丁基过氧异丙基苯、过氧化苯甲酰、2,4-二氯过氧化苯甲酰、过苯甲酸叔丁酯、硫磺中的一种或多种。

根据本申请的一些实施例，所述混炼型聚氨酯橡胶膜层的厚度为25μm～300μm。

根据本申请的一些实施例，所述混炼型聚氨酯橡胶膜层的硬度为30A～95A。

根据本申请的一些实施例，所述聚氨酯生胶由软段和硬段构成，所述硬段为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5—萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、异佛二酮二异氰酸酯、间二亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯、三甲基己二异氰酸酯的一种或多种，所述软段为聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯、聚醚多元醇、聚丁二烯型多元醇、蓖麻油多元醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚多元醇、环氧树脂改性多元醇的一种多种。

根据本申请的一些实施例，所述填料的添加量为1～80质量份，所述填料选自为炭黑、白炭黑、滑石粉、云母粉、碳酸钙、石墨、二氧化钛脂中的一种或多种。

根据本申请的一些实施例，所述增塑剂的添加量为1～80质量份，所述增塑剂选自石油系增塑剂、煤焦油增塑剂、松香油增塑剂、脂肪油增塑剂、脂肪二元酸酯类、脂肪酸类、磷酸酯类、聚酯类、环氧类的一种或者多种。

根据本申请的一些实施例，所述抗氧剂的添加量为0.5～5质量份，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂2、抗氧剂6、抗氧剂4、抗氧剂1076、抗氧剂168、防老剂RD、防老剂AW、防老剂DD、防老剂BLE、防老剂4010、4010NA、4020、4030、4040、防老剂DNP、防老剂H、防老剂A、防老剂D、防老剂SP、防老剂264、防老剂2246、防老剂2246-S、防老剂NBC、防老剂MB中的一种或多种。

根据本申请的一些实施例，所述其它助剂包括抗水解助剂、氧化锌、硬脂酸、紫外线吸收剂、色浆中的至少一种。

根据本申请第二方面实施例的发声装置，包括振动系统以及与所述振动系统相配合的磁路系统，所述振动系统包括振膜和结合在所述振膜一侧的音圈，所述磁路系统驱动所述音圈振动以带动所述振膜发声，所述振膜为根据本申请上述实施例的所述振膜。

根据本申请第三方面实施例的发声装置，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，所述第二振膜为根据本申请上述实施例的所述振膜。

根据本申请实施例的发声装置的振膜，通过合理搭配、调节硫化促进剂与硫化剂的添加量，制备得到的振膜拥有良好的声学稳定性，在不同温度环境下使用本申请制备的振膜，均能得到完美的声学体验。相对于现有技术的热塑性聚氨酯弹性体橡胶或热塑性聚酯弹性体复合振膜而言，在本申请中，通过调节硫化促进剂与硫化剂的添加量，制备得到的发声装置产品，其F0随时间的放置稳定性远远地超过了同类产品。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请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申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1示出了对比例1和2与实施例1的样品在不同温度下的F0测试结果；

图2为根据本申请实施例的发声装置的整体结构示意图；

图3为根据本申请实施例的发声装置的局部结构示意图；

图4为根据本申请实施例的发声装置的剖面图；

图5为根据本申请实施例的发声装置的爆炸图。

附图标记

发声装置100；

壳体10；音圈11；第一振膜12；第二振膜13；磁路系统14；

振膜15；折环部151；球顶部152。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请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申请的范围。

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，决不作为对本申请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。

下面结合附图具体描述根据本申请实施例的发声装置的振膜。

根据本申请实施例的发声装置的振膜，振膜包括混炼型聚氨酯橡胶膜层。混炼型聚氨酯橡胶(MPU)由聚醚或聚酯柔性链段和氨基甲酸酯刚性链段组成，与硫化机反应形成的的交联聚合物，可通过混炼的方法改性制备所需性能的热固性弹性体。

