CN114085542B - 一种耐高温材料及耐高温喇叭 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温材料及耐高温喇叭，涉及扬声器的技术领域。耐高温材料包括如下重量份的组分：液晶聚合物70‑92份，聚亚芳基硫醚5‑20份，增韧纤维8‑14份，镍/铬混合粉末1‑3份，相容剂1‑4份；耐高温喇叭，包括采用上述耐高温材料制备的元件。本申请通过增韧纤维、镍/铬混合粉末和相容剂的配合，有助于提高耐高温材料的拉伸强度和缺口冲击强度，减少耐高温材料制备的喇叭发生损坏；还有助于进一步改善耐高温材料的耐高温性能，使得耐高温材料制备的喇叭可以耐受更高的温度。

Description

一种耐高温材料及耐高温喇叭
技术领域
本发明涉及扬声器的技术领域，尤其是涉及一种耐高温材料及耐高温喇叭。
背景技术
喇叭是汽车上必不可少的设备，驾驶员可以根据行驶情况，控制喇叭发出声音，对汽车周围的人员发出提示。喇叭包括外壳、磁缸、音膜和音圈等元件，磁缸、音膜和音圈等元件均安装在外壳内。在夏季，由于外界气温较高，汽车经受阳光的暴晒后，车内的温度很高，因此，为了减少喇叭受到高温的损坏，喇叭的外壳、磁缸、音膜和音圈等均采用耐高温的材料制成。
相关技术中，采用LCP合金材料制备喇叭的外壳。一种LCP合金材料由液晶聚酯、聚苯硫醚和助剂制成。聚苯硫醚增强了LCP合金材料的耐高温性能，采用上述LCP合金材料制备的喇叭可以耐受更高的温度。
针对上述中的相关技术，发明人认为汽车在行驶过程中会发生颠簸，上述LCP合金材料的强度不够大，在遭受剧烈颠簸或震荡后，上述LCP合金材料制成的喇叭容易发生损坏。
发明内容
为了减少LCP合金材料制备的喇叭发生损坏，本申请提供一种耐高温材料及耐高温喇叭。
第一方面，本申请提供一种耐高温材料，采用如下的技术方案：
一种耐高温材料，包括如下重量份的组分：液晶聚合物70-92份，聚亚芳基硫醚5-20份，增韧纤维8-14份，镍/铬混合粉末1-3份，相容剂1-4份。
通过采用上述技术方案，由于聚亚芳基硫醚具有高度的耐热性，采用聚亚芳基硫醚与液晶聚合物作为原料，并添加了相容剂，使得聚亚芳基硫醚与液晶聚合物可以在熔融状态下形成耐高温材料。本申请还加入增韧纤维和镍/铬混合粉末，增韧纤维分散在耐高温材料内，有助于提高耐高温材料的拉伸强度；镍/铬混合粉末分散在耐高温材料内，有助于提高耐高温材料的缺口冲击强度；由于增韧纤维和镍/铬混合粉末在熔融态树脂中的相容性较差，本申请的相容剂还有助于提高增韧纤维和镍/铬混合粉末与液晶混合物的相容性，使得增韧纤维和镍/铬混合粉末在耐高温材料中更加分散的均匀，有助于提高耐高温材料的拉伸强度和缺口冲击强度。
因此，本申请通过增韧纤维、镍/铬混合粉末和相容剂的配合，有助于提高耐高温材料的拉伸强度和缺口冲击强度，减少耐高温材料制备的喇叭发生损坏。
另外，镍/铬混合粉末还可以提高耐热性，有助于进一步改善耐高温材料的耐高温性能，使得耐高温材料制备的喇叭可以耐受更高的温度。
优选的，所述耐高温材料包括如下重量份的组分：液晶聚合物78-84份，聚亚芳基硫醚10-15份，增韧纤维10-12份，镍/铬混合粉末1.5-2.5份，相容剂2-3份。
发明人通过试验优化上述组分的配比，发明人发现，将耐高温材料组分的配比控制在上述范围内，有助于制备得到耐热性更好、拉伸强度和缺口冲击强度更高的耐高温材料。
优选的，所述耐高温材料包括如下重量份的组分：液晶聚合物81份，聚亚芳基硫醚12.5份，增韧纤维11份，镍/铬混合粉末2份，相容剂2.5份。
