CN117304603A - 橡胶音膜及其制备方法以及发声器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新材料领域，提供了一种橡胶音膜及制备方法以及发声器件。橡胶音膜由主体橡胶、失真改善剂、硫化剂、促进剂、增强填料以及其它加工助剂组成，其中，失真改善剂为数均分子量介于1000‑1000000的物质，并且失真改善剂的结构中具有能够参与橡胶硫化反应的特殊化学交联点；特殊化学交联点的含量占失真改善剂质量的0.0.1％‑30％；失真改善剂的添加量占主体橡胶质量的0.1％‑100％；失真改善剂的改善失真的频段为0.1HZ‑20000HZ。本发明提供的橡胶音膜选用特殊的失真改善剂，解决了传统改性方法中存在的分子迁移，可靠性差，模量变化率高，橡胶力学性能差等问题。
Description
技术领域
本发明涉及新材料领域，尤其涉及一种橡胶音膜及其制备方法以及发声器件。
背景技术
随着电子技术的迅速发展和人们生活水平的提高，消费者对于发声器件的音质要求越来越多。降低发声器件在特定频率段的失真(THD)，提升发声器件音质越来受到研究者的重视。音膜材料，作为发声器件的重要组成部分，通过调控材料的结构与性能，可显著降低发声器件的失真(THD)。
橡胶音膜由于其自身独特的物性，在高端发声器件领域获得青睐。但传统的橡胶音膜在改善发声器件失真性能方面效果不佳，一定程度上限制了其广泛应用。为改善发声器件的失真特性，相关领域的技术人员对音膜材料进行了大量的试验和应用研究，提出了多种改性方法。如：添加填料(如片状填料)，树脂共混改性，橡胶并用等，虽然这些方法在一定程度上可改善发声器件的失真情况，但同时会带来器件的F0升高或随温度变化明显，力学性能不佳，可靠性和尺寸稳定性差等问题。
因此，本领域亟需一种可靠性好，宏观物理性能佳且在保持良好频响特性的同时可显著降低低频段的失真(THD)，有效提升了发声器件的声学品质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种橡胶音膜及制备方法以及发声器件，旨在解决现有技术中发声器件中的音膜失真性能方面效果不佳的问题。
为了达到上述目的，第一方面，本发明提供了一种橡胶音膜，所述橡胶音膜的组份由主体橡胶、失真改善剂、硫化剂、促进剂、增强填料以及其它加工助剂组成；
其中，所述失真改善剂为数均分子量介于1000-1000000的物质，并且所述失真改善剂的结构中具有能够参与橡胶硫化反应的特殊化学交联点；
所述失真改善剂的添加量占所述主体橡胶质量的0.1％-100％；
所述特殊化学交联点的含量占所述失真改善剂质量的0.0.1％-30％；
所述失真改善剂的改善失真的频段为0.1HZ-20000HZ；
所述硫化剂的添加量占所述主体橡胶质量的0.001％-10％；
所述促进剂的添加量占所述主体橡胶质量的0.1％-10％；
所述增强填料的添加量占所述主体橡胶质量的5％-150％；
所述其它加工助剂的添加量占所述主体橡胶质量的1％-50％；所述其它加工助剂包括脱模剂、抗氧剂、防老剂、增塑剂、分散剂、防焦剂、分散助剂以及活性剂中的一种或多种。
优选的，所述失真改善剂中的所述特殊化学交联点包括双键、三键、异氰酸酯基、硅氢健、硅氯健、叠氮基、环氧基、腈基、硅氧烷、羧基、羟基、酰胺基、氨基、酰氯以及酸酐基中的一种或多种。
优选的，所述主体橡胶包括丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶、顺丁橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯丙烯酸酯橡胶、氯磺化聚乙烯、硅橡胶以及氟橡胶中的一种或多种。
第二方面，本发明还提供如上述实施例中任意一项所述的橡胶音膜的制备方法，所述橡胶音膜的制备方法包括以下步骤：
步骤S1、将生胶通过开炼机或密炼机进行塑炼，得到作为所述主体橡胶的塑化胶；