本申请的混炼型聚氨酯橡胶膜层由聚氨酯生胶、硫化促进剂、硫化剂、填料、增塑剂、抗氧剂及其它助剂混炼而成。即聚氨酯生胶、硫化促进剂、硫化剂、填料、增塑剂、抗氧剂及其它助剂作为原料，通过混炼的方法制备得到本申请的混炼型聚氨酯橡胶膜层。

其中，混炼型聚氨酯橡胶膜层中聚氨酯生胶的添加量为100质量份，硫化促进剂的添加量为0.5～5质量份，硫化剂的添加量为2～10质量份。也就是说，按重量份计，聚氨酯生胶为100份，硫化促进剂为0.5～5份，硫化剂为2～10份。在本实施例中，通过限定组分添加量的聚氨酯生胶、硫化促进剂、硫化剂、填料、增塑剂、抗氧剂及其它助剂混炼制得聚氨酯橡胶膜层，该聚氨酯橡胶膜层的储能模量在0℃～60℃温度条件下的变化量小于5MPa，聚氨酯橡胶膜层在硫化时的最大扭矩大于10N·m。

需要说明的是，硫化促进剂的作用是缩短硫化时间，减少硫化剂的用量。即硫化促进剂起到了提高效率和降低成本的作用。此外，硫化促进剂还有改善硫化平坦性、防止喷霜、改善硫化胶性能的作用。

在硫化促进剂的份数小于0.5份时，没有明显效果。而在硫化促进剂份数过多时，无进一步促进反应的能力。因此，在本实施例中，硫化促进剂的份数为0.5～5质量份。

并且，硫化的本质是交联，过氧化物分解后产生自由基，与MPU内部的分子上的活泼氢或者不饱和双键发生自由基反应。在硫化剂的作用下，MPU由线性结构转变为三维网状结构，并且硬度和模量提高，成为不溶材料。

在硫化剂的用量过多时，易出现喷霜现象，并且交联程度升高，硬度上升。由于交联点的限制，温度升高，分子链无法运动，链段运动能力减弱，模量随温度升高变化较小。但由于撕裂强度和断裂伸长率直线下降，因此，需要控制硫化剂的添加量，在本实施例中，硫化剂的添加量为2～10质量份。

进一步地，本实施例中的振膜的制备方法可以包括以下步骤：首先，由聚氨酯生胶及各种配合助剂(硫化促进剂、硫化剂、填料、增塑剂、抗氧剂及其它助剂)在开炼机或密炼机等进行混炼下片后，得到混炼胶。然后，取合适大小的混炼胶放置在工装内进行模压成型。其中，模压成型的条件为模压温度100℃～200℃，优选150℃～180℃；模压时间50s～500s，优选50s～200s；压力1MPa～20MPa。

根据本申请实施例的混炼型聚氨酯橡胶膜层的作用机理如下：

在反应初期，过氧化物迅速分解生成自由基与MPU基体树脂反应，硫化速度很快，硫化促进剂不参与反应的进行，硫化促进剂主要作用在反应的后半段，以补充硫化剂带来交联效果不完善的现象，提高了反应速度，减少了总的反应时间，并提高了交联密度，从而提高了混炼型聚氨酯橡胶膜层的MH(最大转矩值)，提升了混炼型聚氨酯橡胶膜层的储能模量在不同温度下的稳定性。在成型完毕硫化后，混炼型聚氨酯橡胶膜层不会再进行下一步的交联反应，MPU振膜在放置或用户使用过程中，交联密度不再提高，模量不再增加，保证了材质稳定性，使得MPU振膜的声学稳定性能得到进一步提高。

换句话说，根据本申请实施例的混炼型聚氨酯橡胶膜层通过合理搭配、调节硫化促进剂与硫化剂的添加量，提高了膜层的整体交联密度，从而提高了膜层的MH，使得聚氨酯橡胶膜层在硫化时的最大扭矩大于10N·m，并且使得膜层的储能模量在常规使用温度下不会再增加，该聚氨酯橡胶膜层的储能模量在0℃～60℃温度条件下的变化量小于5MPa，增加了模量在不同温度的稳定性，达到了提高膜层整体稳定性的效果。