发明人通过多次试验优化上述组分的配比，发现在上述配比下制备的耐高温材料，不仅具有更强耐高温性能，而且具有更高的拉伸强度和缺口冲击强度，采用上述耐高温材料下制备的喇叭，可以承受更剧烈的颠簸，不易损坏，而且可以耐受更高的温度。
优选的，所述镍/铬混合粉末包括如下重量份的组分：碳化铬或氧化铬粉末5-15份，氧化镍或氧化亚镍粉末20-30份。
通过采用上述技术方案，碳化铬或氧化铬粉末均是耐高温的含铬材料，氧化镍或氧化亚镍粉末均是耐高温的含镍材料，均有助于提高耐高温材料的耐热性。其中，碳化铬的晶体结构是斜方晶系，氧化铬的晶体结构是六方晶系，氧化镍和氧化亚镍的晶体结构均是立方晶系，发明人发现，将碳化铬或氧化铬粉末、氧化镍或氧化亚镍粉末按照不同的配比组合，可以形成复合粉末材料。发明人通过试验优化上述粉末的配比，发现将上述粉末的配比控制在上述范围内，有助于制成晶型良好的镍/铬混合粉末，相比于碳化铬、氧化铬、氧化镍、氧化亚镍中任意一种单一粉末，镍/铬混合粉末的耐热性均显著提高，而且对耐高温材料的拉伸强度和缺口冲击强度的增强效果更好。
优选的，所述镍/铬混合粉末包括如下重量份的组分：碳化铬8-12份，氧化镍23-27份。
通过采用上述技术方案，发明人通过试验优化镍/铬混合粉末的原料的配比，发现当选用碳化铬和氧化镍时，将原料的配比控制在上述范围内，制备得到的镍/铬混合粉末，有助于进一步提高耐高温材料的拉伸强度和缺口冲击强度。
优选的，所述镍/铬混合粉末的粒径为10-500nm。
通过采用上述技术方案，粒径在上述范围内的镍/铬混合粉末，更容易均匀分散在耐高温材料，使得耐高温材料的质地更加均匀，进一步提高了耐高温材料的拉伸强度和缺口冲击强度。
优选的，所述增韧纤维选用玻璃纤维、氧化铝纤维、碳纤维和石英纤维中的至少一种。
通过采用上述技术方案，上述纤维均有助于提高耐高温材料的拉伸强度和缺口冲击强度；玻璃纤维和石英纤维均具有绝缘性好、耐热性强的特点，而且可以改善耐高温材料的耐热性和绝缘性；氧化铝纤维的熔点达1840℃，可以显著改善耐高温材料的耐热性；碳纤维可以改善耐高温材料的耐磨擦性能。
优选的，所述增韧纤维选用平均直径为8-12μm、平均长度为80-500μm的玻璃纤维。
通过采用上述技术方案，选用上述规格的玻璃纤维，不仅有助于玻璃纤维均匀分散在耐高温材料中，而且有助于制备厚度较薄的耐高温材料元件。
第二方面，本申请提供一种耐高温喇叭，采用如下的技术方案：
一种耐高温喇叭，包括采用上述耐高温材料制备的元件。
通过采用上述技术方案，采用本申请的耐高温材料制备的元件，组装得到的耐高温喇叭，可以耐受较高的温度，能够在80℃的环境下长期工作，而且，在经受剧烈的颠簸或震荡后，不易损坏。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
本申请通过增韧纤维、镍/铬混合粉末和相容剂的配合，有助于提高耐高温材料的拉伸强度和缺口冲击强度，减少耐高温材料制备的喇叭发生损坏；
本申请优选碳化铬或氧化铬粉末、氧化镍或氧化亚镍粉末，有助于制成晶型良好的镍/铬混合粉末，耐热性显著提高，对耐高温材料的拉伸强度和缺口冲击强度的增强效果更好；
本申请优选碳化铬、氧化镍，有助于进一步提高耐高温材料的拉伸强度和缺口冲击强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请采用的原料均可以从市售获得。液晶聚合物树脂由珠海万通特种工程塑料提供，型号为Vicryst R800；玻璃纤维由欧文斯科宁提供；聚亚芳基硫醚由浙江新和成股份有限公司提供，牌号为1470C/F-T；碳化铬由浙江亚美纳米科技有限公司提供；氧化铬、氧化镍和氧化亚镍均由安徽科润纳米科技有限公司提供。
镍/铬混合粉末的制备例
制备例1