步骤S2、按所述橡胶音膜的组份将所述增强填料、所述硫化剂、所述促进剂、所述失真改善剂以及所述其它加工助剂与所述塑化胶通过共混设备进行共混，得到共混胶料；
步骤S3、通过流延法将所述共混胶料通过辊压或平板热压成膜片；
步骤S4、将所述膜片硫化成型，压制成所述橡胶音膜。
优选的，所述步骤S2中，共混方式包括固-固共混、固-液共混以及液-液共混中的一种或多种；所述共混设备包括橡胶开炼机、橡胶密炼机以及行星搅拌器中的一种或多种。
优选的，所述步骤S2包括如下子步骤为：按所述橡胶音膜的组份称取组份：所述塑化胶100份，所述增强填料10份-100份，所述其它加工助剂0.3份-15份，所述失真改善剂1份-100份，所述硫化剂0.1份-10份，所述促进剂0.1份-10份；
使用所述共混设备在25℃-100℃条件下依次加入所述组份，每次加入完毕一种组份后间隔3min-10min加入下一种组份，全部加入完毕后继续混合3min-30min。
优选的，所述其它加工助剂包括脱模剂、抗氧剂、防老剂、增塑剂、分散剂、防焦剂、分散助剂以及活性剂中的一种或多种；按所述橡胶音膜的组份称取组份的步骤中，所述其它加工助剂为：脱模剂0.1份-5份、防焦剂0.1份-5份，防老剂0.01份-5份。
优选的，所述步骤S3中，所述共混胶料通过橡胶平板硫化机在25℃-100℃，0.1MPa-5Mpa的条件下压成所述膜片。
优选的，所述步骤S4，将所述膜片硫化成型的步骤中，成型反应包括热压成型、溶解后涂布成型以及注塑成型中的一种或多种；硫化的次数包括一次或多次。
优选的，所述步骤S4中，所述膜片通过音膜压机在180-210℃，0.2MPa，5min-20min的条件下，压制成所述橡胶音膜。
第三方面，本发明还提供一种发声器件，所述发声器件如上述实施例中任意一项所述的橡胶音膜。
与现有技术相比，本发明提供的橡胶音膜选用特殊的失真改善剂，通过调控失真改善剂特殊化学交联点与橡胶，硫化剂或硫化助剂等共混体系的化学反应，将失真改善剂通过化学键固定在橡胶分子结构中，解决了传统改性方法中存在的分子迁移，可靠性差，模量变化率高，橡胶力学性能差等问题。此外，本发明通过精准调控失真改善剂的结构与化学反应行为，实现了橡胶音膜结构与性能的设计与调控，明显改善了低频段发声器件的失真特性。同时，使用本发明含失真改善剂橡胶音膜的发声器件，在低频段，扬声器的失真(THD)明显降低，音质提升，同时对谐振频率(F0)频响几乎无影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其它的附图，其中：
图1为本发明实施例提供的橡胶音膜的制备方法的流程框图；
图2为本发明实施例提供的使用本发明橡胶音膜制作扬声器的THD曲线示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种橡胶音膜，所述橡胶音膜由主体橡胶、失真改善剂、硫化剂、促进剂、增强填料以及其它加工助剂组成；
其中，所述失真改善剂为数均分子量介于1000-1000000的物质，并且所述失真改善剂的结构中具有能够参与橡胶硫化反应的特殊化学交联点；
所述特殊化学交联点的含量占所述失真改善剂质量的0.0.1％-30％；
所述失真改善剂的添加量占所述主体橡胶质量的0.1％-100％；
所述失真改善剂的改善失真的频段为0.1HZ-20000HZ；
所述硫化剂的添加量占所述主体橡胶质量的0.001％-10％；
所述促进剂的添加量占所述主体橡胶质量的0.1％-10％；
所述增强填料的添加量占所述主体橡胶质量的5％-150％；
所述其它加工助剂的添加量占所述主体橡胶质量的1％-50％；所述其它加工助剂包括脱模剂、抗氧剂、防老剂、增塑剂、分散剂、防焦剂、分散助剂以及活性剂中的一种或多种。
本实施方式中，所述失真改善剂中的所述特殊化学交联点包括双键、三键、异氰酸酯基、硅氢健、硅氯健、叠氮基、环氧基、腈基、硅氧烷、羧基、羟基、酰胺基、氨基、酰氯以及酸酐基中的一种或多种。
