CN113490128A - 用于发声装置的振膜及发声装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于发声装置的振膜及发声装置。所述振膜是在基础聚合物中添加阻尼添加剂、填料、结构控制剂、交联剂，经混炼，并在80℃～200℃成型得到，其中，所述阻尼添加剂选自聚硅氧烷中的一种或多种，所述聚硅氧烷主链中具有平均组成式1所示结构。本发明通过添加阻尼添加剂，可以提高振膜阻尼，减少发声装置的失真。

Description

用于发声装置的振膜及发声装置
技术领域
本发明涉及声学产品技术领域，特别是涉及一种用于发声装置的振膜及发声装置。
背景技术
目前制备发声装置振膜的材料包括塑料、热塑性树脂等弹性体材料；其中，硅橡胶因其具有良好的高低温性能、回弹性能和抗疲劳性能，且玻璃化温度较低，在制作振膜过程中被广泛应用。
传统的硅橡胶例如甲基硅橡胶、乙烯基硅橡胶等制备得到的声学振膜，虽然可以改善振膜在高温及大功率下的声学性能及可靠性，避免出现膜折以及破膜等问题；但是，传统的硅橡胶一方面因为主链主要为Si-O-Si，且侧基主要为-CH3，结构规整，空间位阻小，分子间摩擦力小，损耗较低；另一方面，传统硅橡胶的玻璃化温度较低，一般在-100℃以下，而玻璃化温度区域内材料的阻尼最高。因此，在其使用温度和频率范围内，传统硅橡胶振膜的阻尼较低，一般小于0.1，从而导致使用所述硅橡胶振膜的扬声器总谐波失真(THD)偏高，听音差，用户使用体验较差，故限制了其在高性能发声装置领域中的应用。
发明内容
基于上述问题，本发明的目的在于提供一种用于发声装置的振膜及发声装置，以解决传统硅橡胶振膜阻尼低、使用所述振膜的发声装置总谐波失真THD高、听音差、用户体验差等问题。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
根据本发明的一个方面，本发明提供的一种用于发声装置的振膜，所述振膜是在基础聚合物中添加阻尼添加剂、填料、结构控制剂、交联剂，经混炼，并在80℃～200℃成型得到，其中，所述阻尼添加剂选自聚硅氧烷中的一种或多种，所述聚硅氧烷主链中具有如下平均组成式1所示结构：
[平均组成式1]
Figure BDA0003140543220000021
其中，R基团为
Figure BDA0003140543220000022
以及-C3H6NH2中的一种；x，y，z均为正整数，且x为1～1000，y为1～1000，z为1～1000。
可选地，所述阻尼添加剂的用量为所述基础聚合物、阻尼添加剂、填料、结构控制剂和交联剂总重量的1％～50％。优选地，所述阻尼添加剂的用量为所述基础聚合物、阻尼添加剂、填料、结构控制剂和交联剂总重量的15％～25％。
可选地，所述基础聚合物为一种聚硅氧烷或几种聚硅氧烷的组合物，所述聚硅氧烷在其主链中包括选自Me2SiO、MeViSiO、MePhSiO、Ph2SiO中的一种或几种的结构单元，端基为Me3SiO和/或ViMe2SiO，其中，Me为甲基，Vi为乙烯基，Ph为苯基。
进一步地，所述基础聚合物可以为甲基聚硅氧烷、甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷、乙烯基苯基聚硅氧烷中的一种或几种。
可选地，所述填料为二氧化硅、云母、石墨烯、粘土、碳酸钙、碳纳米管、高岭土、以及滑石粉中的一种或几种。
可选地，所述结构控制剂为二元醇、二有机基环硅醚、二有机基硅二醇、烷氧基硅烷、低摩尔质量的羟基硅油、含Si-N键的有机硅化合物、以及含Si-O-B键的有机硅化合物中的一种或几种。
可选地，所述交联剂为2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、二叔丁基过氧化物以及过氧化二异丙苯的一种或几种的混合物；或者，所述交联剂为含有铂元素化合物/组合物、含氢硅油、以及炔醇抑制剂中的一种或几种。
可选地，所述振膜的阻尼为0.1～0.75.
