CN114827878B - 振膜和发声装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种振膜和发声装置。其中,所述振膜采用浇注型聚氨酯制备而成,所述浇注型聚氨酯为聚氨酯预聚物外加配合剂经反应交联制成,所述聚氨酯预聚物为嵌段聚合物,所述嵌段聚合物由硬段和软段交替排列形成,所述硬段为异氰酸酯,所述软段为多元醇柔性长链,所述嵌段聚合物的端基均为异氰酸酯硬段,所述振膜的长期耐温温度在100℃以上,在100℃环境烘烤120h后,所述振膜的断裂伸长率变化小于30%。本发明的技术方案能够克服TPU和TPEE的复合振膜耐高温差的缺陷,使得振膜具有较好的耐高温性能。

Description

振膜和发声装置
技术领域
本发明涉及电声技术领域,特别涉及一种振膜和发声装置。
背景技术
目前发声装置中的振膜通常采用热塑性弹性体复合膜,常见的为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和热塑性聚氨酯弹性体(TPEE)的复合振膜,该振膜具有良好的耐低温性、回弹性及较高的阻尼,且常用气压成型,方便快捷。随着防水要求与音质要求的提高,TPU和TPEE的复合振膜在扬声器领域得到了推广应用。
但是,在使用过程中,该复合振膜往往会出现一些缺陷:(1)由于TPU和TPEE为线性结构,在高温状况下,分子链间易产生滑移,在高温作用下容易发生变形,且在高温长时间作用下易破坏聚集态结构和分子结构,使机械性能产生损失;(2)由于TPU和TPEE材料内部含有较多的不完善结晶区域,随温度升高容易破坏,分子链运动能力增强,造成模量急速降低,在不同温度环境中,声学表现不稳定;(3)复合料带气压成型成振膜时,分子链运动不充分,折环部分不可避免的拉伸,内部存在一定应力且有成型不到位的现象,易出现厚度不均、振膜变形等现象,导致良率下降,影响声学性能。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种振膜和发声装置,旨在克服TPU和TPEE的复合振膜高温性能差,声学性能在不同温度环境下表现不稳定的缺陷,使得振膜具有较好的耐高温性能和较宽温度使用范围。
为实现上述目的,本发明提出的振膜,采用浇注型聚氨酯制备而成,所述浇注型聚氨酯为聚氨酯预聚物外加配合剂经反应交联制成,所述聚氨酯预聚物为嵌段聚合物,所述嵌段聚合物由硬段和软段交替排列形成,所述硬段为异氰酸酯,所述软段为多元醇柔性长链,所述嵌段聚合物的端基均为异氰酸酯硬段,所述振膜的长期耐温温度在100℃以上,在100℃环境烘烤120h后,所述振膜的断裂伸长率变化小于30%。
可选的实施例中,所述振膜的短期耐温温度在150℃以上,使用动态热机械分析测试,所述振膜于150℃时的模量较常温状态保留40%以上。
可选的实施例中,所述硬段的含量为所述嵌段聚合物含量的10wt%-50wt%。
可选的实施例中,所述硬段为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、萘1.5—二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、3,3.-二甲基-4,4.-联苯二异氰酸酯中的至少一种;和/或,所述软段为聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、环氧树脂改性多元醇中的至少一种。
可选的实施例中,所述振膜的硬度范围为10A-95A。
可选的实施例中,所述振膜的厚度范围为10μm-200μm。
可选的实施例中,所述配合剂包括扩链剂和催化剂,所述振膜是将多元醇与多异氰酸酯反应生成聚氨酯预聚物,之后加入扩链剂和催化剂,混合后注入至振膜加工模具内,通过交联反应成型得到。