本实施方式中，所述主体橡胶包括丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶、顺丁橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯丙烯酸酯橡胶、氯磺化聚乙烯、硅橡胶以及氟橡胶中的一种或多种。
请参照图1，本发明还提供了一种如上述实施例中的橡胶音膜的制备方法，所述橡胶音膜的制备方法包括以下步骤：
步骤S1、将生胶通过开炼机或密炼机进行塑炼，得到作为所述主体橡胶的塑化胶；
本实施方式中，按所述橡胶音膜的组份称取：生胶100份利用开炼机或密炼机在25℃-100℃塑炼3min-30min。
步骤S2、按所述橡胶音膜的组份将所述增强填料、所述硫化剂、所述促进剂、所述失真改善剂以及所述其它加工助剂与所述塑化胶通过共混设备进行共混，得到共混胶料；
本实施方式中，共混方式包括固-固共混、固-液共混以及液-液共混中的一种或多种；所述共混设备包括橡胶开炼机、橡胶密炼机以及行星搅拌器中的一种或多种。
本实施方式中，所述其它加工助剂包括脱模剂、抗氧剂、防老剂、增塑剂、分散剂、防焦剂、分散助剂以及活性剂中的一种或多种；所述步骤S2包括如下子步骤：按所述橡胶音膜的组份称取组份：所述塑化胶100份，所述增强填料10份-100份，所述其它加工助剂0.3份-15份，所述失真改善剂1份-100份，所述硫化剂0.1份-10份，所述促进剂0.1份-10份；
使用所述共混设备在25℃-100℃条件下依次加入所述组份，每次加入完毕一种组份后间隔3min-10min加入下一种组份，全部加入完毕继续混合3min-30min。
本实施方式中，所述其它加工助剂包括脱模剂、抗氧剂、防老剂、增塑剂、分散剂、防焦剂、分散助剂以及活性剂中的一种或多种；按所述橡胶音膜的组份称取组份的步骤中，所述其它加工助剂为：脱模剂0.1份-5份、防焦剂0.1份-5份，防老剂0.01份-5份。
步骤S3、通过流延法将所述共混胶料通过辊压或平板热压成膜片；
本实施方式中，所述共混胶料通过橡胶平板硫化机在25℃-100℃，0.1MPa-5Mpa的条件下压成所述膜片。
步骤S4、将所述膜片硫化成型，压制成所述橡胶音膜。
本实施方式中，将所述膜片硫化成型的步骤中，成型反应包括热压成型、溶解后涂布成型以及注塑成型中的一种或多种；硫化的次数包括一次或多次。
本实施方式中，所述膜片通过音膜压机在180-210℃，0.2MPa，5min-20min的条件下，压制成所述橡胶音膜。
本发明实施例还提供了一种发声器件，所述发声器件包括音膜、音圈、磁路系统以及支撑结构，所述音膜为上述的橡胶音膜。因此该发声器件能达到如上所述的橡胶音膜所达到的技术效果，在此不作赘述。
本实施方式中，所述发声器件可应用于手机、智能手表、电脑、音箱、电视以及汽车等终端设备。
与现有技术相比，本发明提供的橡胶音膜选用特殊的失真改善剂，通过调控失真改善剂特殊化学交联点与橡胶，硫化剂或硫化助剂等共混体系的化学反应，将失真改善剂通过化学键固定在橡胶分子结构中，解决了传统改性方法中存在的分子迁移，可靠性差，模量变化率高，橡胶力学性能差等问题。此外，本发明通过精准调控失真改善剂的结构与化学反应行为，实现了橡胶音膜结构与性能的设计与调控，明显改善了低频段发声器件的失真特性。同时，使用本发明含失真改善剂橡胶音膜的发声器件，在低频段，扬声器的失真(THD)明显降低，音质提升，同时对谐振频率(F0)频响几乎无影响。
为了更好的体现以上所述橡胶音膜的制备方法，以下通过制备实施例来进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不是用于限定本发明。
(实例1)
在本实施例中，称取含羧基乙烯丙烯酸酯(AEM)生胶100份利用开炼机在60℃下开炼10min，得到作为所述主体橡胶的塑化胶。