本制备例提供一种镍/铬混合粉末，包括10kg碳化铬或氧化铬粉末、25kg氧化镍或氧化亚镍粉末，按照如下步骤：将碳化铬或氧化铬粉末、氧化镍或氧化亚镍粉末放入搅拌器中，在150r/min的转速下，干混30min,得到镍/铬混合粉末。
其中，碳化铬或氧化铬粉末选用碳化铬粉末，氧化镍或氧化亚镍粉末选用氧化镍粉末，碳化铬或氧化铬粉末、氧化镍或氧化亚镍粉末的粒径均在10-500nm之间。
制备例2-9
制备例2-9均提供一种镍/铬混合粉末。如表一所示，制备例2-9与制备例1区别之处在于，原料的配比不同。
表一制备例2-9的原料配比表
Figure BDA0003381902390000041
Figure BDA0003381902390000051
制备例10
制备例10提供一种镍/铬混合粉末。制备例10与制备例1区别之处在于，碳化铬或氧化铬粉末选用氧化铬粉末。
制备例11
制备例11提供一种镍/铬混合粉末。制备例11与制备例1区别之处在于，氧化镍或氧化亚镍粉末选用氧化亚镍粉末。
制备例12
制备例12提供一种镍/铬混合粉末。制备例12与制备例1区别之处在于，碳化铬或氧化铬粉末选用氧化铬粉末，氧化镍或氧化亚镍粉末选用氧化亚镍粉末。
制备例13
制备例13提供一种镍/铬混合粉末。制备例13与制备例1区别之处在于，碳化铬或氧化铬粉末、氧化镍或氧化亚镍粉末的粒径均在600-1000nm之间。
实施例
实施例1
本实施例提供一种耐高温材料，包括如下重量的组分：液晶聚合物81kg，聚亚芳基硫醚12.5kg，增韧纤维11kg，镍/铬混合粉末2kg，相容剂2.5kg。
耐高温材料按如下步骤制备：将液晶聚合物、聚亚芳基硫醚在150℃下干燥4小时，将干燥后的物料加入双螺杆挤出机中。挤出机内含传输元件、捏合元件、低压区以及口模。挤出机自喂料口至挤出模头温度分别是280℃，250℃，250℃，280℃，290℃，300℃，主机转速是300转/分钟。
将增韧纤维和相容剂放入反应釜中，搅拌均匀，再将镍/铬混合粉末加入反应釜中，在150r/min下搅拌30min，得到混合料；
液晶聚合物和聚亚芳基硫醚熔融后，将混合料加入双螺杆挤出机中，然后挤出，得到耐高温材料。
其中，增韧纤维选用平均直径为10μm、平均长度为200μm的玻璃纤维；镍/铬混合粉末选用制备例1得到的镍/铬混合粉末；相容剂选用硅烷偶联剂KH-560。
实施例2-5
实施例2-5均提供一种耐高温材料，如表二所示，实施例2-5与实施例1的区别之处在于，原料的配比不同。
表二实施例2-5的原料配比表
Figure BDA0003381902390000061
实施例6
本实施例与实施例1的区别之处在于，镍/铬混合粉末选用制备例2得到的镍/铬混合粉末。
实施例7
本实施例与实施例1的区别之处在于，镍/铬混合粉末选用制备例3得到的镍/铬混合粉末。
实施例8
本实施例与实施例1的区别之处在于，镍/铬混合粉末选用制备例4得到的镍/铬混合粉末。
实施例9
本实施例与实施例1的区别之处在于，镍/铬混合粉末选用制备例5得到的镍/铬混合粉末。
实施例10
本实施例与实施例1的区别之处在于，镍/铬混合粉末选用制备例6得到的镍/铬混合粉末。
实施例11
本实施例与实施例1的区别之处在于，镍/铬混合粉末选用制备例7得到的镍/铬混合粉末。
实施例12
本实施例与实施例1的区别之处在于，镍/铬混合粉末选用制备例8得到的镍/铬混合粉末。
实施例13
本实施例与实施例1的区别之处在于，镍/铬混合粉末选用制备例9得到的镍/铬混合粉末。
实施例14
本实施例与实施例1的区别之处在于，镍/铬混合粉末选用制备例10得到的镍/铬混合粉末。
实施例15
本实施例与实施例1的区别之处在于，镍/铬混合粉末选用制备例11得到的镍/铬混合粉末。