可选地，所述振膜的硬度为20A～95A。
可选地，所述振膜的拉伸强度为1MPa～15MPa。
可选地，所述振膜的厚度为40μm～150μm。
根据本发明的另一个方面，本发明提供一种发声装置，包括振动***以及与所述振动***相配合的磁路***，所述振动***包括振膜和结合在所述振膜一侧的音圈，所述磁路***驱动所述音圈振动以带动所述振膜发声，所述振膜为本发明的振膜。
本发明还提供另一种发声装置，包括壳体以及设在所述壳体内的磁路***和振动***，所述振动***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***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，所述第二振膜为本发明的振膜。
与现有技术相比，本发明通过添加阻尼添加剂，将其与基础聚合物、填料、交联剂、结构控制剂经混炼加热成型得到振膜，可将常温下振膜阻尼提高至0.10以上。使用所述振膜的发声装置，在相同性能下，可获得更低的总谐波失真(THD)，例如低频下THD可低至12％左右，发声装置能够具有更好的发声效果，较高的清晰度、丰满度、空间感、明亮度和柔和度，无异音保真度高，而且振膜在振动过程中摇摆振动少，听音更稳定，从而可提高用户体验。
附图说明
图1是本发明一实施例用于发声装置的振膜的生产工艺流程示意图；
图2是本发明实施例振膜与对比例振膜的谐波失真THD测试曲线图；
图3是本发明一实施例发声装置的结构示意图；
图4是图3的分解示意图。
其中，图3-图4中，10壳体，20磁路***，31第一振膜，32第二振膜，33音圈。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
本发明提供的用于发声装置的振膜，是通过将基础聚合物、阻尼添加剂、填料、结构控制剂、交联剂，经混炼，并在80℃～200℃成型得到。其中，所述阻尼添加剂选自一种或多种改性后的聚硅氧烷，所述改性后的聚硅氧烷主链中具有如下平均组成式1所示结构：
[平均组成式1]
Figure BDA0003140543220000051
其中，R基团为
Figure BDA0003140543220000052
以及-C3H6NH2中的一种；所述结构中的x，y，z均为正整数。其中，x为1～1000，y为1～1000，z为1～1000。
需要说明的是，本发明阻尼添加剂为无规共聚物，其平均组成式1中的
Figure BDA0003140543220000053
三种单元是随机分布无规则排列的。
进一步地，本发明中所述阻尼添加剂的分子量可以为5000～200000。
本发明通过添加上述阻尼添加剂，可使振膜的阻尼提升至0.1以上，采用所述振膜的发声装置具有更低的总谐波失真THD，具有更好的发声效果，无异音保真度高，振膜在振动过程中摇摆振动少，听音更稳定。
可选实施例中，当R基团为-C3H6NH2时，可以通过甲基苯基硅氧烷环体，氨丙基甲基二乙氧基硅烷以及四甲基四乙烯基环四硅氧烷在碱性催化剂和DMSO(二甲基亚枫)条件下制备得到。当R基团为
Figure BDA0003140543220000054
时，可以通过所述结构中R基团为-C3H6NH2的改性的聚硅氧烷与邻苯二甲酸酐制备得到。当R基团为
Figure BDA0003140543220000061
时，可以通过所述结构中R基团为-C3H6NH2的改性后的聚硅氧烷与1,8-萘二甲酸酐制备得到。本发明阻尼添加剂可以以甲基、乙烯基来封端，当然并不限于此。
具体地，作为阻尼添加剂的改性后的聚硅氧烷，当R基团分别为
Figure BDA0003140543220000062
Figure BDA0003140543220000063
-C3H6NH2时的制备方法如下。
R基团为-C3H6NH2时，即平均组成式1为
Figure BDA0003140543220000064
时，制备方法：按计量比例加入甲基苯基硅氧烷环体，氨丙基甲基二乙氧基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷，碱性催化剂、水、DMSO(二甲基亚枫)和十甲基四硅氧烷，在氮气气氛中升温至80℃～120℃，搅拌3～5小时，抽真空0.5～8小时，降温加入乙酸中和，升温到100℃～200℃，去除体系中的小分子物质，得到该阻尼添加剂，即氨丙基苯基硅油。所述氨丙基苯基硅油可以是以甲基、乙烯基等来封端。其中，根据具有期望结构的改性聚硅氧烷，可以确定原料的具体值和/或比例，例如确定甲基苯基硅氧烷环体，氨丙基甲基二乙氧基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷的具体值。所述碱性催化剂的用量可以为甲基苯基硅氧烷环体，氨丙基甲基二乙氧基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷三种原料质量之和的0.001％～0.01％。所述水的用量可以为甲基苯基硅氧烷环体，氨丙基甲基二乙氧基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷三种原料质量之和的1％～10％。所述DMSO的用量可以为甲基苯基硅氧烷环体，氨丙基甲基二乙氧基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷三种原料质量之和的100％～1000％。所述十甲基四硅氧烷的用量可以根据具有期望结构的改性聚硅氧烷确定，进一步地，所述十甲基四硅氧烷的用量可以为甲基苯基硅氧烷环体，氨丙基甲基二乙氧基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷三种原料质量之和的0.01％～10％。