将橡胶开炼机升温至70℃，塑化胶100份投入其中，将增强填料(N772炭黑)50份分2次加入，加入完毕混炼5min，加入防老剂(硬脂酸)1.5份，脱模剂(Armeen 18D)0.5份，开炼5min，加入脱模剂(Vanfre VAM)1份，防焦剂(CTP)0.1份，开炼3min，加入防老剂(Naugard445)1份，开炼3min，加入失真改善剂5份，开炼5min，加入硫化剂(Diak NO 1)1.5份，促进剂(DOTG)4份，开炼20min，得到共混胶料。
利用橡胶平板硫化机在70℃，0.5MPa条件下将所述共混胶料压成薄片。
利用音膜压机在200℃，0.2MPa，10min条件下将所述薄片压制成橡胶音膜。
(实例2)
在本实施例中，称取含羧基乙烯丙烯酸酯(AEM)生胶100份利用开炼机在60℃下开炼10min，得到塑化胶。
将橡胶开炼机升温至70℃，塑化胶100份投入其中，将增强填料(N772炭黑)50份分2次加入，加入完毕混炼5min，加入防老剂(硬脂酸)1.5份，脱模剂(Armeen 18D)0.5份，开炼5min，加入脱模剂(Vanfre VAM)1份，防焦剂(CTP)0.1份，开炼3min，加入防老剂(Naugard445)1份，开炼3min，加入失真改善剂10份，开炼5min，加入硫化剂(Diak NO 1)1.5份，促进剂(DOTG)4份，开炼20min，得到共混胶料。
利用橡胶平板硫化机在70℃，0.5MPa条件下将所述共混胶料压成薄片。
利用音膜压机在200℃，0.2MPa，10min条件下将所述薄片压制成橡胶音膜。
(实例3)
在本实施例中，称取含羧基乙烯丙烯酸酯(AEM)生胶100份利用开炼机在60℃下开炼10min，得到塑化胶。
将橡胶开炼机升温至70℃，塑化胶100份投入其中，将增强填料(N772炭黑)50份分2次加入，加入完毕混炼5min，加入防老剂(硬脂酸)1.5份，脱模剂(Armeen 18D)0.5份，开炼5min，加入脱模剂(Vanfre VAM)1份，防焦剂(CTP)0.1份，开炼3min，加入防老剂(Naugard445)1份，开炼3min，加入失真改善剂15份，开炼5min，加入硫化剂(Diak NO 1)1.5份，促进剂(DOTG)4份，开炼20min，得到共混胶料。
利用橡胶平板硫化机在70℃，0.5MPa条件下将所述共混胶料压成薄片。
利用音膜压机在200℃，0.2MPa，10min条件下将所述薄片压制成橡胶音膜。
选取实例1，实例2，实例3中的含羧基乙烯丙烯酸酯(AEM)橡胶音膜，制作成扬声器，测试其失真(THD)，结果如图2所示，由结果可知，使用本发明失真改善橡胶音膜的扬声器，能够明显改善了低频段发声器件的失真特性(THD)。
需要说明的是，实例中生胶包括但不限于丁腈橡胶，氢化丁腈橡胶，丁基橡胶，丁苯橡胶，天然橡胶，氯丁橡胶，三元乙丙橡胶，二元乙丙橡胶，顺丁橡胶，丙烯酸酯橡胶，乙烯丙烯酸酯橡胶，氯磺化聚乙烯，硅橡胶，氟橡胶等中的一种或多种。实例以含羧基乙烯丙烯酸酯橡胶为例，并非为了限制本发明使用范围。
本发明的橡胶音膜可以用于的发声器件可以但不限于扬声器，受话器及其它发声器件等，实施例以扬声器为例说明，并非为了限制本发明的使用范围。
虽然已经通过例子对本发明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，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种橡胶音膜，其特征在于，所述橡胶音膜的组份由主体橡胶、失真改善剂、硫化剂、促进剂、增强填料以及其它加工助剂组成；
其中，所述失真改善剂为数均分子量介于1000-1000000的物质，并且所述失真改善剂的结构中具有参与橡胶硫化反应的特殊化学交联点；
所述失真改善剂的添加量占所述主体橡胶质量的0.1％-100％；
所述特殊化学交联点的含量占所述失真改善剂质量的0.01％-30％；
所述失真改善剂的改善失真的频段为0.1HZ-20000Hz；
