CN116074704A - 发声装置的振膜及发声装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种发声装置的振膜及发声装置，振膜包括至少一层改性丁腈橡胶膜层，改性丁腈橡胶膜层由无机空心微珠、添加剂和丙烯腈与丁二烯单体的聚合物混炼形成混炼胶后进行交联反应制备而成，无机空心微珠的直径为10μm～100μm，改性丁腈橡胶膜层中的无机空心微珠的分布密度为0.15g/cm³～0.9g/cm³，无机空心微珠的比表面积≥0.9，改性丁腈橡胶膜层在室温下的损耗因子＞0.13。本申请通过向丙烯腈与丁二烯单体的聚合物中添加无机空心微珠，可以有效降低振膜的密度。而且，通过控制无机空心微珠的直径以及其在改性丁腈橡胶膜层中的分布密度，可以使无机空心微珠的比表面积≥0.9，由此可以提升无机空心微珠与聚合物的结合强度，从而可以提升振膜的结构强度。

Description

发声装置的振膜及发声装置

技术领域

本申请涉及电声技术领域，更具体地，涉及一种发声装置的振膜及使用该振膜的发声装置。

背景技术

随着5G时代的快速发展，电声器件逐渐向着轻薄化、智能化、大功率化、高频化等方向发展。电声器件中往往需要使用橡胶振膜，虽然橡胶振膜具有良好的阻尼、顺性、耐疲劳性能，但是振膜质量较大，增加振动***的质量，致使扬声器灵敏度降低，并且橡胶振膜成本也高，不利于生产。

此外，目前现有的橡胶振膜当振幅比较大时，振膜的强度和阻尼性能难以满足使用需求，从而影响了发声装置的发声效果。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种发声装置的振膜。

本申请的另一个目的在于提供上述振膜组成的发声装置。

为了实现以上目的，本申请提供了以下技术方案。

根据本申请第一方面实施例的发声装置的振膜，所述振膜包括至少一层改性丁腈橡胶膜层，所述改性丁腈橡胶膜层由无机空心微珠、添加剂和丙烯腈与丁二烯单体的聚合物混炼形成混炼胶后进行交联反应制备而成，其中，所述无机空心微珠的直径为10μm～100μm，所述改性丁腈橡胶膜层中的所述无机空心微珠的分布密度为0.15g/cm³～0.9g/cm³，所述无机空心微珠的比表面积≥0.9，所述改性丁腈橡胶膜层在室温下的损耗因子＞0.13。

根据本申请的一些实施例，所述改性丁腈橡胶膜层在100℃热空气下老化168h后，所述改性丁腈橡胶膜层的拉伸强度下降≤45％，断裂伸长率下降≤70％。

根据本申请的一些实施例，所述改性丁腈橡胶膜层拉断时的拉伸强度为2MPa～45MPa。

根据本申请的一些实施例，所述无机空心微珠的抗压强度≥10MPa。

根据本申请的一些实施例，所述无机空心微珠的含量占所述混炼胶总量的5wt％～45wt％。

根据本申请的一些实施例，所述改性丁腈橡胶膜层的室温储能模量为0.5MPa～40MPa。

根据本申请的一些实施例，所述改性丁腈橡胶膜层的撕裂强度为15N/mm～100N/mm。

根据本申请的一些实施例，所述添加剂包括交联剂、补强剂和防老剂，所述交联剂为金属氧化物、金属过氧化物、有机氧化物和有机过氧化物体系中的至少一种；所述补强剂为炭黑、白炭黑、氧化石墨烯、蒙脱土、滑石粉、陶土、云母粉、长石粉、海藻酸钠、磁粉、硅藻土中的至少一种；所述防老剂为防老剂N-445、防老剂246、防老剂4010、防老剂SP、防老剂RD、防老剂ODA、防老剂OD和防老剂WH-02中的至少一种。

根据本申请的一些实施例，所述交联剂的含量占所述混炼胶的0.5wt％～6wt％，所述补强剂的含量占所述混炼胶的5wt％～60wt％，所述防老剂的含量占所述混炼胶的0.1wt％～5.7wt％。

根据本申请的一些实施例，所述改性丁腈橡胶膜层的密度为0.5g/cm³～1.1g/cm³。

根据本申请的一些实施例，所述振膜为单层结构，所述振膜由一层所述改性丁腈橡胶膜层构成。

根据本申请的一些实施例，所述振膜为复合层结构，所述振膜还包括由热塑性弹性体、工程塑料和热固性弹性体中的至少一种制成的膜层。

根据本申请第二方面实施例的发声装置，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，所述振膜为根据本申请上述实施例的所述振膜。

