CN116208901A - 发声装置的振膜的制备方法、振膜、发声装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种发声装置的振膜的制备方法、振膜、发声装置，发声装置的振膜的制备方法，包括以下步骤：将固态聚氨酯生胶、硫化剂、硫化促进剂、防老化助剂、填料、其它助剂与溶剂反应，制备得到固含量为15％～45％的混合浆料；将所述混合浆料涂布成预定厚度的薄膜，经过加热并使溶剂挥发后，形成预设厚度的聚氨酯橡胶膜，所述聚氨酯橡胶膜的拉伸强度σ满足关系式：0.1MPa≤σ≤15MPa；将所述聚氨酯橡胶膜置于热成型机的模具上，经热压交联成型为预定形状的振膜。本申请的振膜的制备方法，操作方便，不仅能够节约振膜的生产成本，还可以解决振膜模压成型时固化引起的收缩问题，制备的振膜具有良好的尺寸稳定性和声学性能。

Description

发声装置的振膜的制备方法、振膜、发声装置

技术领域

本申请属于振膜技术领域，具体地，本申请涉及一种发声装置的振膜的制备方法、以及包括由该制备方法得到的振膜、包括该振膜的发声装置。

背景技术

目前，橡胶振膜在制备过程中，依赖于上下模腔模压，又由于微型扬声器的F0低，需要的振膜厚度较薄，因此对于上下模腔的要求很高，要求其公差在微米级，此类高精度模具的价格昂贵，限制了橡胶材料的推广。此外，由于橡胶模压在成型时收缩较大，与设计的声学要求之间存在很大的差异。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种改进的发声装置的振膜的制备方法，所述制备方法操作方便，不仅能够节约振膜的生产成本，还可以解决振膜模压成型时固化引起的收缩问题。

本申请的又一个目的是提供一种采用上述制备方法制备的振膜。

本申请的又一个目的是提供一种具有上述振膜的发声装置。

根据本申请的第一方面，提供了一种发声装置的振膜的制备方法，包括以下步骤：将固态聚氨酯生胶、硫化剂、硫化促进剂、防老化助剂、填料、其它助剂与溶剂反应，制备得到固含量为15％～45％的混合浆料；将所述混合浆料涂布成预定厚度的薄膜，经过加热并使溶剂挥发后，形成预设厚度的聚氨酯橡胶膜，所述聚氨酯橡胶膜的拉伸强度σ满足关系式：0.1MPa≤σ≤15MPa；将所述聚氨酯橡胶膜置于热成型机的模具上，经热压交联成型为预定形状的振膜。

可选地，在制备得到混合浆料的步骤中，将聚氨酯生胶、硫化剂、硫化促进剂、防老化助剂、填料及其它助剂混炼后制备出混炼胶，将所述混炼胶溶解于所述溶剂中，获得所述混合浆料。

可选地，在制备得到混合浆料的步骤中，将聚氨酯生胶、防老化助剂、填料及其它助剂制备出混炼胶，所述混炼胶与硫化剂、硫化促进剂溶解于所述溶剂中，获得所述混合浆料。

可选地，所述聚氨酯橡胶振膜厚度为15μm～200μm。

可选地，所述聚氨酯橡胶振膜的硬度为40A～95A。

可选地，所述聚氨酯橡胶生胶由软段和硬段组成，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、3,3.-二甲基-4,4.-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或多种。

可选地，所述溶剂为四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、丙酮、环己酮、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、氯苯的一种或多种。

可选地，所述硫化剂为过氧化二异丙苯、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。

可选地，所述硫化促进剂为噻唑类、次磺酰胺类、秋兰姆类、硫脲类、二硫代氨几甲酸盐类、醛胺类、弧类、黄原酸盐类中一种或多种，所述填料为炭黑、白炭黑、滑石粉、碳酸钙、石墨、二氧化钛中的一种或多种。