R基团为
Figure BDA0003140543220000071
时，即平均组成式1为
Figure BDA0003140543220000072
时，制备方法：将上述制备得到的氨丙基苯基硅油用二甲苯溶解，然后加入邻苯二甲酸酐，通氮气保护，然后在40～120℃下冷流回流约2h～16h后，用碱水溶液清洗去除未反应的酸酐，然后分离出上层有机物，真空减压抽出二甲苯，即可得到该阻尼添加剂。
R基团为
Figure BDA0003140543220000073
时，即平均组成式1为
Figure BDA0003140543220000074
时，制备方法：将上述制备得到的氨丙基苯基硅油用二甲苯溶解然后加入1,8-萘二甲酸酐，通氮气保护，然后在40～120℃下冷流回流约2h～16h后，用碱水溶液清洗去除未反应的酸酐，然后分离出上层有机物，真空减压抽出二甲苯，即可得到该阻尼添加剂。
在具体实施例中，可以采用下述的三种具体的改性后聚硅氧烷中一种或多种作为阻尼添加剂。
第一种改性后聚硅氧烷：R基团为
Figure BDA0003140543220000081
x为100，y为50，z为30。
第二种改性后聚硅氧烷：R基团为
Figure BDA0003140543220000082
x为300，y为200，z为90。
第三种改性后聚硅氧烷：R基团为-C3H6NH2，具体为-(CH2)3NH2，x为200，y为100，z为60。
本发明中，所述阻尼添加剂的用量为基础聚合物、阻尼添加剂、填料、结构控制剂和交联剂总重量的1％～50％。例如，阻尼添加剂的添加量可以为1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％和50％等。该实施例通过将阻尼添加剂添加量控制在1％～50％，使得所述振膜的阻尼提升至0.1～0.75，例如可以为0.1、0.2、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7和0.75等。所述振膜的邵氏硬度为20A～95A，例如可以为20A、30A、35A、40A、45A、50A、55A、60A、70A、80A、90A和95A等。所述振膜的断裂伸长率为150％～750％，例如可以为150％、200％、250％、300％、350％、400％、450％、500％、550％、600％、650％、700％和750％等。所述振膜的厚度为40μm～150μm；例如可以为40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm和150μm等。所述振膜的拉伸强度为1MPa～15MPa，例如可以为1MPa、5MPa、10MPa、15MPa等。可见，该实施例通过将阻尼添加剂添加量控制在1％～50％，可以将振膜阻尼提升至0.1～0.75，且该振膜的力学性能较好。
在一优选实施例中，所述阻尼添加剂的用量为基础聚合物、阻尼添加剂、填料、结构控制剂和交联剂五种原材料总重量的15％～25％，例如可以为17％、19％、21％和23％等。本发明该实施例通过将阻尼添加剂的用量控制在上述优选范围内，可以使得所述振膜的阻尼为0.3～0.65，例如可以为0.3、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6和0.65等；所述振膜的邵氏硬度为40A～70A；所述振膜的断裂伸长率为230％～650％；所述振膜的拉伸强度为3MPa～15MPa，例如可以为3MPa、6MPa、9MPa和13MPa等。可见，通过优化阻尼添加剂的添加量，不仅可以提高振膜的阻尼，而且还可以保证振膜具有更优异的力学性能。
本发明中，所述基础聚合物可以选用常用的硅氧烷聚合物。进一步地，所述基础聚合物可以为一种聚硅氧烷或几种聚硅氧烷的混合物，所述聚硅氧烷在其主链中包括选自Me2SiO、MeViSiO、MePhSiO、Ph2SiO中的一种或几种的结构单元，端基为Me3SiO和/或ViMe2SiO。所述基础聚合物可以是选自不含苯基硅氧烷聚合物中的一种或多种，例如聚二甲基硅氧烷等；也可以是选自含苯基硅氧烷聚合物中的一种或多种，例如甲基苯基聚硅氧烷和/或乙烯基苯基聚硅氧烷等；还可以是包括含苯基硅氧烷聚合物和含苯基硅氧烷聚合物中的一种或多种。