由此，在本实施例中，通过合理搭配、调节硫化促进剂与硫化剂的添加量，制备得到的MPU拥有良好的声学稳定性。在不同温度环境下使用本申请制备的振膜，均能得到完美的声学体验。相对于现有技术的TPU(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)或TPEE(热塑性聚酯弹性体)复合振膜而言，在本申请中，通过调节硫化促进剂与硫化剂的添加量，制备得到的发声装置产品，其F0随时间的放置稳定性远远地超过了同类产品。

根据本申请的一个实施例，硫化促进剂选自三烯丙基异氰酸酯(TAIC)、三烯丙基氰脲酸酯(TAC)、N，N-间亚本机-双马来酸酰亚胺(HVA-2)中一种或多种。

下面以TAIC为例对硫化促化剂进行说明。

在反应初期时，过氧化物迅速分解生成自由基。自由基与MPU基体树脂反应，硫化的速度很快，TAIC起到的主要作用是在反应的后半段，以补充硫化剂带来的交联效果不完善的现象。即通过TAIC提高了反应速度，减少了总的反应时间，并提高了交联密度，提高了MH(最大转矩值)，增加了模量在不同温度的稳定性。

在成型完毕后，不会因过氧化物的残余，再进行下一步的交联反应，MPU振膜在放置或用户的使用过程中，保证了材质的稳定性，交联密度不再提高，模量不再增加，声学稳定能进一步得到提高。

进一步地，硫化促进剂的添加量为2～5质量份。通过选择该范围添加量的硫化促进剂，能够使硫化促进剂发挥较高的促进反应的能力。

根据本申请的一个实施例，硫化剂选自过氧化二异丙苯(DCP)、1,1二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷(3M)、二叔丁及过氧化物、2,5-二甲基-2,5(二叔丁基过氧)己烷、双叔丁基过氧异丙基苯(BIBP)、过氧化苯甲酰(BP)、2,4-二氯过氧化苯甲酰(DCBP)、过苯甲酸叔丁酯、硫磺中的一种或多种。

在本申请的一些具体实施方式中，混炼型聚氨酯橡胶膜层的厚度为25μm～300μm，优选为30μm～200μm。需要说明的是，如果混炼型聚氨酯橡胶膜层的厚度太薄，会导致阻尼性能不佳，听音性能差。如果混炼型聚氨酯橡胶膜层的厚度太厚，则会导致质量增加，灵敏度变差，且无法满足穿戴类产品的减重需求。

根据本申请的一个实施例，混炼型聚氨酯橡胶膜层的硬度为30A～95A，优选为40A～60A。需要说明的是，如果混炼型聚氨酯橡胶膜层的硬度太小，会导致MPU抗溶胀能力差，且易产生偏振，造成THD(总谐波失真，Total Harmonic Distortion)不良。如果混炼型聚氨酯橡胶膜层的硬度太大，会导致橡胶断裂伸长率变小，在低温可靠性验证中易破膜，造成产品失效，且振膜的F0过高，无法得到完美音效。

在本申请的一些具体实施方式中，聚氨酯生胶由软段和硬段构成。

其中，硬段主要为异氰酸酯制备。由于异氰酸酯的极性较大，硬段分子间的结合能力强，分子间作用力强，因此，硬段的加入提高了MPU混炼胶的硬度及模量，也增加了材料的耐温性。若硬段的含量较低，则无法达到较高的拉伸强度或抗张强度，可能存在可靠性问题，若硬段的含量太高，则其断裂伸长率降低，同样得到完美的声学效果。

在本实施例中，硬段为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5—萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、异佛二酮二异氰酸酯、间二亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯、三甲基己二异氰酸酯的一种或多种。