可选地，所述防老化助剂为抗氧剂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。

可选地，所述其它助剂为增塑剂、抗水解剂、活化剂、氧化锌、硬脂酸、紫外线吸收剂、脱模剂、色浆中的至少一种。

可选地，所述的将所述聚氨酯橡胶膜置于热成型机的模具上，热压成型得到预定形状的发声装置的振膜的步骤中，采用气体加热加压的方式，成型温度为100℃～200℃，成型时间为50s～600s，成型压力为0.05Mpa～5Mpa。

本申请的又一方面还提供了一种振膜，该振膜为上述任一实施例所述的方法制备得到的振膜。

本申请的又一方面还提供了一种发声装置，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，所述振膜为上述任一实施例所述的振膜。

本申请的又一方面还提供了一种发声装置，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任一实施例所述的振膜。

本申请的一个技术效果在于，通过涂布方式制备得到聚氨酯橡胶薄膜，薄膜厚度可调控空间大，且调整成本低，可根据产品设计的需要，经过涂布形成不同性能及厚度的薄膜，不受成型模具及成型方式的限制，显著降低了橡胶类振膜的配方设计及制造成本。同时采用本申请的方法制备得到的聚氨酯橡胶膜中各成分分布均匀，且在涂布成膜时，分子链可自由取向，薄膜内几乎无残余应力。这有益于降低橡胶材料在振膜成型时，因固化引起的收缩问题。相比于传统的模压工艺，通过本申请的方法制备的振膜尺寸更接近设计值，可以更好的保证产品良好的的声学性能及尺寸稳定性。

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是本申请提供的实施例1和对比例1的总谐波失真测试曲线图；

图2是本申请提供的实施例的振膜的制备方法流程图。

图3为根据本申请实施例的发声装置的整体结构示意图；

图4为根据本申请实施例的发声装置的局部结构示意图；

图5为根据本申请实施例的发声装置的剖面图；

图6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。

如图1所示，根据本申请实施例的发声装置的振膜的制备方法，包括以下步骤：

将固态聚氨酯生胶、硫化剂、硫化促进剂、防老化助剂、填料、其它助剂与溶剂反应，制备得到固含量为15％～45％的混合浆料。

将混合浆料涂布成预定厚度的薄膜，经过加热并使溶剂挥发后，形成预设厚度的聚氨酯橡胶膜，聚氨酯橡胶膜的拉伸强度σ满足关系式：0.1MPa≤σ≤15MPa。例如，可以将混合浆料涂布在离型膜并形成一定厚度的薄膜，即聚氨酯橡胶膜，然后将成型的聚氨酯橡胶膜与离型膜组成的料带进行加热以挥发掉料带中的溶剂。

将聚氨酯橡胶膜置于热成型机的模具上，经热压交联成型为预定形状的振膜。

换言之，根据本申请实施例的发声装置的振膜的制备方法主要包括以下步骤：首先制备混合浆料；然后将混合浆料涂布成薄膜；最后将薄膜制备成振膜。

其中，在制备混合浆料时，将固态聚氨酯生胶、硫化剂、硫化促进剂、防老化助剂、填料、其它助剂与溶剂反应，制备得到的混合浆料的固含量为15％～45％。可选地，混合浆料的固含量可以为15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％等。需要进行说明的是，如果混合浆料的固含量太低，则浆料粘稠度低，成模性差，不但浪费溶剂，并且涂后的薄膜时需要更多次数去反复涂布，增加成本。如果混合浆料的固含量太高，则无法溶解，并且浆料粘稠度高，消泡困难，涂抹难度较大，薄膜易有缺陷。当混合浆料的固含量在15％～45％之间时，浆料的粘稠度合适，且成模性好，易于消泡，降低了涂布难度，制备得到的薄膜质量好。