所述不含苯基硅氧烷聚合物可以为在其主链中包括选自MeViSiO、Me2SiO中的一种或两种的结构单元，其端基为Me3SiO或ViMe2SiO即以甲基或乙烯基封端；其中Me为甲基，Vi为乙烯基；分子量可以为2000～1000000。进一步地，所述基础聚合物可以为聚二甲基硅氧烷和/或甲基乙烯基聚硅氧烷；例如，所述基础聚合物可以为甲基硅橡胶、甲基硅油、乙烯基硅橡胶、乙烯基硅油中的一种或多种，所述材料均可以直接购买得到。本发明采用不含苯基硅氧烷聚合物作为基础聚合物，可以保证振膜具有耐高低温、高回弹、抗疲劳等力学性能，可改善振膜在大功率下的声学性能，且一定程度上可降低出现膜折或破膜现象的概率。
所述含苯基硅氧烷聚合物可以为在其主链中包括Me2SiO/和MeViSiO以及选自MePhSiO和Ph2SiO中的一种或两种的结构单元，其端基为Me3SiO或ViMe2SiO即以甲基或乙烯基封端；其中，Me为甲基，Vi为乙烯基，Ph为苯基；分子量可以为2000～1000000。本发明通过采用上述含苯基硅氧烷聚合物作为基础聚合物，其引入的极性苯基基团，可以破坏硅氧烷聚合物结构的规整性，增大了分子间的摩擦力，降低了聚合物结晶度，改善了硅氧烷聚合物的结构，从而可以进一步地提高振膜的阻尼。进一步地，所述含苯基硅氧烷聚合物中，以重量计，苯基含量可以为0.5％～75％，例如，可以为1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％和75％等，优选地，苯基含量为5％～15％。该优选范围不仅可以提高振膜阻尼，还可以使得振膜的力学性能更优异。
进一步地，所述含苯基硅氧烷聚合物可以为选自甲基苯基聚硅氧烷中的一种或多种，和/或选自乙烯基苯基聚硅氧烷中的一种或多种。例如，所述基础聚合物可以为甲基苯基硅橡胶、甲基苯基硅油、乙烯基苯基硅橡胶、乙烯基苯基硅油中的一种或多种，所述材料均可以直接购买得到。
本发明中，所述甲基苯基聚硅氧烷在其主链中包括Me2SiO以及选自MePhSiO和Ph2SiO中的一种或两种的结构单元，且端基为Me3SiO，其中Me为甲基，Ph为苯基。例如，可以为以Me2SiO和MePhSiO为主链，以Me3SiO端基的甲基苯基聚硅氧烷；或者可以为以Me2SiO和Ph2SiO为主链，以Me3SiO端基的甲基苯基聚硅氧烷；又或者可以以Me2SiO、MePhSiO、Ph2SiO为主链，以Me3SiO端基的甲基苯基聚硅氧烷。上述的甲基苯基聚硅氧烷均可直接购买使用。本发明实施例中的甲基苯基聚硅氧烷是以Me2SiO和MePhSiO为主链，以Me3SiO端基，苯基含量为7％的甲基苯基聚硅氧烷，当然并不限于此。
所述乙烯基苯基聚硅氧烷在其主链中包括MeViSiO和Me2SiO以及选自MePhSiO和Ph2SiO中的一种或两种的结构单元，且端基为Me3SiO或ViMe2SiO，其中Me为甲基，Vi为乙烯基，Ph为苯基。具体地，例如，所述含苯基硅氧烷聚合物可以为以MeViSiO、Me2SiO、MePhSiO为主链，以ViMe2SiO为端基的乙烯基苯基聚硅氧烷；或者可以是以MeViSiO、Me2SiO、MePhSiO、Ph2SiO为主链，以Me3SiO为端基的乙烯基苯基聚硅氧烷；又或者可以是以MeViSiO、Me2SiO、MePhSiO、Ph2SiO为主链，以ViMe2SiO为端基的乙烯基苯基聚硅氧烷。上述的乙烯基苯基聚硅氧烷均可直接购买使用。
上述基础聚合物实施例中，Me代表甲基(-CH3)，Vi代表乙烯基(-CH＝CH2)，Ph代表苯基
Figure BDA0003140543220000111
Me2SiO、MeViSiO、MePhSiO、Ph2SiO、Me3SiO、ViMe2SiO以结构式表示分别为
Figure BDA0003140543220000112
Figure BDA0003140543220000113
本发明中作为基础聚合物的物质，无论是含苯基硅氧烷聚合物还是不含苯基硅氧烷聚合物均可以是以Me2SiO、MeViSiO、MePhSiO、Ph2SiO中的一种或几种为主链，以Me3SiO或ViMe2SiO为端基的硅氧烷聚合物；含苯基硅氧烷聚合物中苯基是以MePhSiO或Ph2SiO结构存在。具体地，例如所述基础聚合物为甲基聚硅氧烷、甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷、乙烯基苯基聚硅氧烷中的一种或几种，其均可从各厂家直接购买使用。
本发明中，所述填料可以为二氧化硅、云母、石墨烯、粘土、碳酸钙、碳纳米管、高岭土、以及滑石粉中的一种或几种。但不局限于此，也可以是其他未列举在本实施例中的但被本领域技术人员所熟知的其他填料。例如，所述填料为二氧化硅，二氧化硅可以提高材料抗疲劳等性能，具有更好的加工性能，分散性，可使得填料与基础聚合物结合更紧密，增强了填料的补强作用，使得振膜在震动过程中不容易破膜。
本发明实施例中，所述结构控制剂可以为二元醇、二有机基环硅醚、二有机基硅二醇、烷氧基硅烷、低摩尔质量的羟基硅油、含Si-N键的有机硅化合物、以及含Si-O-B键的有机硅化合物中的一种或几种。其中，低摩尔质量的羟基硅油一般是指分子量低于100000的羟基硅油。更优选地，所述结构控制剂为羟基硅油和/或羟基乙烯基硅油，其中，本发明实施例中的所述羟基硅油选择分子量在50000～60000的羟基硅油，该分子量范围内羟基硅油可简化硅橡胶加工工艺，提高工艺性能；所述羟基乙烯基硅油作为硅橡胶加工中结构控制剂可以提高材料的耐温和耐候性。