根据本申请第三方面实施例的发声装置，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，所述第二振膜为根据本申请上述实施例的所述振膜。

根据本申请实施例的发声装置的振膜，通过采用无机空心微珠、添加剂和丙烯腈与丁二烯单体的聚合物混炼形成混炼胶后，进行交联反应制备而成的改性丁腈橡胶膜层为振膜材料，从而使改性丁腈橡胶膜层的密度降低，减轻振膜的重量，从而可以提升振膜的发声灵敏度。而且，通过控制无机空心微珠的直径以及其在改性丁腈橡胶膜层中的分布密度，可以使无机空心微珠的比表面积≥0.9，由此可以提升无机空心微珠与聚合物的结合强度，从而可以提升振膜的结构强度，使得振膜的拉伸强度和阻尼性能均可以得到有效提升。

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为根据本申请实施例的发声装置的振膜的不同直径的无机空心微珠填充橡胶硫化后的阻尼曲线；

图2为根据本申请实施例的发声装置的振膜的不同添加量的无机空心微珠填充橡胶硫化后的阻尼曲线；

图3为根据本申请实施例的发声装置的振膜和常规振膜在高温前后的谐波失真测试曲线；

图4为根据本申请实施例的发声装置的整体结构示意图；

图5为根据本申请实施例的发声装置的局部结构示意图；

图6为根据本申请实施例的发声装置的剖面图；

图7为根据本申请实施例的发声装置的***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***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。

下面结合附图具体描述根据本申请实施例的发声装置的振膜。

根据本申请实施例的发声装置的振膜，振膜包括至少一层改性丁腈橡胶膜层，改性丁腈橡胶膜层由无机空心微珠、添加剂和丙烯腈与丁二烯单体的聚合物混炼形成混炼胶后进行交联反应制备而成，其中，无机空心微珠的直径为10μm～100μm，改性丁腈橡胶膜层中的无机空心微珠的分布密度为0.15g/cm³～0.9g/cm³，无机空心微珠的比表面积≥0.9，改性丁腈橡胶膜层在室温下的损耗因子＞0.13。

根据本申请实施例的发声装置的振膜可以由至少一层改性丁腈橡胶膜层构成。具体地，本申请中的振膜可以为单层结构，也可以为多层复合结构。当振膜为单层结构时，即振膜由一层本申请的改性丁腈橡胶膜层制成。当振膜为多层复合结构时，振膜包括至少一层改性丁腈橡胶膜层，振膜中的改性丁腈橡胶膜层与多层复合结构中的其他材料的膜层复合而成。可选地，当振膜中含有多层改性丁腈橡胶膜层时，相邻的两层改性丁腈橡胶膜层之间可以间隔设置或者贴合设置，可以根据实际的使用需求选择设置，本申请对此不作具体限制。当相邻的两层改性丁腈橡胶膜层之间间隔设置时，相邻的两层改性丁腈橡胶膜层之间也可以设置其他材料的膜层，当然相邻的两层改性丁腈橡胶膜层之间也可以贴合设置。

其中，改性丁腈橡胶膜层是由无机空心微珠、添加剂和丙烯腈与丁二烯单体的聚合物混炼形成混炼胶后进行交联反应制备而成的。丙烯腈与丁二烯单体的聚合物为由丙烯腈与丁二烯为基础单体合成的聚合物。该聚合物的分子式如下式式(Ⅰ)所示。

式(Ⅰ)中，x、y、z为自然数。

其中，改性丁腈橡胶膜层是通过向丁腈橡胶中添加无机空心微珠制成而成的。具体地，通过将无机空心微珠、添加剂和丙烯腈与丁二烯单体的聚合物混炼后，能够形成混炼胶，混炼胶硫化后能够形成改性丁腈橡胶膜层。也就是说，丙烯腈与丁二烯单体的聚合物能够形成丁腈橡胶，丁腈橡胶相当于振膜材料的基材。无机空心微珠和丙烯腈与丁二烯单体的聚合物经过混炼过程后，无机空心微珠可以均匀地分散在基材中。由于无机空心微珠的密度小于橡胶的密度，通过向橡胶中加入无机空心微珠，能够降低振膜材料的密度，得到低密度的振膜。