实施例16
本实施例与实施例1的区别之处在于，镍/铬混合粉末选用制备例12得到的镍/铬混合粉末。
实施例17
本实施例与实施例1的区别之处在于，镍/铬混合粉末选用制备例13得到的镍/铬混合粉末。
实施例18
本实施例与实施例1的区别之处在于，增韧纤维选用平均直径为8μm、平均长度为80μm的玻璃纤维。
实施例19
本实施例与实施例1的区别之处在于，增韧纤维选用平均直径为12μm、平均长度为500μm的玻璃纤维。
实施例20
本实施例与实施例1的区别之处在于，增韧纤维选用平均直径为15μm、平均长度为800μm的氧化铝纤维。
对比例
对比例1
本对比例提供一种LCP合金材料，按如下步骤制备：按表三的配比，将液晶聚合物、PPS在150℃下干燥4小时。再将液晶聚合物、PPS、相容剂、抗氧化剂和润滑剂加入双螺杆挤出机中并挤出。挤出机内含传输元件、捏合元件、低压区，以及口模。挤出机自喂料口至挤出模头温度分别是280℃，250℃，250℃，280℃，290℃，300℃，主机转速是300转/分钟。液晶聚合物色母粒离开口模，经过水槽冷却后，得到LCP合金材料。
其中PPS牌号为1470C/F-T，浙江新和成股份有限公司；相容剂为PTW，杜邦公司。
表三对比例1的原料配比表
原料 重量/kg
液晶聚合物 70
PPS 20
相容剂 9
抗氧化剂 0.5
润滑剂 0.5
总计 100
对比例2
本对比例与实施例1的区别之处在于，不含增韧纤维。
对比例3
本对比例与实施例1的区别之处在于，不含相容剂。
对比例4
本对比例与实施例1的区别之处在于，用等量的纳米碳酸钙替换镍/铬混合粉末。
对比例5
本对比例与实施例1的区别之处在于，用等量的碳化铬替换镍/铬混合粉末。
对比例6
本对比例与实施例1的区别之处在于，用等量的氧化铬替换镍/铬混合粉末。
对比例7
本对比例与实施例1的区别之处在于，用等量的氧化镍替换镍/铬混合粉末。
对比例8
本对比例与实施例1的区别之处在于，用等量的氧化亚镍替换镍/铬混合粉末。
性能检测试验
针对实施例1-20和对比例1-8提供的样品，进行如下性能检测。其中，拉伸强度通过ASTM D638方法测量，拉伸速率为5mm/min。缺口冲击强度用ASTM D256方法测试，试样厚度3.2mm。热变形温度通过ASTM D648方法测量，施加负荷1.82MPa。检测结果如表四。
表四实施例1-20和对比例1-8的测试结果表
Figure BDA0003381902390000091
Figure BDA0003381902390000101
结合实施例1和对比例1并结合表四可以看出，相比于对比例1，实施例1的样品的拉伸强度和缺口冲击强度均显著增大，热变形温度显著提高。这说明，在本申请的原料配比下，不仅有助于提高耐高温材料的耐高温性能，而且制备的耐高温材料可以承受更剧烈的颠簸和震荡，不易损坏。
结合实施例1和对比例2-4并结合表四可以看出，相比于实施例1，对比例2-4的样品的拉伸强度和缺口冲击强度明显较小，热变形温度较低。这说明，在增韧纤维、镍/铬混合粉末和相容剂同时存在下，制备的耐高温材料具有更强的耐高温性能和更大的拉伸强度、缺口冲击强度。
结合实施例1和对比例5-8并结合表四可以看出，相比于实施例1，对比例5-8的样品的拉伸强度和缺口冲击强度较小，热变形温度较低。这说明，相比于采用碳化铬、氧化铬、氧化镍和氧化亚镍中的任意一种，采用本申请的配比范围内的镍/铬混合粉末，有助于提高耐高温材料的耐高温性能、拉伸强度和缺口冲击强度。
结合实施例1-5并结合表四可以看出，在实施例1-5的配比下，制备的耐高温材料均具有较高的热变形温度和较大的拉伸强度、缺口冲击强度。这说明，在本申请的原料配比范围内，有助于提高耐高温材料的耐高温性能、拉伸强度和缺口冲击强度。