聚氨酯又称为聚氨基甲酸酯，是一种主链上含有较多氨基甲酸酯的高分子聚合物。软段由多元醇组成，分子量一般在800～1800内。软段的加入赋予MPU一定的弹性，软硬段相配合才能够实现MPU具有较高断裂伸长率和较高的强度。

进一步地，软段为聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯、聚醚多元醇、聚丁二烯型多元醇、蓖麻油多元醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚多元醇、环氧树脂改性多元醇的一种多种。

其中，在软段采用聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、环氧树脂改性多元醇时，材料内部极性较大，软段分子间的结合能力强，分子间作用力强。采用以上的软段所制备的MPU有较高的强度。

在软段采用聚醚多元醇、聚丁二烯型多元醇、蓖麻油多元醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚多元醇软段时，链段柔软，空间位阻小，分子间有更大自由体积。采用以上的软段所制备的MPU有较大的断裂伸长率。

根据本申请的一个实施例，填料选自为炭黑、白炭黑、滑石粉、云母粉、碳酸钙、石墨、二氧化钛脂中的一种或多种。

下面以炭黑为例对填料进行说明。

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。炭黑的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。当将炭黑加入MPU中，由于炭黑表面与橡胶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，弹性体与碳黑构成了一种能够滑动的强固的键，力学强度增大。

进一步地，填料的添加量为1～80质量份，采用该范围内的填料，能够使填料和弹性体之间具有较强的作用力。

根据本申请的一个实施例，增塑剂选自石油系增塑剂、煤焦油增塑剂、松香油增塑剂、脂肪油增塑剂、脂肪二元酸酯类、脂肪酸类、磷酸酯类、聚酯类、环氧类的一种或者多种。

可选地，增塑剂为烷烃、环烷烃、芳烃、三线油、凡士林、石蜡、古马隆树脂、煤焦油、煤沥青、松焦油、松香油、妥尔油、油膏、甘油、蓖麻油、大豆油、油酸、邻苯二甲酸酯类、脂肪二元酸酯类、脂肪酸类、磷酸酯类、聚酯类、环氧类、含氯类、邻苯二甲酸辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二异葵酯(DIDP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、己二酸二辛脂(DOA)、壬二酸二辛酯(DOZ)、葵二酸二丁酯(DBS)、葵二酸二辛脂(DOS)、油酸酯、蓖麻油脂、季戊四醇脂肪酸酯、柠檬酸酯、邻苯三甲苯酯(TCP)、邻苯三辛酯(TOP)、葵二酸系聚酯增塑剂、己二酸系聚酯增塑剂、邻苯二甲酸系聚酯增塑剂、环氧化大豆油、环氧化亚蓖麻子油一种或者多种。

需要说明的是，增塑剂的分子量一般都比较低。橡胶内不可缺少的填料、硫化剂等材料分散较为困难。例如，白炭黑或者炭黑在混炼过程中容易飞扬，如果不提前与增塑剂混合均匀，会大量损失，配方复现能力差，也会造成室内粉尘污染。

增塑剂在与橡胶配合使用，可降低橡胶的分子间的作用力，与橡胶及配合剂浸润能力强，在可改善混炼过程中生热现象，同时增加胶料的黏着性、加工可塑性、流动性，给压延、挤出等成型过程提供方便。同时增塑剂的出现还可以改善基体的硬度。MPU材料若不在增塑剂的配合下，交联后的硬度一般较高，很难低于35A。为获得低硬度的MPU，增塑剂是不可缺少的材料，同时可以改善材料的耐寒性。