进一步地，无机空心微珠的直径为10μm～100μm，优选15m～70μm。例如，无机空心微珠的直径可以是10μm、15μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或者100μm。也就是说，可以根据振膜厚度的不同来选择不同直径的无机空心微珠，以保证无机空心微珠在基材中均匀分散。

此外，随着无机空心微珠的直径的减小，无机空心微珠的分布密度会呈现增大的趋势，可以将无机空心微珠的分布密度控制在0.15g/cm³～0.9g/cm³范围内，例如，无机空心微珠的分布密度可以为0.15g/cm³、0.2g/cm³、0.25g/cm³、0.5g/cm³、0.6g/cm³、0.7g/cm³、0.8g/cm³或者0.9g/cm³。为保证无机空心微珠可以有效地降低振膜密度，无机空心微珠的分布密度优选为0.25g/cm³～0.8g/cm³。

进一步地，无机空心微珠的比表面积≥0.9，改性丁腈橡胶膜层在室温下的损耗因子＞0.13。如图1所示，不同线形代表不同的无机空心微珠直径，随着无机空心微珠的直径的减小，室温下硫化胶的损耗因子增大。比表面积和直径大小成反比，即直径小的无机空心微珠的比表面积大，直径大的无机空心微珠的比表面积小。在相同工艺条件下，大分子链与小直径无机空心微珠之间的接触面积就越大，直径小的无机空心微珠被橡胶紧密包裹，无机空心微珠嵌入橡胶基体中，化学和物理结合点越多，无机空心微珠与橡胶间的作用力越大。在外力变形时，无机空心微珠与橡胶基体间的摩擦也越剧烈，动态应变下产生的滞后损失越大，相应的阻尼就越大。

此外，损耗因子可以与振膜的厚度相配合，可以进一步优化振膜的性能。通常损耗因子越高，材料的阻尼性越好，振膜材料的阻尼性提升有利于减少振动过程中的偏振，降低产品失真，提升听音良率。例如，损耗因子可以为0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.2或者0.25等。

无机空心微珠的直径越小，单位质量的无机空心微珠所具有的表面积越大，对橡胶的补强作用越大。但是比表面积的增加对未硫化胶加工性能产生很大的影响，使其填充容量减少，混入时间增加，分散能力下降，脱辊性增加，黏度增大。无机空心微珠的直径较大，单位质量的无机空心微珠所具有的比表面积小，无机空心微珠与橡胶结合的强度小。

本申请所选无机空心微珠直径满足硫化胶的加工性能，分散能力好，脱辊性能佳，且其比表面积较大，促使无机空心微珠与橡胶结合紧密，补强增强。可选地，无机空心微珠可以为空心玻璃微珠、陶瓷玻璃微珠等无机材料组成的空心微珠。

表一示出了添加量相同、直径不同的无机空心微珠对混炼胶拉伸强度的影响。

表一

无机空心微珠直径(μm)	5	10	30	50	70
						<![CDATA[比表面积(m<sup>2</sup>/g)]]>	2.5	2.0	1.2	0.9	0.7
拉伸强度(MPa)	12	10	7	4	3

从表一可以得出，空心玻璃微珠直径越大，空心玻璃微珠的比表面积越小，改性丁腈橡胶膜层的拉伸强度越低。此处的无机空心微珠选为空心玻璃微珠，需要说明的是，空心玻璃微珠为无机空心微珠的一种，采用空心玻璃微珠或者是其它无机空心微珠，都同样能够体现无机空心微珠在材料中所起到的作用。也就是说，无机空心微珠直径越小补强越好，拉伸强度越高，直径越大补强越差拉伸越低，拉伸较差，大功率的震动过程中容易破膜。

由此，根据本申请实施例的发声装置的振膜，通过采用无机空心微珠、添加剂和丙烯腈与丁二烯单体的聚合物混炼形成混炼胶后，进行交联反应制备而成的改性丁腈橡胶膜层为振膜材料，从而使改性丁腈橡胶膜层的密度得到改善，同时添加了无机空心微珠的改性丁腈橡胶膜层的拉伸强度和可靠性得到有效提升。

根据本申请的一个实施例，无机空心微珠的抗压强度≥10MPa。

也就是说，无机空心微珠具有较高的抗压强度，不仅可以保证无机空心微珠在混炼过程不被挤压破碎，而且将其加入丙烯腈与丁二烯单体的聚合物中，可以有效提高改性丁腈橡胶膜层的拉伸强度。在振膜具有较高的机械强度时，可以保证振膜在极限环境中不会因为推动力过大，而出现被过度拉伸的现象，进一步保证了振膜的使用效果。