在将混合浆料涂布成薄膜时，先将混合浆料涂布成预定厚度的薄膜，然后经过加热并使溶剂挥发后，能够形成具有预设厚度的聚氨酯橡胶(MPU)膜，该MPU膜的拉伸强度σ满足关系式：0.1MPa≤σ≤15MPa。可选地，MPU膜的拉伸强度σ可以为0.1MPa、0.3MPa、0.5Mpa、1Mpa、2Mpa、3Mpa、4Mpa、5Mpa、6Mpa、7Mpa、8Mpa、9Mpa、10Mpa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、等。此外，需要进行说明的是，在成型前，MPU膜的拉伸强度σ需要满足关系式：0.1MPa≤σ≤15MPa，如果超出该范围的拉伸强度，则会成型过程中MPU膜被吹破，无法制备产品，如果高于此强度，交联密度过高，无法进行二次成型。。进一步地，MPU膜的拉伸强度σ满足关系式：0.2MPa≤σ≤10MPa，在此范围内，膜层更易成型且成型后的收缩量小，容易达到设计尺寸。

也就是说，通过采用涂布的方式，先将混合浆料涂布成一定厚度的薄膜，然后在一定的温度下加热，加热后溶剂挥发，能够得到具有一定厚度的聚氨酯橡胶膜。例如，采用涂布的方式，将混合浆料涂布成一定厚度的薄膜，经过50℃～150℃加热后，溶剂挥发，能够得到具有一定厚度的膜层。

在将薄膜制成振膜时，将聚氨酯橡胶膜置于热成型机的模具上，经热压交联成型为预定形状的振膜。也就是说，通过将聚氨酯橡胶膜置于热成型机的模具上，经过加热加压一定时间后，能够获得所需结构的振膜。

由此，根据本申请实施例的方法，通过涂布方式制备得到聚氨酯橡胶薄膜，薄膜厚度可调控空间大，且调整成本低，可根据产品设计的需要，经过涂布形成不同性能及厚度的薄膜，不受成型模具及成型方式的限制，显著降低了橡胶类振膜的配方设计及制造成本。同时采用本申请的方法制备得到的聚氨酯橡胶膜中各成分分布均匀，且在涂布成膜时，分子链可自由取向，薄膜内几乎无残余应力。这有益于降低橡胶材料在振膜成型时，因固化引起的收缩问题。相比于传统的模压工艺，通过本申请制备方法得到的振膜的尺寸更接近设计值，可以更好的保证产品良好的的声学性能及尺寸稳定性。

根据本申请的一个实施例，在制备得到混合浆料的步骤中，将聚氨酯生胶、硫化剂、硫化促进剂、防老化助剂、填料及其它助剂混炼后制备出混炼胶，将混炼胶溶解于溶剂中，获得混合浆料。也就是说，将聚氨酯生胶、硫化剂、硫化促进剂、防老化助剂、填料及其它助剂混炼后制备出混炼胶，溶解于合适的溶剂中，获得混合浆料。

在本申请的一些具体实施方式中，在制备得到混合浆料的步骤中，将聚氨酯生胶、防老化助剂、填料及其它助剂制备出混炼胶，混炼胶与硫化剂、硫化促进剂溶解于溶剂中，获得混合浆料。也就是说，将聚氨酯生胶、防老化助剂、填料及其它助剂制备出混炼胶，与硫化剂、硫化促进剂溶解于合适溶剂中，获得混合浆料。

由此可见，可以根据需要选择上述任一方式制备得到混合浆料。根据不同橡胶的配方选择合适时机溶解硫化剂和硫化促进剂，例如：对于某些配方，因混炼胶在制备过程中剪切生热或设备本身需要加热，如果温度提高，硫化剂和硫化促进剂加入其中时容易造成前期焦烧硫化，形成不溶性凝胶，涂抹后易导致凹凸不平。对于又一些配方而言，若全部选择后加硫化剂和硫化促进剂，硫化剂容易析出，导致后期成型硫化不充分。