可选的实施例中,所述扩链剂为可与异氰酸酯反应的多官能度的低分子醇类或胺类化合物。
可选的实施例中,所述扩链剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、三异丙醇胺、3,5-二甲基硫基甲苯二胺、1,4-二氢乙氧基苯、氢醌双羟乙基醚、间苯二酚-双(P-羟乙基)醚中的至少一种;和/或,按质量百分比计,所述扩链剂的用量为所述浇注型聚氨酯预聚物的3%-30%。
可选的实施例中,所述催化剂为二月桂酸丁基锡、辛酸亚锡、磷酸、油酸、己二酸、壬二酸、乙酰丙酮铁中的至少一种。
可选的实施例中,所述配合剂还包括填料,所述填料为炭黑、二氧化硅、粘土、碳酸钙、高岭土、滑石粉、玻璃微珠中的至少一种;和/或,所述配合剂还包括助剂,所述助剂为抗氧剂、紫外线吸收剂、抗水解稳定剂、增塑剂、色浆、防老剂中的至少一种。
本发明还提出了一种发声装置,所述发声装置包括振膜,所述振膜采用浇注型聚氨酯制备而成,采用浇注型聚氨酯制备而成,所述浇注型聚氨酯为聚氨酯预聚物外加配合剂经反应交联制成,所述聚氨酯预聚物为嵌段聚合物,所述嵌段聚合物由硬段和软段交替排列形成,所述硬段为异氰酸酯,所述软段为多元醇柔性长链,所述嵌段聚合物的端基均为异氰酸酯硬段,所述振膜的长期耐温温度在100℃以上,在100℃环境烘烤120h后,所述振膜的断裂伸长率变化小于30%。
本发明的技术方案,振膜采用浇注型聚氨酯(CPU)制备而成,浇注型聚氨酯为聚氨酯预聚物外加配合剂经反应交联制成,浇注型聚氨酯(CPU)为交联结构,相较于热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和热塑性聚氨酯弹性体(TPEE)的复合振膜,本发明的振膜具有较好的耐温性能,并通过合理调节振膜制备过程中的原料种类及其加入量,使得振膜的耐热温度在100℃以上,且在100℃环境烘烤120h后,振膜的断裂伸长率变化小于30%,故振膜具有较好的耐高温性能和较宽的温度使用范围。并且,本发明振膜采用浇注成型工艺,相较于气压成型的振膜,具有更小的热收缩和更好的产品稳定性。将本发明的振膜应用于发声装置(比如扬声器)时,不仅具有较好的声学性能,而且在高温下其可靠性稳定,不易出现变形、破膜等不良现象,同时可满足产品在不同环境下的耐受程度及产品的稳定性。
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,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例1、2、3和对比例1、2中振膜的F0随温度变化曲线对比示意图;
图2为声学扬声器的剖视结构示意图。
附图标号说明:
标号 名称 标号 名称
100 扬声器 30 音圈
10 外壳 40 磁路系统
20 振膜
本发明目的的实现、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
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种振膜,应用于发声装置。
本发明振膜采用浇注型聚氨酯制备而成,浇注型聚氨酯为聚氨酯预聚物外加配合剂经反应交联制成,聚氨酯预聚物为嵌段聚合物,嵌段聚合物由硬段和软段交替排列形成,硬段为异氰酸酯,软段为多元醇柔性长链,嵌段聚合物的端基均为异氰酸酯硬段,振膜的长期耐温温度在100℃以上,在100℃环境烘烤120h后,振膜的断裂伸长率变化小于30%。
本发明的聚氨酯预聚物的分子结构如下所示,其中n为自然数:
从上述分子结构中可以看出,聚氨酯预聚物是一种嵌段聚合物,一般由低聚物多元醇柔性长链构成软段部分,以异氰酸酯构成硬段部分,硬段部分和软段部分交替排列,形成重复结构单元,且预聚物的端基均为-NCO基团。其中异氰酸酯构成的硬段部分结构如下:
多元醇组成的软段部分结构如下:
-O-R1-O-
这里硬段部分所起的作用是提供硬度和模量,软段部分提供韧性,通过调整硬段部分的种类和比例及软段部分的种类来调节振膜的硬度、模量及耐温性能。
在制备振膜时加入了配合剂,配合剂与主体材料聚氨酯预聚物在一定条件下可以发生交联反应,以得到交联结构的浇注型聚氨酯。由于浇注型聚氨酯为交联结构,则相较于热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和热塑性聚氨酯弹性体(TPEE)的复合振膜,本发明的振膜具有较好的耐温性能。故在制备振膜时,可以通过调整浇注型聚氨酯中硬段部分的种类和比例、软段部分的种类及配合剂的重量及用量来保证制备得到的振膜具有较好的耐温性能。可选地,保证制备得到的振膜的长期耐温温度在100℃以上,在100℃环境烘烤120h后,振膜的断裂伸长率变化小于30%,故振膜具有较好的耐高温性能和较宽的温度使用范围。而且,经发明人多次试验验证,将本发明的振膜应用于发声装置(比如扬声器)时,不仅具有较好的声学性能,而且在高温下其可靠性稳定,不易出现变形、破膜等不良现象,同时可满足产品在不同环境下的耐受程度及产品的稳定性。
需要说明的是,振膜的长期耐温温度大于100℃,且在100℃下烘烤120h后,振膜的断裂伸长率变化小于30%。即说明振膜长期在大于100℃环境下,不易出现变形、破膜的现象,不发生失效。
进一步地,通过优化振膜制备过程中的原料种类及其加入量来优化振膜的耐温性能。经发明人多次试验验证,本发明振膜短期耐热温度可在150℃以上,并且,使用动态热机械分析测试,振膜于150℃时的模量较常温状态保留40%以上,这说明振膜在150℃以上可以短期使用,耐高温性能较好。
本发明实施例中,硬段的含量为所述嵌段聚合物含量的10wt%-50wt%。可以理解的是,硬段部分含量太低,橡胶的硬度和模量太低,耐温性太差,并且F0(谐振频率)太低;含量太高,硬度和模量过高,响度变低,低频性能较差,可选地,按质量百分比计,异氰酸酯的用量范围为10%-50%,比如异氰酸酯的用量为10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%或50%。优选地,异氰酸酯的用量范围为10%-50%,如此可以获得较好的耐温性能、较为合适的F0和低频性能。
可以理解的,本发明通过调节聚氨酯预聚物中硬段异氰酸酯的比例来调整所制备的振膜的耐温性能,从而保证振膜的长期耐温温度在100℃以上,在100℃环境烘烤120h后,振膜的断裂伸长率变化小于30%。
需要说明的是,在制备振膜时,通过调节聚氨酯预聚物中硬段异氰酸酯的比例制备得到耐温性能较好的振膜,同时也合理调节了振膜的硬度和厚度,使其硬度设计较为合理,从而保证应用该振膜的发声装置具有更优异的声学性能。
本发明实施例中,振膜制备时,其硬度要设计合理,以保证使用该振膜的扬声器具有优异的声学性能。可选地,振膜的硬度范围为10A-95A,比如振膜的硬度为10A、15A、20A、25A、30A、35A、40A、45A、50A、55A、60A、65A、70A、75A、80A、85A、90A或95A。若振膜的硬度低于10A,振膜刚性差,易产生偏振,造成THD(总谐波失真,Total Harmonic Distortion)不良;若硬度高于95A,橡胶断裂伸长率变小,低温可靠性验证中易破膜造成产品失效,且配方中填料过多导致缺陷。优选地,振膜的硬度范围为30A-95A时,使用该振膜的扬声器具有更优异的声学性能。
