CN114105667B - 一种球顶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于球顶领域，具体涉及一种球顶材料及其制备方法，以纤维材料或PET膜材料为基层材料，表面涂耐高温热固化胶水，经过热压固化发泡成性工艺制作成基体材料，然后对基体材料表面陶瓷化处理，得到球顶材料。该材料具有硬度高，质量轻，优良的耐高低温特性。以该材料制备的扬声器音膜，声音频率达35kHz以上；且声压值下降缓慢，频宽衰减较小，从而保持较好的音质效果。

Description

一种球顶材料及其制备方法
技术领域
本发明属于球顶领域,具体涉及一种球顶材料及其制备方法。
背景技术
扬声器设备发出声音时通常有高频和低频，增强振膜刚性是解决扬声器设备高频问题的有效办法，金属振膜虽具备良好的刚性，然由于内损低，容易出现金属声，因此金属振膜频率响应不够宽，音质不够好。近年来，随着电子音乐的发展，对电子声学设备音质、音量提出了更高的要求。振膜作为发生器件的核心部分，直接影响电子产品的声音质量。关于球顶振膜的研究，一直备受国内外众多学者关注，探索研能够承受剧烈往复震动，具有良好的刚性和韧性的球顶振膜，实现优越的高低频声学性能，是该领域研究的重点领域。近年来，关于该领域的研究越来越多，如增加局部膜厚度、表面印花、表面镀金、金属PMI膜复合等等方法来增加球顶的刚性和韧性。
目前，双铝PMI复合材料球顶被广泛应用，双铝PMI是胶粘复合材料，其硬度和高低频稳定性远低于陶瓷烧结材料，耐温性一般。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种球顶材料，解决了现有球顶材料硬度和高低频稳定性差的问题，利用以纤维材料或PET膜材料作为基体材料，并将基体材料表面陶瓷化，提升了球顶材料的硬度和刚性。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种球顶材料，以纤维材料或PET膜材料为基体材料，且基体材料至少表面陶瓷化。
所述基体材料以纤维材料或PET膜材料作为基层材料，涂刷耐高温热固化胶水，经过热压固化发泡工艺，得到基体材料，所述基体材料的厚度为0.05-0.1m。
所述纤维材料采用碳纤维，纳米碳纤维、芳纶纤维，玻璃纤维、酚醛纤维中的一种或几种，一层或多层复合压制在一起，厚度为0.05-0.1mm。
所述耐高温热固化胶水的质量份数配比如下：树脂：20-50份，固化剂10-40份，促进剂5-15份，5-20份成瓷填料、发泡剂3-10份，溶剂30-60份；且所述胶水的制备方法是将树脂加入溶剂中，搅拌30-60min溶解，然后加入固化剂、促进剂、发泡剂及成瓷填料，继续搅拌10-20min，混合均匀，得到胶水。
所述树脂采用酚醛环氧树脂、环氧树脂、酚醛树脂、酚醛-环氧-缩醛中的一种或几种。
所述固化剂采用乙烯基三胺(DETA)、氨乙基哌嗪(AE)、二氨基环己烷(DACH)、间苯二胺、亚甲基双环己烷胺、乙二胺(EDA)、多乙烯多胺(PEPA)、二氨基二苯基甲烷(DDM)、亚甲基双苯二胺、双氰胺中的一种或几种。
所述促进剂采用氯化亚锡、三氯化铁、对氯代苯甲酸、DMP-30，EP-184、三乙醇胺、N,N-二甲基苄胺(BDMA)、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)中的一种或两种。
所述成瓷填料采用滑石粉、高岭土、氢氧化镁、硼酸锌、玻璃微粉、云母、有机蒙脱土、莫来石、硅、氮化硼、纳米氧化镁、三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二硼中的一种或几种。
所述发泡剂采用碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二异丁腈(AIBN)、二亚硝基五亚甲基四胺(DPT)、4,4'-氧代双苯磺酰肼(OBSH)、对甲苯磺酰肼(TSH)中的一种或两种。
所述溶剂采用醋酸乙酯、环己酮、苯、甲苯、二甲苯中的一种。
一种球顶材料的制备方法，以纤维材料或PET膜材料为基层材料，表面涂耐高温热固化胶水，经过热压固化发泡成型工艺制作成基体材料，然后对基体材料表面陶瓷化处理，得到球顶材料。
上述球顶材料在扬声器领域的应用，音膜声音频率达35KHZ以上；且声压值下降缓慢，频宽衰减较小，从而保持较好的音质效果。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了现有球顶材料硬度和高低频稳定性差的问题，利用以纤维材料或PET膜材料作为基体材料，并将基体材料表面陶瓷化，提升了球顶材料的硬度和刚性。
