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
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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