根据本申请的一个实施例，聚氨酯橡胶振膜的厚度为15μm～200μm，优选为30μm～150μm。需要进行说明的是，如果聚氨酯橡胶振膜的厚度太薄，则振膜阻尼性能不佳，听音性能差；如果聚氨酯橡胶振膜的厚度太厚，则需要多次涂布，成本增加，失去了降成本的意义，并且厚度增加，也无法满足穿戴类产品的减重需求。当聚氨酯橡胶振膜的厚度在15μm～200μm之间时，振膜的阻尼性能较好，可以提升振膜的发声效果，而且振膜重量适中，满足发声设备的减重需求。

在本申请的一些具体实施方式中，聚氨酯橡胶振膜的硬度为40A～95A。如果硬度太小，为搭配产品合适的F0，需要增加厚度，多次涂布，成本增加。如果硬度太高，橡胶断裂伸长率变小，在低温可靠性验证中易破膜而造成产品失效，且振膜的F0过高，无法得到完美音效。在聚氨酯橡胶振膜的硬度为40A～95A，不仅能够减小涂布次数，降低成本，还能够增大橡胶断裂伸长率，保证音效。

根据本申请的一个实施例，聚氨酯橡胶生胶由软段和硬段组成，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(NDI)、对苯二异氰酸酯、3,3.-二甲基-4,4.-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。也就是说，聚氨酯橡胶生胶的硬段主要为由异氰酸酯制备，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，硬段的加入提高了聚氨酯橡胶的硬度及模量，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，存在可靠性后膜折问题。

在本申请的一些具体实施方式中，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或多种。

其中，聚氨酯又称氨基甲酸酯，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。软段的加入赋予聚氨酯橡胶一定的弹性，软、硬段配合才能实现聚氨酯橡胶具有较高断裂伸长率和较高的强度。在聚氨酯橡胶的生胶的软段使用聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、环氧树脂改性多元醇制备时，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，所制备的聚氨酯橡胶有较高的强度。而使用聚醚多元醇、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制备的聚氨酯橡胶，链段柔软，空间位阻小，分子间有更大自由体积，所制备的聚氨酯橡胶有较大的断裂伸长率。

根据本申请的一个实施例，溶剂为四氢呋喃(THF)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、丙酮、环己酮、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、氯苯的一种或多种。

例如，将物料(物料为聚氨酯生胶、硫化剂、硫化促进剂、防老化助剂、填料及其它助剂；或者为混炼胶与硫化剂和硫化促进剂)加入溶剂内不断搅拌，转速约为200r/min～1000r/min，一般需要12h才可以看到无明显凝胶，消泡后进行涂布。而在使用乙酸丁酯作为溶剂时，经过放置消泡，混合浆料底部出现少量沉淀，说明乙酸丁酯无法完全溶解MPU。而当使用DMF与乙酸丁酯1:1复配使用时，不仅可以通过DMF增加溶解度，还可以通过乙酸丁酯在涂布成膜时加快溶剂挥发，从而可以得到溶解完善的涂布浆料。

在本申请的一些具体实施方式中，硫化剂为过氧化二异丙苯(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。

其中，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。

根据本申请的一个实施例，聚氨酯生胶为100质量份，硫化剂为0.5～10质量份。其中需要说明的是，硫化剂的用量对于交联反应及交联后的胶料性能影响很大，在硫化剂用量过少时，交联反应速度慢，交联程度较低，化学键数量少，随温度增加，分子链运动能力增强，模量快速下降；在硫化剂用量过多时，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，但撕裂强度和断裂伸长率直线下降。在聚氨酯生胶为100质量份，硫化剂为0.5～10质量份时，不仅能够提高交联反应速度和交联程度，还能够避免撕裂强度和断裂伸长率直线下降。