进一步地，增塑剂的添加量为1～80质量份，采用该范围的增塑剂，能够获得获得具有较低硬度和耐寒性的MPU。

在本申请的一些具体实施方式中，抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂2、抗氧剂6、抗氧剂4、抗氧剂1076、抗氧剂168、防老剂RD、防老剂AW、防老剂DD、防老剂BLE、防老剂4010、4010NA、4020、4030、4040、防老剂DNP、防老剂H、防老剂A、防老剂D、防老剂SP、防老剂264、防老剂2246、防老剂2246-S、防老剂NBC、防老剂MB中的一种或多种。通过添加抗氧剂，能够达到延长使用寿命的效果。

进一步地，抗氧剂的添加量为0.5～5质量份。过少的添加量达不到延长使用寿命的效果，而过多的添加量，由于其不能与弹性体较好的互溶，难以均匀分散，导致材料力学性能下降，并且随着时间延长易向表面析出。因此，采用该范围的抗氧剂，能够起到较好的延长使用寿命的作用。

根据本申请的一个实施例，其它助剂包括抗水解助剂、氧化锌、硬脂酸、紫外线吸收剂、色浆中的至少一种。通过添加不同的助剂，可以使得膜层具有不同的功能。例如，通过添加抗水解助剂，可以使得膜层具有抗水解功能；通过添加紫外线吸收剂，可以使得膜层具有紫外线吸收功能。

下面对抗水解助剂进行详细说明。

在聚氨酯的内部含有大量的极性基团，从而降低了疏水性，与水分子的亲和力增加。而这些极性集团，特别是酯基，容易在高温高湿下降解，分子链发生断链，造成产品失效。所以，需要加入一定量的抗水解助剂。抗水解助剂与羧酸或者酯基水解生成的羧酸反应，生成酰脲衍生物，从而中和掉聚酯中的羧基，阻止水解的进一步加剧，进而起到断链再生的作用。

可选地，抗水解助剂为碳化二亚胺，用量0～5份，优选2～3份。

需要说明的是，本申请提供的振膜可组成任意构造的发声装置，例如以下典型的发声装置：包括振动系统和与振动系统相配合的磁路系统，振动系统包括振膜和结合在振膜一侧的音圈。振膜可以为折环振膜或者平板振膜。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振膜振动，振膜振动时可以进行发声。

根据本申请第二方面实施例的发声装置，包括振动系统以及与振动系统相配合的磁路系统，振动系统包括振膜和结合在振膜一侧的音圈，磁路系统驱动音圈振动以带动振膜发声，振膜为上述实施例的振膜。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振膜振动，振膜振动时可以进行发声。

如图2和图3所示，发声装置包括一个由本申请上述实施例所制备而成的振膜15，振膜15可以由折环部151和球顶部152组成，改性丙烯酸酯橡胶膜层可以应用在振膜的折环部151。本领域技术人员可以根据实际产品需求做相应的调整，例如折环部151向音圈11侧凸起，球顶部152位于折环部151下表面，振动系统中添加定心支片等。

如图4和图5所示，根据本申请第三方面实施例的发声装置100，包括壳体10以及设在壳体10内的磁路系统14和振动系统，振动系统包括音圈11、第一振膜12和第二振膜13，音圈11的顶部与第一振膜12相连，磁路系统14驱动音圈11振动以带动第一振膜12发声，第二振膜13的两端分别与壳体10和音圈11的底部相连，第二振膜13为上述实施例的振膜。

也就是说，根据本申请实施例的发声装置100还可以包括两个由本申请上述实施例制备而成的振膜，即第一振膜12和第二振膜13，第一振膜12可以用于振动发声，第二振膜13可以用于平衡音圈11的振动。具体而言，当发声装置100工作时，音圈11通电后在磁路系统14的磁场力的作用下，音圈11可以上下振动以带动第一振膜12振动，第一振膜12振动时可以进行发声。第二振膜13也可以跟随音圈11上下振动，由于第二振膜13的两端分别与壳体10和音圈11的底部相连，第二振膜13可以平衡音圈11的振动，可以防止音圈11出现偏振的现象，从而可以提升发声装置100的发声效果。