本发明中，所述交联剂可以采用以下两种中的任意一种。其中，第一种交联剂为：含有过氧基团的化合物的一种或几种的混合物；其中，所述含有过氧基团的化合物包括2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、二叔丁基过氧化物以及过氧化二异丙苯。第二种交联剂为包括：含有铂元素的化合物的一种或几种组合物、含氢硅油、以及炔醇抑制剂中的一种或几种。其中，含有铂元素的化合物例如可以为氯铂酸的醇溶液、铂(0)-1,3-二乙烯-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷等。所述含氢硅油可以为侧氢硅油、端侧含氢硅油或端氢硅油。所述炔醇抑制剂例如可以为1-乙炔基环己醇等。其中，第一种交联剂优选采用2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷。第二种交联剂优选采用氯铂酸的醇溶液、炔醇抑制剂、以及选自侧氢硅油、端侧氢硅油和端氢硅油中的一种混合共同作为交联剂，其中各组分用量不做具体限定。本发明实施例中，氯铂酸醇溶液可以通过以下方法制备得到：将3g氯铂酸H2PtCl6.6H2O加入到100ml的无水异丙醇中，充分搅拌使氯铂酸溶解4h～8h，然后将此溶液静止12h～14h，制得氯铂酸与异丙醇的络合物催化剂。
图1示意性示出了一种振膜的生产工艺流程。如图1所示，所述振膜的生产工艺流程包括：先将基础聚合物、填料、结构控制剂、阻尼添加剂在捏合机/密炼机中于80℃～150℃下减压捏合/混炼得到混炼胶，冷却至常温待用；然后加入交联剂捏合/混炼，并在80℃～200℃下通过注塑或模压硫化成型，制备得到振膜。其中，制备过程中，各原材料按照百分含量计，可以包括：基础聚合物40％～90％；填料3％～60％；阻尼添加剂1％～50％，交联剂0.5％～10％；结构控制剂1％～10％进行配比，且各原材料总含量为100％。
本发明还提供一种发声装置，可以包括振动***和与所述振动***相配合的磁路***，所述振动***包括振膜和结合在所述振膜一侧的音圈。当发声装置工作时，音圈通电后在磁路***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。采用本发明所述振膜制备的发声装置如扬声器，在相同性能下，可获得更低的总谐波失真(THD)，低频下THD可低至12％，该发声装置具有更好的发声效果，如音质好，能够具有较高的清晰度、丰满度、空间感、明亮度和柔和度，无异音保真度高，且在振动过程中摇摆振动少，听音更稳定。
本发明又提出了一种发声装置，如图3和图4所示，发声装置可以包括壳体10以及设在壳体10内的磁路***20和振动***，振动***可以包括音圈33、第一振膜31和第二振膜32，其中，音圈33的顶部与第一振膜31相连，磁路***20驱动音圈33振动以带动第一振膜31发声，第二振膜32的两端分别与壳体10和音圈33的底部相连。其中，第二振膜32可以为根据本发明上述实施例中的振膜。
也就是说，第一振膜31可以用于振动发声，第二振膜32可以用于平衡音圈33的振动。具体而言，当发声装置工作时，音圈33通电后在磁路***20的磁场力的作用下，音圈33可以上下振动以带动第一振膜31振动，第一振膜31振动时可以进行发声。第二振膜32也可以跟随音圈33上下振动，由于第二振膜32的两端分别与壳体10和音圈33的底部相连，第二振膜32可以平衡音圈33的振动，可以防止音圈33出现偏振的现象，从而可以提升发声装置的发声效果。
需要进行说明的是，可以将第一振膜31和第二振膜32同时采用本发明上述实施例的振膜，也可以是第一振膜31和第二振膜32中的一个采用本发明上述实施例的振膜，本发明对此不作具体限制。
下面结合附图、具体实施例一至实施例五、及对比例一对本发明的技术方案做进一步说明。显然，以下示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对比例一、实施例一至实施例五物性检测中，阻尼/拉伸强度采用动态机械分析仪，测试频率1Hz；硬度检测标准为GB/T 1698-2003；断裂伸长率检测标准：GB/T 1701-2001。
具体实施例一至实施例五中，采用下述的三种改性后聚硅氧烷中一种或多种作为阻尼添加剂。第一种改性后聚硅氧烷：R基团为
Figure BDA0003140543220000151
x为100，y为50，z为30。第二种改性后聚硅氧烷：R基团为
Figure BDA0003140543220000152
x为300，y为200，z为90。第三种改性后聚硅氧烷：R基团为-C3H6NH2，具体为-(CH2)3NH2，x为200，y为100，z为60。
下面采用三个具体实施例描述本申请中的阻尼添加剂采用的三种改性后的聚硅氧烷的的制备方法。
第三种改性后的聚硅氧烷的制备方法
R基团为-C3H6NH2，x为200，y为100，z为60的氨丙基苯基硅油。