根据本申请的一个实施例，硫化促进剂为噻唑类、次磺酰胺类、秋兰姆类、硫脲类、二硫代氨几甲酸盐类、醛胺类、弧类、黄原酸盐类中一种或多种。例如，硫化促进剂为噻唑类如促进剂M、促进剂DM；次磺酰胺类如促进剂CZ、促进剂NOBS、促进剂DZ；秋兰姆类如促进剂TMTD、促进剂TMTM；硫脲类如促进剂NA-22；二硫代氨几甲酸盐类如促进剂ZDMC、促进剂ZDC；醛胺类如促进剂H；弧类如促进剂D；黄原酸盐类如促进剂ZIX。需要进行说明的是，促进剂的作用是缩短硫化时间，减少硫化剂的用量，提高效率，降低成本。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。可见，硫化促进剂的加入不仅提高了反应速度，减少了总的反应时间，并且提高了交联密度，提高了胶料的硬度和耐温性。

根据本申请的一个实施例，聚氨酯生胶为100质量份，硫化促进剂为0.5～5质量份。在聚氨酯生胶为100质量份，硫化促进剂为0.5～5质量份时，不仅能够提高交联密度，还能够提高反应速度。

在本申请的一些具体实施方式中，填料为炭黑、白炭黑、滑石粉、碳酸钙、石墨、二氧化钛中的一种或多种。

以炭黑为例，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，当将其加入氟橡胶中，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。虽然炭黑或者白炭黑等填料的粒径小，但由于其极容易团聚，团聚后容易形成几十或者上百微米的杂质，容易造成不良破膜。

根据本申请的一个实施例，在聚氨酯生胶为100质量份时，填料为5～50质量份。其中需要说明的是，减少团聚最好的方法便是减少用量，而在溶解的过程，过多的填料含量也增加了涂布的风险，由此，填料的用量为5～50质量份。

在本申请的一些具体实施方式中，防老化助剂为抗氧剂1010、抗氧剂2、抗氧剂6、抗氧剂4、抗氧剂1076、抗氧剂168的、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。

根据本申请的一个实施例，防老化助剂为0.5～5质量份，通过采用该含量的防老化助剂，能够延缓或抑制聚合物氧化及其它老化过程的进行。

在本申请的一些具体实施方式中，其它助剂为增塑剂、抗水解剂、活化剂、氧化锌、硬脂酸、紫外线吸收剂、脱模剂、色浆中的至少一种。

根据本申请的一个实施例，抗水解助剂为碳化二亚胺，用量为0～5质量份，优选2～3质量份。需要说明的是，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。而这些极性基团，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，从而起到断链再生的作用。

根据本申请的一个实施例，将聚氨酯橡胶膜置于热成型机的模具上，热压成型得到预定形状的发声装置的振膜的步骤中，热压成型采用气体加热加压的方式，成型条件为：成型温度为100℃～200℃，优选为130℃～190℃；成型时间为50s～600s，优选为50s～400s；成型压力为0.05Mpa～5Mpa。

也就是说，在本实施例中，振膜采用气压成型的方式。其中，聚氨酯橡胶的交联是一个分子链增长，形成三维网状结构的过程。如果成型温度过低，则硫化速度过慢，硫化不充分；又由于在高温下，聚氨酯橡胶的交联反应是一个交联与分解同时进行的过程的，且聚氨酯橡胶耐温较差，若硫化温度过高，又不能精准控制时间，分解速度增加，造成分解速度大于硫化速度，出现反原现象，并且无法保证交联程度，由此，采用本实施例的成型温度范围和成型时间范围。

此外，在成型过程中，由于使用高压气体增压，使聚氨酯橡胶薄膜紧贴模头，形成折环及花纹，若气压太小，则振膜无法成型模头设计时完美的形状；在温度升高的过程中，薄膜不断变软，若成型气压过大，易出现破膜现象，由此，采用本实施例的成型压力范围。

需要说明的是，本申请的振膜也可以采用模具模头加热的方式制备，在振膜可以用于气压成型形成时，该振膜一般也可以通过模压形成。在相同条件下，通过气压形成的振膜的厚度范围较宽，通过模压形成的振膜的厚度小且厚度较厚。