可以理解的,常规振膜所用TPU或TPEE材料含有大量不完善结晶区域,随着温度的升高结晶被破坏,模量和强度降低,断裂伸长率下降,因此发声装置在长期振动时,不可避免造成温度升高,特别大振幅时温度更高,TPU或TPEE复合振膜的F0下降较大,位移增大,容易出现擦碰打底现象;而本发明所述的浇注型聚氨酯振膜为交联结构,随温度升高,交联点阻碍分子链运动,使得模量和强度保持相对稳定,在长时间振动时依然保持稳定的F0和声学性能。薄膜气压成型时,分子链运动不充分,折环部分不可避免的拉伸,内部存在一定应力,在可靠性后,有效高降低较多,浇注型聚氨酯薄膜不存在拉伸和应力稳定,稳定的交联结构使其更具有尺寸稳定性。
在采用浇注型聚氨酯制备振膜时,要合理控制振膜的厚度,以保证应用该振膜的发声装置具有优异的声学性能。可选地,振膜的厚度范围为10μm-200μm,比如振膜的厚度为10μm、50μm、100μm、150μm或200μm。若振膜的厚度小于10μm,振膜的阻尼小,听音性能差;若振膜的厚度大于200μm,振膜重量过大,灵敏度变差。
本发明的实施例中,不同的异氰酸酯制备的聚氨酯耐温性差异较大,其中选择芳香族异氰酸酯制备的浇注型聚氨酯振膜的耐温性与耐温变性能更好。异氰酸酯选用甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、萘1.5—二异氰酸酯(NDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、3,3.-二甲基-4,4.-联苯二异氰酸酯(TODI)中的至少一种。
本发明的实施例中,为达到更好的耐高温性能,还需选择合适的软段部分,相较于聚醚多元醇制备的浇注型聚氨酯振膜,多元醇选用聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、环氧树脂改性多元醇中的至少一种,耐温更优异。
可以理解的,通过合理调节聚氨酯预聚物中硬段异氰酸酯的种类和多元醇的种类,来优化振膜,使得振膜具有更好的耐高温性能,使其长期耐温温度在100℃以上,在100℃环境烘烤120h后,振膜的断裂伸长率变化小于30%。
本发明实施例中,配合剂包括包括扩链剂和催化剂,振膜是将多元醇与多异氰酸酯反应生成聚氨酯预聚物,之后加入扩链剂和催化剂,混合后注入至振膜加工模具内,通过交联反应成型得到。
具体操作时,先将多元醇与多异氰酸酯反应生成液体聚氨酯预聚物,然后外加扩链剂和催化剂混合均匀后,经注射进入振膜加工模具内,通过交联反应成型得到。其中,交联反应反应温度为20℃-230℃,反应时间0.5s-30min。
本发明实施例中,扩链剂为可与异氰酸酯反应的多官能度的低分子醇类或胺类化合物。
这里扩链剂起到与异氰酸酯交联的作用,以调节最终振膜的硬度。扩链剂通常为可与异氰酸酯反应的多官能度的低分子醇类或胺类化合物,比如3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、1,4-丁二醇(1,4-BD)、三羟甲基丙烷(TMP)、三异丙醇胺、3,5-二甲基硫基甲苯二胺、1,4-二氢乙氧基苯、氢醌双羟乙基醚、间苯二酚-双(P-羟乙基)醚(HER)中的至少一种。选用上述的扩链剂可以使得聚氨酯预聚物充分发生交联反应,以得到交联效果较好的浇注型聚氨酯,从而保证由此制备的振膜具有优异的耐温性能。
在加入扩链剂时,要合理控制扩链剂的用量,以保证制备的振膜应用于发声装置后具有比较合适的声学性能和可靠性。可选地,按质量百分比计,扩链剂的用量为浇注型聚氨酯预聚物的3%-30%。比如,按质量份计,浇注型聚氨酯预聚物为100份,则扩链剂为3份、5份、10份、15份、20份、25份或30份。