加入甲基苯基硅氧烷环体、氨丙基甲基二乙氧基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、碱性催化剂、水、DMSO(二甲基亚枫)和十甲基四硅氧烷，在氮气气氛中升温至90℃，搅拌3.5小时，抽真空1小时，降温加入乙酸中和，升温到150℃，去除体系中的小分子物质，得到第三种聚硅氧烷即氨丙基苯基硅油，其中，所述碱性催化剂为氢氧化钾，所述氨丙基苯基硅油中是以甲基封端。所述甲基苯基硅氧烷环体，氨丙基甲基二乙氧基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷三者的质量比为41:29:30。所述碱性催化剂的用量为甲基苯基硅氧烷环体，氨丙基甲基二乙氧基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷三种原料质量之和的0.005％。所述水的用量为甲基苯基硅氧烷环体，氨丙基甲基二乙氧基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷三种原料质量之和的1.5％。所述DMSO的用量为甲基苯基硅氧烷环体，氨丙基甲基二乙氧基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷三种原料质量之和的200％。所述十甲基四硅氧烷的用量为甲基苯基硅氧烷环体，氨丙基甲基二乙氧基硅烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷三种原料质量之和的2％。
第一种改性后的聚硅氧烷的制备方法
R基团为
Figure BDA0003140543220000161
x为100，y为50，z为30的聚硅氧烷。
将采用第三种改性后的聚硅氧烷制备方法制得的氨丙基苯基硅油用二甲苯溶解，然后加入与氨丙基苯基硅油中的氨丙基甲基二乙氧基硅烷同摩尔数的邻苯二甲酸酐，通氮气保护，然后在80℃下冷流回流约3h后，用碱水溶液清洗去除未反应的酸酐，然后分离出上层有机物，真空减压抽出二甲苯，即可得到第一种改性后的聚硅氧烷。
第二种改性后的聚硅氧烷的制备方法
R基团为
Figure BDA0003140543220000162
x为300，y为200，z为90的聚硅氧烷。
将采用第三种改性后的聚硅氧烷制备方法制得的氨丙基苯基硅油用二甲苯溶解，然后加入与氨丙基苯基硅油中的氨丙基甲基二乙氧基硅烷同摩尔数的1,8-萘二甲酸酐，通氮气保护，然后在80℃下冷流回流约3h后，用碱水溶液清洗去除未反应的酸酐，然后分离出上层有机物，真空减压抽出二甲苯，即可得到第二种改性后的聚硅氧烷。
下面详细描述对比例一、实施例一至实施例五中的振膜的制备方法以及对应的振膜的相关物性检测结果。
对比例一
采用甲基乙烯基聚硅氧烷作为基础聚合物，以二氧化硅为填料，羟基硅油为结构控制剂，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷为交联剂，不添加阻尼添加剂。具体地，以质量百分数计，按照甲基乙烯基聚硅氧烷65％，二氧化硅30％，羟基硅油3％，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷2％，进行配料。
将基础聚合物、填料、结构控制剂在密炼机中于100℃下减压混炼，得到混炼胶，冷却到常温待用；然后在混炼胶中加入交联剂进行混炼，并在150℃硫化成型，得到厚度为100μm的振膜。
经检测，该对比例一振膜的邵氏硬度约为50A，所述振膜的阻尼仅为0.07；断裂伸长率为430％，拉伸强度8.5MPa；采用所述振膜的扬声器的谐波失真THD测试曲线如图2所示，在100Hz频率下，THD在30％以上。可见，该对比例振膜阻尼低，且谐波失真较高，发声效果不佳。
实施例一
采用聚二甲基硅氧烷作为基础聚合物，以二氧化硅为填料，添加上述的第一种改性后的聚硅氧烷作为阻尼添加剂，以羟基乙烯基硅油和羟基硅油为结构控制剂，以2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷为交联剂。具体地，以质量百分数计，按照聚二甲基硅氧烷80％，二氧化硅9％，阻尼添加剂3％，羟基乙烯基硅油3％，羟基硅油3％，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷2％，进行配料。
将基础聚合物、填料、结构控制剂、阻尼添加剂在密炼机中于100℃下减压混炼6小时，得到混炼胶，冷却到常温待用；然后在混炼胶中加入交联剂进行混炼，并在150℃硫化成型，得到厚度为120μm的振膜。
经检测，该实施例一振膜的邵氏硬度约为20A，所述振膜的阻尼为0.11；断裂伸长率约为721％，拉伸强度5.0MPa；采用所述振膜的扬声器的谐波失真THD测试曲线如图2所示，与对比例一相比，该实施例在100Hz频率下，THD有所降低，约为25％。
可见，该实施例通过添加3％的第一种阻尼添加剂，提升了振膜阻尼，降低了THD，且具有较好的力学性能。经测试采用该振膜的扬声器具有较高清晰度、丰满度、空间感、明亮度和柔和度，无异音保真度高，且振膜在振动过程中摇摆振动少，听音更稳定。