根据本申请的一个实施例，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。

根据本申请的一个实施例，增塑剂的含量为2～80质量份。其中需要说明的是，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，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，会出现大量损失，配方复现能力差，也会造成室内粉尘污染。在将增塑剂与橡胶配合使用时，可降低橡胶的分子间的作用力，与橡胶及其它配合助剂浸润能力强，可改善混炼过程中的生热现象，同时还能增加胶料的黏着性、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。由此可见，为获得低硬度的MPU，增塑剂是不可缺少的材料，同时增塑剂还可以改善材料的耐寒性。

如图3和图4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，微孔聚氨酯弹性体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5和图6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根据本申请实施例的振膜的制备方法以及制备得到的振膜进行详细说明。

在本申请中采用了对比例1和实施例1，其中对比例和实施例的选择是基于振膜具有相近的F0进行的。

对比例1为将MPU直接模压成型，得到振膜，振膜的硬度为80A，厚度50μm。

实施例1为通过涂布得到聚氨酯橡胶膜层，经过气压成型制备振膜，振膜的硬度为80A，厚度50μm。

其中，对比例1和实施例2的配方如下表1所示。

表1.对比例1与实施例1的配方

从表1可知，对比例1和实施例1中的配方相同，对比例1和实施例1分别采用不同的方法制备得到振膜。

下面分别对对比例和实施例进行性能测试。

(1)机械性能测试

为验证本申请实施例的振膜原材料的机械性能，进行断裂伸长率拉伸强度测试：

取对比例1及实施例1中的振膜原材料经过硫化成型后，按照ASTM-D882测试标准，标距30mm，拉伸速率300mm/min的测试条件，测试其断裂伸长率及断裂伸长率测试，测试结果见下表2所示。

表2.对比例1与实施例1的振膜原材料的断裂伸长率与强度数据

振膜原材料	断裂伸长率/％	拉伸强度/MPa
			对比例1	560	42
实施例1	540	43

从表2可以看出，对比例1与实施例1均有较好的断裂伸长率，在相同硬度下，将通过实施例1的涂布方案得到的混炼型聚氨酯膜层与通过对比例1的直接模具模压成型得到的相同材料的薄膜进行比较，发现两者的断裂伸长率与强度相近，差别不大。

(2)固含量的影响

为验证不同固含量对于涂布的影响，分别配置不同浓度的混合浆料进行涂布。将实施例1内的混炼胶MPU分别配置不同固含量进行一次的涂布，制成薄膜的最大值，测试薄膜的厚度。其中，固含量分别为15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％。实施例1中不同固含量对应的薄膜厚度见下表3所示。

表3.实施例1中在不同固含量下涂布得到的薄膜的厚度

从表3可以看出，固含量的大小直接影响一次涂膜的最大厚度，不同固含量涂布制成的薄膜的厚度相差较大，因此，如需较厚的薄膜可以适当提高固含量。

(3)振膜硫化成型收缩率测试

为验证本申请实施例的MPU材料成型尺寸与设计的差异，测试振膜直径与设计值的差异。

首先，测试设计工装的直径I0，然后，分别将对比例1与实施例1进行硫化并测试振膜的直径I1，成型收缩率＝(I0-I1)/I0*100％。

表4.对比例1与实施例1的振膜原材料的成型收缩率

振膜原材料	成型收缩率/％
		对比例1	3.2
实施例1	1.8

从表4可以看出，将对比例1与实施例1进行对比，实施例1的成型收缩率更小，与设计值更相近。在混合浆料中，分子链可以充分舒展，进行自由排列，内应力小，所以成型时收缩更小。