需要进行说明的是，可以将第一振膜12和第二振膜13同时采用本申请上述实施例的振膜，也可以是第一振膜12和第二振膜13中的一个采用本申请上述实施例的振膜，本申请对此不作具体限制。

下面结合具体实施例对本申请的发声装置的振膜进行详细说明。

在本申请中采用了对比例1～3、实施例1～3。需要进行说明的是，对比例和实施例的选取是基于振膜具有相近的F0这一基准进行选择的。

其中，对比例1中采用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)振膜，对比例1的振膜的厚度为50μm。

对比例2中采用热塑性聚酯类弹性体(TPEE)复合振膜，对比例2的振膜为三层结构。三层结构分为两个表层和一个中间层。中间层位于两个表层之间。其中两个表层均为TPEE层，每个表层的厚度为12μm。中间层为聚丙烯酸酯压敏胶膜，中间层的厚度为18μm。

对比例3中采用现有技术的MPU振膜，对比例3中的振膜的硬度为50A，厚度为105μm。

实施例1中采用本申请的MPU振膜，实施例1中的振膜的硬度为55A，厚度为100μm。

实施例2中采用本申请的MPU振膜，实施例2中的振膜的硬度为45A，厚度为125μm。

实施例3中采用本申请的MPU振膜，实施例3中的振膜的硬度为75A，厚度为55μm。

具体地，对比例3与实施例1～3的配方如下表1所示。

表1.配方

下面分别对实施例和对比例进行以下性能测试。

(1)机械性能测试

为了验证本申请实施例的振膜的原材料的机械性能，对对比例3和实施例1～3中的振膜原材料进行断裂伸长率测试。

具体的操作如下：

取对比例3及实施例1～3中的振膜原材料，按照ASTM-D882测试标准，标距30mm，拉伸速率300mm/min，测试其断裂伸长率及断裂伸长率。测试结果如下表2所示。

表2.断裂伸长率测试结果

振膜原材料	断裂伸长率/％	拉伸强度/MPa
			对比例3	480	42
实施例1	560	48
			实施例2	630	22
实施例3	220	28

结合上述表1可以看出，对比例3与实施例1相比，其差异主要为对比例3中不含有硫化促进剂。从表2可以看出，数据显示，实施例1的断裂伸长率及拉伸强度均略有提高。这说明硫化促进剂对于材料的交联有完善作用，但对于机械性能无决定性的影响。

从表1可以看出，实施例1中的硫化剂的用量大于实施例2中的硫化剂的用量，实施例3中的硫化剂的用量大于实施例1中的硫化剂的用量。从表2可以看出，在实施例1～3中，随着硫化剂用量增加，断裂伸长率减少。

结合表1和表2可以得出以下结论：由于作为振膜材料的弹性体应保证一定的弹性，因此膜层中的硫化剂的用量需控制在一定的范围之类。

(2)MH测试

通过MH测试，可以验证实施例1～3和对比例3的交联程度。

在测试时，按照GB/T 16584-1996标准，测试不同硫化胶的硫化曲线，并记录其最大扭矩MH。测试结果如下表3所示。

表3.MH测试结果

振膜原材料	MH/dNm
		对比例3	14
实施例1	16
		实施例2	11
实施例3	37

由上表1可以看出，对比例3与实施例1相比，其差异主要为对比例3中不含有硫化促进剂。由表3可以看出，因对比例3中不含硫化促进剂，对比例3的交联程度不及实施例3的交联程度完善，因此对比例3的MH较小。

由表1可以看出，实施例1中的硫化剂的用量大于实施例2中的硫化剂的用量，实施例3中的硫化剂的用量大于实施例1中的硫化剂的用量。从表3可以看出，对于实施例1～3中，随着硫化剂的用量越多，交联生成的化学键也越多，交联密度越大，分子间作用力越大，因此MH越大。