实施例二
采用甲基乙烯基聚硅氧烷作为基础聚合物，以二氧化硅为填料，添加上述第一种改性后的聚硅氧烷作为阻尼添加剂，以羟基乙烯基硅油为结构控制剂，以含氢硅油、炔醇抑制剂和氯铂酸的醇溶液共同作为交联剂。具体地，以质量百分数计，按照甲基乙烯基聚硅氧烷75％，二氧化硅10％，阻尼添加剂10％，羟基乙烯基硅油2％，端侧氢硅油和炔丙醇抑制剂共2.5％，氯铂酸的醇溶液0.5％，进行配料。
将基础聚合物、填料、结构控制剂、阻尼添加剂在密炼机中于150℃下减压混炼，得到混炼胶，冷却到常温待用；然后在混炼胶中加入交联剂进行混炼，并在180℃硫化成型，得到厚度为110μm的振膜。
经检测，该实施例二振膜的邵氏硬度约为35A，所述振膜的阻尼为0.17；断裂伸长率约为654％，拉伸强度6.5MPa；采用所述振膜的扬声器的谐波失真THD测试曲线如图2所示，100Hz频率下，THD约为21％。
可见，该实施例通过添加10％的第一种阻尼添加剂，提升了振膜阻尼，降低了THD，且具有优异的力学性能。经测试采用该振膜的扬声器具有较高清晰度、丰满度、空间感、明亮度和柔和度，无异音保真度高，且振膜在振动过程中摇摆振动少，听音更稳定。
实施例三
采用甲基乙烯基聚硅氧烷作为基础聚合物，以二氧化硅为填料，添加上述的第三种改性后的聚硅氧烷作为阻尼添加剂，以羟基乙烯基硅油和羟基硅油为结构控制剂，以含氢硅油、炔醇抑制剂和氯铂酸的醇溶液共同作为交联剂。具体地，以质量百分数计，按照甲基乙烯基聚硅氧烷60％，二氧化硅19％，阻尼添加剂15％，羟基乙烯基硅油2％，羟基硅油1％，含氢硅油和炔醇抑制剂共2.5％，氯铂酸的醇溶液0.5％，进行配料。
将基础聚合物、填料、结构控制剂、阻尼添加剂在密炼机中于120℃下减压混炼，得到混炼胶，冷却到常温待用；然后在混炼胶中加入交联剂进行混炼，并在120℃硫化成型，得到厚度为90μm的振膜。
经检测，该实施例一振膜的邵氏硬度约为60A，所述振膜的阻尼为0.45；断裂伸长率约为632％，拉伸强度9.0MPa；采用所述振膜的扬声器的谐波失真THD测试曲线如图2所示，100Hz频率下，THD约为19％。
可见，该实施例通过添加15％的第三种阻尼添加剂，提升了振膜阻尼，降低了THD，且具有优异的力学性能。经测试采用该振膜的扬声器具有较高清晰度、丰满度、空间感、明亮度和柔和度，无异音保真度高，且振膜在振动过程中摇摆振动少，听音更稳定。
实施例四
采用甲基乙烯基聚硅氧烷和甲基苯基聚硅氧烷作为基础聚合物，以二氧化硅为填料，添加上述的第一种和第二种改性后的聚硅氧烷共同作为阻尼添加剂，以羟基硅油为结构控制剂，以2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷作为交联剂。具体地，以质量百分数计，按照甲基乙烯基聚硅氧烷25％，甲基苯基聚硅氧烷25％，二氧化硅16％，第一种聚硅氧烷阻尼添加剂9％，第二种聚硅氧烷阻尼添加剂20％，羟基硅油2％，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷3％，进行配料。
将基础聚合物、填料、结构控制剂、阻尼添加剂在密炼机中于100℃下减压混炼，得到混炼胶，冷却到常温待用；然后在混炼胶中加入交联剂进行混炼，并在150℃硫化成型，得到厚度为85μm的振膜。
经检测，该实施例一振膜的邵氏硬度约为65A，所述振膜的阻尼为0.62；断裂伸长率约为232％，拉伸强度7.3MPa；采用所述振膜的扬声器的谐波失真THD测试曲线如图2所示，100Hz频率下，THD约为15％。
可见，该实施例在甲基乙烯基聚硅氧烷和甲基苯基聚硅氧烷作为基础聚合物情况下，添加9％的第一种阻尼添加剂和20％的第二种阻尼添加剂，提升了振膜阻尼，且降低了THD。经测试采用该振膜的扬声器具有较高清晰度、丰满度、空间感、明亮度和柔和度，无异音保真度高，且振膜在振动过程中摇摆振动少，听音更稳定。
实施例五
采用甲基苯基聚硅氧烷作为基础聚合物，以二氧化硅为填料，添加上述的第一种和第二种改性后的聚硅氧烷共同作为阻尼添加剂，以羟基硅油为结构控制剂，以2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷作为交联剂。具体地，以质量百分数计，按照甲基苯基聚硅氧烷52％，二氧化硅4％，第一种聚硅氧烷阻尼添加剂9％，第二种聚硅氧烷阻尼添加剂30％，羟基硅油2％，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷3％，进行配料。
将基础聚合物、填料、结构控制剂、阻尼添加剂在密炼机中于100℃下减压混炼，得到混炼胶，冷却到常温待用；然后在混炼胶中加入交联剂进行混炼，并在150℃硫化成型，得到厚度为90μm的振膜。
经检测，该实施例一振膜的邵氏硬度约为90A，所述振膜的阻尼为0.73；断裂伸长率约为153％，拉伸强度7.0MPa；采用所述振膜的扬声器的谐波失真THD测试曲线如图2所示，100Hz频率下，THD约为12％。
可见，该实施例在甲基苯基聚硅氧烷作为基础聚合物情况下，添加9％的第一种阻尼添加剂和30％的第二种阻尼添加剂，提升了振膜阻尼，且降低了THD。经测试采用该振膜的扬声器具有较高清晰度、丰满度、空间感、明亮度和柔和度，无异音保真度高，且振膜在振动过程中摇摆振动少，听音更稳定。