(4)THD曲线测试

为验证申请实施例的声学失真，将对比例1和实施例1中的振膜分别进行总谐波失真(THD)测试，并将测试的THD曲线记录于图2中。

从图2的测试数据可以看出，相较于对比例1，实施例1的收缩率更小，振膜尺寸与设计值更加匹配，所以实施例1的THD更低。

总而言之，根据本申请实施例的振膜的制备方法，通过采用涂布的方式，制备得到的振膜具有薄膜厚度可调控空间大，调整成本低，能够解决固化引起的收缩问题等优点。根据本申请实施例的振膜的制备方法制备得到的振膜以及具有振膜的发声装置，具有良好的声学性能，生产成本也得到了降低。

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 (15)

1.一种发声装置的振膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将固态聚氨酯生胶、硫化剂、硫化促进剂、防老化助剂、填料、其它助剂与溶剂反应，制备得到固含量为15％～45％的混合浆料；

将所述混合浆料涂布成预定厚度的薄膜，经过加热并使溶剂挥发后，形成预设厚度的聚氨酯橡胶膜，所述聚氨酯橡胶膜的拉伸强度σ满足关系式：0.1MPa≤σ≤15MPa；

将所述聚氨酯橡胶膜置于热成型机的模具上，经热压交联成型为预定形状的振膜。

2.根据权利要求1所述的发声装置的振膜的制备方法，其特征在于，在制备得到混合浆料的步骤中，将聚氨酯生胶、硫化剂、硫化促进剂、防老化助剂、填料及其它助剂混炼后制备出混炼胶，将所述混炼胶溶解于所述溶剂中，获得所述混合浆料。

3.根据权利要求1所述的发声装置的振膜的制备方法，其特征在于，在制备得到混合浆料的步骤中，将聚氨酯生胶、防老化助剂、填料及其它助剂制备出混炼胶，所述混炼胶与硫化剂、硫化促进剂溶解于所述溶剂中，获得所述混合浆料。

4.根据权利要求1所述的发声装置的振膜的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯橡胶振膜厚度为15μm～200μm。

5.根据权利要求1所述的发声装置的振膜的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯橡胶振膜的硬度为40A～95A。

6.根据权利要求1所述的发声装置的振膜的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯橡胶生胶由软段和硬段组成，

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、3,3.-二甲基-4,4.-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或多种。

7.根据权利要求1-3中任一所述的发声装置的振膜的制备方法，其特征在于，所述溶剂为四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、丙酮、环己酮、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、氯苯的一种或多种。

8.根据权利要求1-3中任一所述的发声装置的振膜的制备方法，其特征在于，所述硫化剂为过氧化二异丙苯、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。

9.根据权利要求1-3中任一所述的发声装置的振膜的制备方法，其特征在于，所述硫化促进剂为噻唑类、次磺酰胺类、秋兰姆类、硫脲类、二硫代氨几甲酸盐类、醛胺类、弧类、黄原酸盐类中一种或多种，所述填料为炭黑、白炭黑、滑石粉、碳酸钙、石墨、二氧化钛中的一种或多种。

10.根据权利要求1-3中任一所述的发声装置的振膜的制备方法，其特征在于，所述防老化助剂为抗氧剂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。

11.根据权利要求1所述的发声装置的振膜的制备方法，其特征在于，所述其它助剂为增塑剂、抗水解剂、活化剂、氧化锌、硬脂酸、紫外线吸收剂、脱模剂、色浆中的至少一种。

12.根据权利要求1所述的发声装置的振膜的制备方法，其特征在于，所述的将所述聚氨酯橡胶膜置于热成型机的模具上，热压成型得到预定形状的发声装置的振膜的步骤中，采用气体加热加压的方式，成型温度为100℃～200℃，成型时间为50s～600s，成型压力为0.05Mpa～5Mpa。

13.一种振膜，其特征在于，所述振膜为根据权利要求1-12中任一项所述的方法制备得到的振膜。

14.一种发声装置，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13所述的振膜。

15.一种发声装置，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13所述的振膜。

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