(3)不同温度环境的适应性测试

通过储能模量对于温度的敏感性测试，测试不同温度下模量变化，可以验证本申请的材料对于不同温度环境的适应性。

在测试时，取对比例1～3及实施例1～3中的振膜原材料，使用动态热机械分析测试材料在不同温度点下的模量。按照ASTM-D5026-15测试标准，开始温度-30℃，结束温度60℃，升温速度3℃/min，应变0.2％。测试结果如下表4所示。

表4.储能模量随温度的变化测试结果

由上表4可以看出：相较于对比例1的TPU复合振膜和对比例2的TPEE复合振膜，本申请的实施例1～3制备的MPU的模量低，且随温度增加，变化较小。

将对比例3和实施例1相比，由表1可以看出，对比例3中不含有硫化促进剂。由表4可以看出，对比例3的模量随温度升高的变化量略大于实施例1的模量随温度升高的变化量。这说明硫化促进剂对于材料有交联网络完善有一定作用。

将实施例1～3进行对比，由表1可以看出，实施例1中的硫化剂的用量大于实施例2中的硫化剂的用量，实施例3中的硫化剂的用量大于实施例1中的硫化剂的用量。从表4可以看出，在0℃至60℃的温度范围内时，随着硫化剂用量增加，交联密度增加，链段运动变的更加困难，温度变化不能明显改变模量的变化，模量变越来越小。而在-30至0℃的温度范围内，则显示交联密度过大，链段运动越困难，玻璃化转变温度越高，在低温处模量较大。

结合表1和表4可以得出以下结论：在制备振膜时，需要控制合适的硫化剂用量。

(4)声学稳定性测试

通过F0对于温度的敏感性测试能够验证本申请的声学稳定性。

在测试时，选择对比例1～3和实施例1作为测试样品。每个实施例和对比例分别制作100个平行产品，测试不同温度下F0测试，并计算均值。结果如图1所示。

从图1可以看出，相较于TPU和TPEE复合料，本申请制备的MPU振膜的F0，随温度变化明显较小，可以在不同温度环境中表现出稳定的声学性能。

(5)产品随放置时间的稳定性测试

通过测试不同放置时间的F0，可以验证本申请的产品随放置时间的稳定性。

测试时，可以在制备振膜完成后，测试不同放置时间的F0。放置环境均为常温，具体可以为23℃，测试环境23±1℃，湿度50±5％RH。

表5.不同放置时间的F0测试结果

由上表5可以看出，相较于对比例1和2的热塑性弹性体，实施例1～3制备的MPU随放置时间增长，F0的升高明显较少。这是因为热塑性弹性体在高温成型过程中，部分结晶被破坏，软段和硬段之间发生相融合，但这个过程部分是可逆的，在常温放置下放置，逐渐发生相分离，模量增加。

将对比例3与实施例1相比，可以发现在实施例1中，随时间放置，F0变化很小，365天内仅上升4Hz。这表明实施例1中F0对于时间放置稳定优。而将实施例1～3进行对比则可以看出，在与硫化促进剂配合时，硫化剂越多，F0随时间放置的稳定性也越好。

(6)产品尺寸稳定性能测试

通过测试振膜的翘曲程度，可以验证本申请产品的尺寸稳定性能。

首先，分别根据实施例1～3和对比例1～6的制备方法，每个实施例和对比例分别制作100个平行产品。然后分别测试各平行产品的翘曲度。

其中，翘曲度的具体测试方法为：

用测试仪分别对实施例和对比例的产品进行测试。

测试仪包括三部分：测试探头、显示器和花岗岩平台。其中，测试探头为非接触式位移传感器。

测试时，将产品放置在花岗岩平台的三个支点上，上下两个测试探头按照相同轨迹同步扫描产品，记录测试探头到产品最近表面的距离，求出每个测试点两个测试探头的差值，其中差值的一半即是该测试点翘曲度的测试值。取各个测试点中最大的翘曲度的测试值定义为该产品的翘曲度。