综上，本发明实施例一至实施例五中的振膜阻尼均在0.11以上；而且如图2所示，在频率为100Hz～1000Hz时，本发明THD远低于对比例一，例如，在频率为100Hz时，对比例一的THD约为32％，而本发明实施例一至实施例五分别约为26％，22％，19％，15％，12％；可见，本发明实施例一至五通过添加阻尼添加剂，提升了振膜阻尼损耗，降低了THD。
另外，若阻尼添加剂总添加量若过高，会导致断裂伸长率和拉伸强度降低，当综合考虑振膜阻尼、力学性能以及THD时，本发明阻尼添加量优选15～25％，这样可以将振膜阻尼提升至0.11以上的情况下，还可保证振膜力学性能不降低，使用该振膜的发声装置，在相同性能下，还可获得更低的总谐波失真(THD)，具有更优的声学性能。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (14)

1.一种用于发声装置的振膜，其特征在于，所述振膜以聚硅氧烷为基础聚合物，并在所述基础聚合物中添加阻尼添加剂、填料、结构控制剂、交联剂，经混炼，并在80℃～200℃成型得到，其中，所述阻尼添加剂选自改性后的聚硅氧烷，所述改性后的聚硅氧烷主链中具有如下平均组成式1所示结构：
[平均组成式1]
Figure FDA0003140543210000011
其中，R基团为
Figure FDA0003140543210000012
以及-C3H6NH2中的一种；x，y，z均为正整数，且x为1～1000，y为1～1000，z为1～1000。
2.根据权利要求1所述的用于发声装置的振膜，其特征在于，
所述阻尼添加剂的用量为所述基础聚合物、阻尼添加剂、填料、结构控制剂和交联剂总重量的1％～50％。
3.根据权利要求2所述的用于发声装置的振膜，其特征在于，
所述阻尼添加剂的用量为所述基础聚合物、阻尼添加剂、填料、结构控制剂和交联剂总重量的15％～25％。
4.根据权利要求1所述的用于发声装置的振膜，其特征在于，
所述基础聚合物为一种聚硅氧烷或几种聚硅氧烷的组合物，所述聚硅氧烷在其主链中包括选自Me2SiO、MeViSiO、MePhSiO、Ph2SiO中的一种或几种的结构单元，端基为Me3SiO和/或ViMe2SiO，其中，Me为甲基，Vi为乙烯基，Ph为苯基。
5.根据权利要求4所述的用于发声装置的振膜，其特征在于，
所述基础聚合物为甲基聚硅氧烷、甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷、乙烯基苯基聚硅氧烷中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的用于发声装置的振膜，其特征在于，
所述填料为二氧化硅、云母、石墨烯、粘土、碳酸钙、碳纳米管、高岭土、以及滑石粉中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的用于发声装置的振膜，其特征在于，
所述结构控制剂为二元醇、二有机基环硅醚、二有机基硅二醇、烷氧基硅烷、低摩尔质量的羟基硅油、含Si-N键的有机硅化合物、以及含Si-O-B键的有机硅化合物中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的用于发声装置的振膜，其特征在于，
所述交联剂为2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、二叔丁基过氧化物以及过氧化二异丙苯的一种或几种的混合物；
或者，所述交联剂为含有铂元素化合物/组合物、含氢硅油、以及炔醇抑制剂中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的用于发声装置的振膜，其特征在于，所述振膜的阻尼为0.1～0.75。
10.根据权利要求1所述的用于发声装置的振膜，其特征在于，所述振膜的硬度为20A～95A。
11.如权利要求1所述的用于发声装置的振膜，其特征在于，所述振膜的拉伸强度为1MPa～15MPa。
12.根据权利要求1所述的用于发声装置的振膜，其特征在于，所述振膜的厚度为40μm～150μm。
13.一种发声装置，其特征在于，包括振动***以及与所述振动***相配合的磁路***，所述振动***包括振膜和结合在所述振膜一侧的音圈，所述磁路***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1～12中任一项所述的振膜。
14.一种发声装置，其特征在于，包括壳体以及设在所述壳体内的磁路***和振动***，所述振动***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***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1～12中任一项所述的振膜。
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