需要说明的是,本发明提供的振膜,采用浇注型聚氨酯(CPU)制成,区别于热塑性聚氨酯(TPU),热塑性聚氨酯(TPU)为羟基(-OH)位于所述嵌段聚合物的端部的聚氨酯,是线形或支化结构,可二次加工,一般经流延或涂布制成薄膜后,再通过气压或模压制成振膜,由此制得的振膜在大应变后容易产生永久变形,且在组装成发声装置时与胶水接触导致溶胀,引起性能和可靠性不良;而本发明所述浇注型聚氨酯经注入模具一体成型制备成振膜,为交联结构,不可二次加工;也区别于常规的聚氨酯橡胶,常规的聚氨酯橡胶为固体橡胶,羟基(-OH)位于所述嵌段聚合物的端部,一般与配合剂经过塑炼混炼加工后,通过压延制成片状或涂布成膜,再经气压或模压制成振膜,反应交联剂常为硫黄、过氧化物和异氰酸酯,由此制得的振膜硬度可调范围较窄,耐温性差,且因需后续粘接外壳等部件,导致发声装置气密性差。而本发明所述的浇注型聚氨酯为液态橡胶,浇注成型,外加扩链剂进行扩链和交联,扩链剂通常为醇类、胺类或醇胺类,由此制得的振膜硬度可调范围宽,且因为是与外壳一体成型,故应用该振膜的发声装置具有较好的气密性。
本发明的实施例中,催化剂可选用二月桂酸丁基锡、辛酸亚锡、磷酸、油酸、己二酸、壬二酸、乙酰丙酮铁中的至少一种。
这里催化剂的作用是加快交联反应,从而加快浇注型聚氨酯的成膜速度,提高振膜的制备效率。催化剂可选用上述物质的其中一种或多种混合物。
本发明的实施例中,配合剂还包括填料,填料选用炭黑、二氧化硅、粘土、碳酸钙、高岭土、滑石粉、不饱和羧酸金属盐、玻璃微珠中的至少一种,填料的加入,可以增强振膜的强度,从而能够进一步保证振膜在高温环境下不易出现破膜的现象。
本发明的实施例中,配合剂还包括助剂,助剂选用抗氧剂、紫外线吸收剂、抗水解稳定剂、增塑剂、色浆、防老剂中的至少一种。其中,抗氧剂的加入,可以提高其抗氧化性能,抗氧剂可以是抗氧剂2、抗氧剂4、抗氧剂6、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的至少一种,用量为0.5~5份(质量份)。抗水解稳定剂可以提高浇注型聚氨酯的抗水解稳定性,增塑剂可以增加浇注型聚氨酯的柔软性能,色浆可以赋予一定的色彩,防老剂可以提高其防老化性能。在保证振膜具有较好的耐温性能的基础上,加入了上述助剂,可以进一步提高浇注型聚氨酯的综合性能,用户可以根据操作需求和产品需求来选用上述助剂的一种或多种。
可以理解的,本发明浇注型聚氨酯是由液体聚氨酯预聚物外加扩链剂、催化剂、填料以及其他助剂混合均匀后,经注射进入相应模具后交联得到。
需要说明的是,本发明所述浇注型聚氨酯振膜中不含有发泡剂,因为发泡剂的加入会导致振膜耐温性变差,经过可靠性测试后容易产生变形甚至破膜等问题,导致性能不良,影响用户的使用体验。本发明采用浇注型聚氨酯旨在提高振膜的耐温性能,且保证使用该振膜的扬声器满足在高温可靠性后仍能保持原来的形状和性能,不会出现变形、破膜等风险,若加入发泡剂则会与本发明的构思相违背。同时本发明振膜的制备原料较为简单,制备工艺较为简化,操作较为简单,制备成本相对较低。
本发明还提出了一种发声装置,包括发声装置主体和振膜,振膜的具体结构可参照上述实施例,由于发声装置采用了前述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有前述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
如附图1是声学扬声器100的剖视结构图,其中,10为扬声器外壳;20为本发明所述振膜;30为音圈;40为磁路系统。当扬声器100工作时,电信号输入音圈30,音圈30受到磁场的作用力,并随着信号大小、正负方向的交替变化做不同幅度和方向的运动,从而带动振膜20振动并发出声音,以完成电-力-声能量转化过程。
可选地,本发明的振膜可以为折环振膜或者平板振膜,振膜设置在发声装置主体上,振膜被配置为能够被驱动振动,通过振动进而产生声音。发声装置主体中可以配置有线圈、磁路系统等部件,通过电磁感应驱动振膜振动。
在本发明的一个具体示例中,振膜的洛氏硬度在10-95A,厚度在10-200μm这一范围时,能够使得微型发声装置的谐振频率F0达到100-1500Hz,则微型发声装置的低频性能优良。