统计各平行产品翘曲度的分布情况，测试结果如下表6所示。

表6.振膜翘曲程度测试结果

其中，根据对比例和实施例中各原料的选择，分别采用匹配的制备方法制备振膜，本实施例中，其主要性能上的区别是由原料与制备方法的不同所造成的。具体地，对比例1和2的振膜采用气压成型的方式制备而成，对比例3与实施例1～3分别采用模压的方式制备而成。从表6的测试结果可知，本申请的混炼型聚氨酯振膜的翘曲程度明显优于传统的气压成型的热塑性弹性体振膜。

总而言之，在本申请实施例中，通过合理搭配调节硫化促进剂与硫化剂的添加量，制备得到的MPU拥有良好的声学稳定性和声学性能，F0随时间放置稳定性远远超过同类产品。

虽然已经通过例子对本申请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，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (12)

1.一种发声装置的振膜，其特征在于，所述振膜包括混炼型聚氨酯橡胶膜层，所述混炼型聚氨酯橡胶膜层由聚氨酯生胶、硫化促进剂、硫化剂、填料、增塑剂、抗氧剂及其它助剂混炼而成；

其中，所述聚氨酯生胶的添加量为100质量份，硫化促进剂的添加量为0.5～5质量份，所述硫化剂的添加量为2～10质量份；

其中，所述聚氨酯橡胶膜层的储能模量在0℃～60℃温度条件下的变化量小于5MPa，聚氨酯橡胶膜层在硫化时的最大扭矩大于10N·m。

2.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述硫化促进剂的添加量为2～5质量份，所述硫化促进剂选自三烯丙基异氰酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、N，N-间亚本机-双马来酸酰亚胺中一种或多种。

3.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述硫化剂选自过氧化二异丙苯、1,1二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷、二叔丁及过氧化物、2,5-二甲基-2,5(二叔丁基过氧)己烷、双叔丁基过氧异丙基苯、过氧化苯甲酰、2,4-二氯过氧化苯甲酰、过苯甲酸叔丁酯、硫磺中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述混炼型聚氨酯橡胶膜层的厚度为25μm～300μm。

5.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述混炼型聚氨酯橡胶膜层的硬度为30A～95A。

6.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述聚氨酯生胶由软段和硬段构成，所述硬段为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5—萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、异佛二酮二异氰酸酯、间二亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯、三甲基己二异氰酸酯的一种或多种，所述软段为聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯、聚醚多元醇、聚丁二烯型多元醇、蓖麻油多元醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚多元醇、环氧树脂改性多元醇的一种多种。

7.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述填料的添加量为1～80质量份，所述填料选自为炭黑、白炭黑、滑石粉、云母粉、碳酸钙、石墨、二氧化钛脂中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述增塑剂的添加量为1～80质量份，所述增塑剂选自石油系增塑剂、煤焦油增塑剂、松香油增塑剂、脂肪油增塑剂、脂肪二元酸酯类、脂肪酸类、磷酸酯类、聚酯类、环氧类的一种或者多种。

9.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述抗氧剂的添加量为0.5～5质量份，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂2、抗氧剂6、抗氧剂4、抗氧剂1076、抗氧剂168、防老剂RD、防老剂AW、防老剂DD、防老剂BLE、防老剂4010、4010NA、4020、4030、4040、防老剂DNP、防老剂H、防老剂A、防老剂D、防老剂SP、防老剂264、防老剂2246、防老剂2246-S、防老剂NBC、防老剂MB中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述其它助剂包括抗水解助剂、氧化锌、硬脂酸、紫外线吸收剂、色浆中的至少一种。

11.一种发声装置，其特征在于，包括振动系统以及与所述振动系统相配合的磁路系统，所述振动系统包括振膜和结合在所述振膜一侧的音圈，所述磁路系统驱动所述音圈振动以带动所述振膜发声，所述振膜为权利要求1-10中任一项所述的振膜。

12.一种发声装置，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1-10中任一项所述的振膜。

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