2.本发明利用胶水在纤维材料表面的浸透，固化形成渗透性胶层，在后续高温处理过程中将碳链材料碳化，并将陶瓷材料陶瓷化，形成坚硬的碳化陶瓷壳层；利用在PET膜材料表面附着一定厚度的固化胶水，高温下胶水固化，与PET融合一体化，在后续高温处理过程中将碳链材料碳化，并将陶瓷材料陶瓷化，形成坚硬的碳化陶瓷壳层。
3.本发明材料用于制作扬声器音膜，声音频率达35kHz以上；且声压值下降缓慢，频宽衰减较小，从而保持较好的音质效果。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种球顶材料，按照如下步骤进行：
步骤1，耐高温热固化胶水:
质量配比为：树脂：20份，固化剂10份，促进剂5份，5份成瓷填料、发泡剂3份，溶剂30份；树脂采用酚醛环氧树脂，固化剂采用乙烯基三胺，促进剂采用氯化亚锡，成瓷填料采用滑石粉，发泡剂采用碳酸钙，溶剂采用醋酸乙酯；
胶水调制方法：将树脂加入溶剂中，搅拌30min溶解，然后加入固化剂、促进剂、发泡剂及成瓷填料，继续搅拌10min，混合均匀，得到100g胶水。
步骤2，基层材料：厚度为0.05mm的碳纤维层，面积为10mm*10mm；
步骤3，在碳纤维层表面涂刷一层10μm厚的耐高温热固化胶水，用铁氟龙布隔离后，放置在模压温度为150℃，工作压力为15MPa的热压机上，热压0.5h，冷压0.5h，固化得到0.05mm厚的基体材料；
步骤4，将基体材料放入500℃的马弗炉中烧结处理1min，得到碳化陶瓷球顶材料。
该实施例的球顶材料的厚度为0.05mm，硬度为300HB，8V直流条件下的耐温性是350℃。
将球顶材料用于扬声器音膜中，频率可以达到35.3kHz，声压值下降缓慢，频宽衰减较小。
实施例2
一种球顶材料，按照如下步骤进行：
步骤1，耐高温热固化胶水:
质量配比为：树脂：50份，固化剂40份，促进剂15份，20份成瓷填料、发泡剂10份，溶剂60份；树脂采用环氧树脂，固化剂采用氨乙基哌嗪，促进剂采用三氯化铁，成瓷填料采用高岭土，发泡剂采用碳酸镁，溶剂采用环己酮；
胶水调制方法：将树脂加入溶剂中，搅拌60min溶解，然后加入固化剂、促进剂、发泡剂及成瓷填料，继续搅拌20min，混合均匀，得到100g胶水。
步骤2，基层材料：厚度为0.1mm的芳纶纤维层，面积为10mm*10mm，所述芳纶纤维层采用5层芳纶纤维压制而成；
步骤3，在芳纶纤维层表面涂刷一层50μm厚的耐高温热固化胶水，用铁氟龙布隔离后，放置在模压温度为240℃，工作压力为25MPa的热压机上，热压2.5h，冷压3h，固化得到0.1mm厚的基体材料；
步骤4，将基体材料放入1000℃的马弗炉中烧结处理5min，得到碳化陶瓷球顶材料。
该实施例的球顶材料的厚度为0.1mm，硬度为500HB，8V直流条件下的耐温性是450℃。
将球顶材料用于扬声器音膜中，频率可以达到36.4kHz，声压值下降缓慢，频宽衰减较小。
实施例3
一种球顶材料，按照如下步骤进行：
步骤1，耐高温热固化胶水:
质量配比为：树脂：40份，固化剂30份，促进剂10份，10份成瓷填料、发泡剂8份，溶剂50份；树脂采用酚醛-环氧-缩醛树脂，固化剂采用乙二胺，促进剂采用N,N-二甲基苄胺，成瓷填料采用硼酸锌，发泡剂采用4,4'-氧代双苯磺酰肼，溶剂采用甲苯；
胶水调制方法：将树脂加入溶剂中，搅拌50min溶解，然后加入固化剂、促进剂、发泡剂及成瓷填料，继续搅拌10min，混合均匀，得到500g胶水。
步骤2，基层材料：厚度为0.1mm的酚醛纤维层，面积为10mm*10mm，所述酚醛纤维层采用3层酚醛纤维压制而成；
步骤3，在2层交叠放置的酚醛纤维层表面涂刷一层30μm厚的耐高温热固化胶水，用铁氟龙布隔离后，放置在模压温度为200℃，工作压力为20MPa的热压机上，热压1.5h，冷压2h，固化得到0.2mm厚的基体材料；
步骤4，将基体材料放入800℃的马弗炉中烧结处理3min，得到碳化陶瓷球顶材料。
该实施例的球顶材料的厚度为0.2mm，硬度为400HB，8V直流条件下的耐温性是300℃。
将球顶材料用于扬声器音膜中，频率可以达到35.9kHz，声压值下降缓慢，频宽衰减较小。
实施例4
一种球顶材料，按照如下步骤进行：
步骤1，耐高温热固化胶水:
质量配比为：树脂：40份，固化剂30份，促进剂10份，10份成瓷填料、发泡剂8份，溶剂50份；树脂采用酚醛-环氧-缩醛树脂，固化剂采用乙二胺，促进剂采用N,N-二甲基苄胺，成瓷填料采用硼酸锌，发泡剂采用4,4'-氧代双苯磺酰肼，溶剂采用甲苯；