结合实施例1和实施例6-13并结合表四可以看出，在实施例1和实施例6-13的配比下，制备的耐高温材料均具有较高的热变形温度和较大的拉伸强度、缺口冲击强度。这说明，在本申请的原料配比范围内制备的镍/铬混合粉末，均有助于提高耐高温材料的耐高温性能、拉伸强度和缺口冲击强度。
结合实施例1和实施例14-16并结合表四可以看出，相比于实施例1，实施例14-16制备的耐高温材料的热变形温度均较低，拉伸强度、缺口冲击强度较小。这说明，选用碳化铬和氧化镍制备的镍/铬混合粉末，有助于进一步提高耐高温材料的耐高温性能、拉伸强度和缺口冲击强度结合实施例1和实施例17并结合表四可以看出，相比于实施例1，实施例17制备的耐高温材料的热变形温度均较低，拉伸强度、缺口冲击强度较小。这说明，选用粒径均在10-500nm之间的镍/铬混合粉末，有助于提高耐高温材料的耐高温性能、拉伸强度和缺口冲击强度。
结合实施例1和实施例18-20并结合表四可以看出，相比于实施例20，实施例1和18-19的制备的耐高温材料的热变形温度较高，拉伸强度、缺口冲击强度较大。这说明，选用平均直径为8-12μm、平均长度为80-500μm的玻璃纤维，有助于提高耐高温材料的耐高温性能、拉伸强度和缺口冲击强度。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种耐高温材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：液晶聚合物70-92份，聚亚芳基硫醚5-20份，增韧纤维8-14份，镍/铬混合粉末1-3份，相容剂1-4份；按所述镍/铬混合粉末的总重量计，所述镍/铬混合粉末包括如下重量份的组分：碳化铬或氧化铬粉末5-15份，氧化镍或氧化亚镍粉末20-30份，所述相容剂为硅烷偶联剂KH-560。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温材料，其特征在于：所述耐高温材料包括如下重量份的组分：液晶聚合物78-84份，聚亚芳基硫醚10-15份，增韧纤维10-12份，镍/铬混合粉末1.5-2.5份，相容剂2-3份。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温材料，其特征在于：所述耐高温材料包括如下重量份的组分：液晶聚合物81份，聚亚芳基硫醚12.5份，增韧纤维11份，镍/铬混合粉末2份，相容剂2.5份。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温材料，其特征在于，所述镍/铬混合粉末包括如下重量份的组分：碳化铬8-12份，氧化镍23-27份。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温材料，其特征在于：所述镍/铬混合粉末的粒径为10-500nm。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温材料，其特征在于：所述增韧纤维选用玻璃纤维、氧化铝纤维、碳纤维和石英纤维中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的一种耐高温材料，其特征在于：所述增韧纤维选用平均直径为8-12μm、平均长度为80-500μm的玻璃纤维。
8.一种耐高温喇叭，其特征在于：包括采用权利要求1-7任意一项所述的耐高温材料制备的元件。
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