所述硫化剂的添加量占所述主体橡胶质量的0.001％-10％；
所述促进剂的添加量占所述主体橡胶质量的0.1％-10％；
所述增强填料的添加量占所述主体橡胶质量的5％-150％；
所述其它加工助剂的添加量占所述主体橡胶质量的1％-50％；所述其它加工助剂包括脱模剂、抗氧剂、防老剂、增塑剂、分散剂、防焦剂、分散助剂以及活性剂中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的橡胶音膜，其特征在于，所述失真改善剂中的所述特殊化学交联点包括双键、三键、异氰酸酯基、硅氢健、硅氯健、叠氮基、环氧基、腈基、硅氧烷、羧基、羟基、酰胺基、氨基、酰氯以及酸酐基中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的橡胶音膜，其特征在于，所述主体橡胶包括丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶、顺丁橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯丙烯酸酯橡胶、氯磺化聚乙烯、硅橡胶以及氟橡胶中的一种或多种。
4.如权利要求1-3任意一项所述的橡胶音膜的制备方法，其特征在于，所述橡胶音膜的制备方法包括以下步骤：
步骤S1、将生胶通过开炼机或密炼机进行塑炼，得到作为所述主体橡胶的塑化胶；
步骤S2、按所述橡胶音膜的组份将所述增强填料、所述硫化剂、所述促进剂、所述失真改善剂以及所述其它加工助剂与所述塑化胶通过共混设备进行共混，得到共混胶料；
步骤S3、通过流延法将所述共混胶料通过辊压或平板热压成膜片；
步骤S4、将所述膜片硫化成型，压制成所述橡胶音膜。
5.如权利要求4所述的橡胶音膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，共混方式包括固-固共混、固-液共混以及液-液共混中的一种或多种；所述共混设备包括橡胶开炼机、橡胶密炼机以及行星搅拌器中的一种或多种。
6.如权利要求4所述的橡胶音膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下子步骤：
按所述橡胶音膜的组份称取组份：所述塑化胶100份，所述增强填料10份-100份，所述其它加工助剂0.3份-15份，所述失真改善剂1份-100份，所述硫化剂0.1份-10份，所述促进剂0.1份-10份；
使用所述共混设备在25℃-100℃条件下依次加入所述组份，每次加入完毕一种组份后间隔3min-10min加入下一种组份，全部加入完毕后继续混合3min-30min。
7.如权利要求6所述的橡胶音膜的制备方法，按所述橡胶音膜的组份称取组份的步骤中，所述其它加工助剂为：脱模剂0.1份-5份、防焦剂0.1份-5份，防老剂0.01份-5份。
8.如权利要求4所述的橡胶音膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述共混胶料通过橡胶平板硫化机在25℃-100℃，0.1MPa-5Mpa的条件下压成所述膜片。
9.如权利要求4所述的橡胶音膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S4，将所述膜片硫化成型的步骤中，成型反应包括热压成型、溶解后涂布成型以及注塑成型中的一种或多种；硫化的次数包括一次或多次。
10.如权利要求9所述的橡胶音膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述膜片通过音膜压机在180-210℃，0.2MPa，5min-20min的条件下，压制成所述橡胶音膜。
11.一种发声器件，其特征在于，所述发声器件包括如权利要求1～3中任意一项所述的橡胶音膜。
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