胶水调制方法：将树脂加入溶剂中，搅拌50min溶解，然后加入固化剂、促进剂、发泡剂及成瓷填料，继续搅拌10min，混合均匀，得到500g胶水。
步骤2，基层材料：厚度为0.1mm的孔状PET膜材料，面积为10mm*10mm，所述的孔状PET膜材料上下表面刮涂厚度50μm固化胶。
步骤3，将涂胶后的材料用铁氟龙布隔离后，放置在模压温度为200℃，工作压力为20MPa的热压机上，热压1.5h，冷压2h，固化得到0.2mm厚的基体材料；
步骤4，将基体材料放入800℃的马弗炉中烧结处理3min，得到碳化陶瓷球顶材料。
该实施例的球顶材料的厚度为0.18mm，硬度为360HB，8V直流条件下的耐温性是300℃。
将球顶材料用于扬声器音膜中，频率可以达到37.1kHz，声压值下降缓慢，频宽衰减较小。
上述实施例的对比例为目前市售的球顶材料。以现有的双铝PMI材料作为对比例，在6V条件下的耐温性是250℃，硬度为60-150HB，实际采用是的100HB。
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明解决了现有球顶材料硬度和高低频稳定性差的问题，利用以纤维材料或PET膜材料作为基体材料，并将基体材料表面陶瓷化，提升了球顶材料的硬度和刚性。
2.本发明利用胶水在纤维材料的浸透，固化形成渗透性胶层；胶水在PET膜材料表面附着,高温固化融合一体化；上述基材在后续高温处理过程中将碳链材料碳化，并将陶瓷材料陶瓷化，形成坚硬的碳化陶瓷壳层。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种球顶材料，其特征在于：以纤维材料或PET膜材料为基体材料，且基体材料至少表面陶瓷化；
所述球顶材料的制备方法，以纤维材料或PET膜材料为基层材料，表面涂耐高温热固化胶水，经过热压固化发泡成型工艺制作成基体材料，然后对基体材料表面陶瓷化处理，得到球顶材料；
所述热压固化发泡工艺包括，在基层材料表面涂覆耐高温热固化胶水，用铁氟龙布隔离后，放置在热压机上，热压，冷压，固化得到基体材料；所述陶瓷化处理是将基体材料放入马弗炉中烧结处理，得到碳化陶瓷球顶材料；所述耐高温热固化胶水的质量份数配比如下：树脂20-50份、固化剂10-40份、促进剂5-15份、成瓷填料5-20份、发泡剂3-10份、溶剂30-60份。
2.根据权利要求1所述的球顶材料，其特征在于：所述树脂采用环氧树脂、酚醛树脂中的一种或两种；
所述固化剂采用乙烯基三胺 DETA、氨乙基哌嗪AE、二氨基环己烷DACH、间苯二胺 、亚甲基双环己烷胺、乙二胺EDA、多乙烯多胺PEPA、 二氨基二苯基甲烷DDM、亚甲基双苯二胺、双氰胺中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的球顶材料，其特征在于：所述促进剂采用氯化亚锡、三氯化铁、对氯代苯甲酸、DMP-30，EP-184、三乙醇胺、N,N-二甲基苄胺BDMA、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯DBU中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的球顶材料，其特征在于：所述成瓷填料采用滑石粉、高岭土、氢氧化镁、硼酸锌、玻璃微粉、云母、有机蒙脱土、莫来石、硅、氮化硼、纳米氧化镁、三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二硼中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的球顶材料，其特征在于：所述发泡剂采用碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺AC、偶氮二异丁腈AIBN、二亚硝基五亚甲基四胺DPT、4,4'-氧代双苯磺酰肼OBSH、对甲苯磺酰肼TSH中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的球顶材料，其特征在于：所述溶剂采用醋酸乙酯、环己酮、苯、甲苯、二甲苯中的一种。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的球顶材料在扬声器领域的应用。
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