下面通过具体实施例对本发明振膜进行详细说明,其中,实施例和对比例中的振膜在室温条件下的F0之间的差值在20以内,也就是说,实施例与对比例中的振膜在室温条件下的F0相近。值得理解的是,下面描述仅是示例性的,而不是对本发明的具体限制。
实施例1:本实施例为采用浇注型聚氨酯制备的振膜,浇注型聚氨酯中的聚氨酯预聚物是由软段聚酯多元醇和硬段二苯基甲烷二异氰酸(MDI)聚合而成,其中硬段二苯基甲烷二异氰酸(MDI)的含量为10%(质量分数)。本实施例制备得到的振膜的厚度为120μm,硬度为40A。
实施例2:本实施例为采用浇注型聚氨酯制备的振膜,浇注型聚氨酯中的聚氨酯预聚物是由软段聚酯多元醇和硬段二苯基甲烷二异氰酸(MDI)聚合而成,其中硬段二苯基甲烷二异氰酸(MDI)的含量为25%(质量分数),本实施例制备得到的振膜的厚度为90μm,硬度为65A。
实施例3:本实施例为采用浇注型聚氨酯制备的振膜,浇注型聚氨酯中的聚氨酯预聚物是由软段聚酯多元醇和硬段二苯基甲烷二异氰酸(MDI)聚合而成,其中硬段二苯基甲烷二异氰酸(MDI)的含量为50%(质量分数),本实施例制备得到的振膜的厚度为60μm,硬度为85A。
对比例1为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)振膜,振膜厚度为95μm。
对比例2为热塑性聚酯类弹性体(TPEE)复合振膜,振膜为3层结构,其中两个表层均为TPEE层,厚度为15μm,中间层为聚丙烯酸酯压敏胶膜,厚度为20μm。
将实施例1-3和对比例1-2中的振膜进行如下性能测试:
(1)断裂伸长率变化率测试:
取实施例1-3、对比例1及对比例2中振膜原材料,置于100℃环境下,烘烤120h后取出,与未经处理的振膜原材料,用万能拉伸机测试断裂伸长率。振膜原材料断裂伸长率测试: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,未经处理的样品断裂伸长率计为I0,处理后的样品断裂伸长率计为I1,断裂伸长率变化率=(I0-I1)/I0×100%。测试结果见表1所示。
表1实施例1-3和对比例1-2中振膜的断裂伸长率变化率测试数据
振膜材质 断裂伸长率变化率/%
对比例1(TPU振膜) 85
对比例2(TPEE复合振膜) 65
实施例1 13
实施例2 10
实施例3 6
从表1的测试数据可以看出,相较于对比例1(TPU振膜)和对比例2(TPEE复合振膜),本发明实施例1-3的浇注型聚氨酯振膜在长期高温烘烤后,断裂伸长率变化率较小,也即其机械性能保持较高,表面本发明振膜的长期耐温性能较好。
(2)大振幅的破膜率测试:将实施例1-3和对比例1-2中振膜进行大振幅下的破膜率测试,对比例1-2及实施例1-3中的振膜在模拟正常工作环境下的振动时间均为96h,检测每个振膜的破膜率,其测试结果见表2所示。
表2实施例1-3和对比例1-2中振膜大振幅的破膜率测试数据
振膜材质 破破膜/%
对比例1(TPU振膜) 30
对比例2(TPEE复合振膜) 45
实施例1(浇注型聚氨酯振膜) 5
实施例2 0
实施例3 6
从表2的测试数据可以看出,大振幅振动时温度升高,相同声学性能下,本发明浇注型聚氨酯振膜的耐温性能更为优异,振膜厚度更均匀,振膜的折环部分更加平衡,其破膜率明显低于对比例1中TPU振膜和对比例2中TPEE复合振膜的破膜率。
(3)模量随温度变化测试:将实施例1-3和对比例1-2中振膜于不同温度下分别使用动态热机械分析测试其模量,按照ASTM D5026-15测试其模量随温度的变化,测试仪器为TA-Q800,应变为0.1%,频率1HZ,测试温度为0~160℃,并将测试数据记录于表3中。
表3实施例1-3和对比例1-2中振膜于不同温度下的模量数据
从表3的测试数据可以看出,相较于对比例1中TPU振膜和对比例2中TPEE复合振膜,本发明浇注型聚氨酯振膜的模量随温度变化量小,更好稳定,且,该振膜在150℃下仍然具有较高的模量,短期耐高温性能较为优异,对于不同温度的环境适应力较强。
(4)F0(谐振频率)随温度变化测试:将实施例1-3和对比例1-2中振膜于不同温度下分别测其F0,并将测试数据绘制于图1中。从图1数据可以看出,相较于对比例1中TPU振膜和对比例2中TPEE复合振膜,本发明浇注型聚氨酯振膜的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。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种振膜,其特征在于,所述振膜采用浇注型聚氨酯制备而成,所述浇注型聚氨酯为聚氨酯预聚物外加配合剂经反应交联制成,所述聚氨酯预聚物为嵌段聚合物,所述嵌段聚合物由硬段和软段交替排列形成,所述硬段为异氰酸酯,所述软段为多元醇柔性长链,所述嵌段聚合物的端基均为异氰酸酯硬段,所述振膜的长期耐温温度在100℃以上,在100℃环境烘烤120h后,所述振膜的断裂伸长率变化小于30%;
其中,所述配合剂包括扩链剂和催化剂,所述振膜是将多元醇与多异氰酸酯反应生成聚氨酯预聚物,之后加入扩链剂和催化剂,混合后注入至振膜加工模具内,通过交联反应成型得到;所述扩链剂为可与异氰酸酯反应的多官能度的低分子醇类或胺类化合物;
所述聚氨酯预聚物的分子结构为:
,其中n为自然数。
2.如权利要求1所述的振膜,其特征在于,所述振膜的短期耐温温度在150℃以上,使用动态热机械分析测试,所述振膜于150℃时的模量较常温状态保留40%以上。
3.如权利要求1所述的振膜,其特征在于,所述硬段的含量为所述嵌段聚合物含量的10wt%-50wt%。
4.如权利要求1所述的振膜,其特征在于,所述硬段为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、萘1.5—二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、3,3.-二甲基-4,4.-联苯二异氰酸酯中的至少一种;
和/或,所述软段为聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、环氧树脂改性多元醇中的至少一种。
5.如权利要求1所述的振膜,其特征在于,所述振膜的硬度范围为10A-95A。
6.如权利要求1所述的振膜,其特征在于,所述振膜的厚度范围为10μm-200μm。
7.如权利要求1至6中任一项所述的振膜,其特征在于,所述扩链剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、三异丙醇胺、3,5-二甲基硫基甲苯二胺、1,4-二氢乙氧基苯、氢醌双羟乙基醚、间苯二酚-双(P-羟乙基)醚中的至少一种;
和/或,按质量百分比计,所述扩链剂的用量为所述浇注型聚氨酯预聚物的3%-30%。
8.如权利要求1至6中任一项所述的振膜,其特征在于,所述催化剂为二月桂酸丁基锡、辛酸亚锡、磷酸、油酸、己二酸、壬二酸、乙酰丙酮铁中的至少一种。
9.如权利要求1至6中任一项所述的振膜,其特征在于,所述配合剂还包括填料,所述填料为炭黑、二氧化硅、粘土、碳酸钙、高岭土、滑石粉、玻璃微珠中的至少一种;
和/或,所述配合剂还包括助剂,所述助剂为抗氧剂、紫外线吸收剂、抗水解稳定剂、增塑剂、色浆、防老剂中的至少一种。
10.一种发声装置,其特征在于,包括如权利要求1至9中任一项所述的振膜。
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