在本申请的一些具体实施方式中，无机空心微珠的含量占混炼胶总量的5wt％～45wt％。

也就是说，可以在丙烯腈与丁二烯单体的聚合物中添加占混炼胶总量的5wt％～45wt％的无机空心微珠，优选10wt％～40wt％。随着无机空心微珠添加量的增大，改性丁腈橡胶膜层的密度降低，可以通过对无机空心微珠的添加量的控制，来得到所需性能的振膜材料。无机空心微珠的含量可以是5wt％～45wt％之间的任意数值，例如，无机空心微珠的含量可以为5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、30wt％、40wt％或者45wt％。

需要说明的是，由于无机空心微珠密度远小于橡胶的密度，因此随着无机空心微珠的添加质量增多，橡胶材料的密度将显著下降。具体地，当无机空心微珠含量较低时(小于5wt％)，对振膜材料的密度影响不大，振膜仍然具有较大的密度。当无机空心微珠含量过高时(大于45wt％)，由于其力学强度过高，导致制备的振膜在相同的推动力下，所能达到的最大振幅降低，使得发生装置的低频Fr降低。并且，添加过量的无机空心微珠会使改性丁腈橡胶膜层的密度大幅度降低，所制备的振膜断裂伸长率和强度较低，容易出现塌陷、破膜等可靠性问题。

如图2所示，不同线性代表无机空心微珠的含量不同，随着无机空心微珠含量的增大，改性丁腈橡胶膜层的损耗因子有很大程度的提高。由于无机空心微珠被橡胶包裹，在无机空心微珠与无机空心微珠间能够形成一层很薄的高分子层，无机空心微珠与橡胶间的相互作用，使得该高分子层中橡胶链段运动受限。随着无机空心微珠用量的增大，这种运动受限的高分子层的含量将不断增大，使橡胶与无机空心微珠、无机空心微珠与无机空心微珠之间的摩擦增大，提高了体系散耗能量的能力，从而使损耗因子增大。

当无机空心微珠的用量继续增大时，无机空心微珠进入高分子链段间的空穴，使无机空心微珠与橡胶体系的自由体积减小，限制了部分分子链段的松弛运动，减少了分子链运动的内摩擦，从而使损耗因子减小。无机空心微珠的用量达到一定程度后，在橡胶基体中的分散性变差，无机空心微珠与橡胶间结合的活性点随之减少，导致结合橡胶质量分数较小，界面相互作用减弱，无机空心微珠在橡胶基体中形成结构松散的团聚体，从而影响橡胶的动态力学性能。因此当无机空心微珠的用量较大时，硫化胶的损耗因子反而减小。

表二

空心玻璃微珠添加量(wt％)	0	5	10	40	50
						断裂伸长率(％)	572	432	375	298	161

如表二所示，随着空心玻璃微珠用量的增加，改性丁腈橡胶膜层的断裂伸长率呈现下降趋势。也就是说，随着无机空心微珠的用量增多，其在基体中分散不均匀，无机空心微珠与橡胶之间的结合力比较差，难以起到补强效果。当制成振膜后，在长期使用中存在破膜风险。

此处的无机空心微珠选为空心玻璃微珠，需要说明的是，空心玻璃微珠为无机空心微珠的一种，采用空心玻璃微珠或者是其它无机空心微珠，都同样能够体现无机空心微珠在材料中所起到的作用。由此，通过采用添加占混炼胶总量5wt％～45wt％的无机空心微珠所制备的改性丁腈橡胶膜层为振膜材料，可以同时兼顾振膜的密度和强度，该添加量的混炼胶硫化后，振膜阻尼合适，抑制振膜偏振，音质好、失真低，力学性能优越，满足声学性能及可靠性条件。

根据本申请的一些实施例，改性丁腈橡胶膜层的密度为0.5g/cm³～1.1g/cm³。例如，改性丁腈橡胶膜层的密度可以为0.5g/cm³、0.6g/cm³、0.7g/cm³、0.8g/cm³、0.9g/cm³、1g/cm³或1.1g/cm³。由此，通过上述设置，可以对改性丁腈橡胶膜层减重30％-50％，大大提升了振膜的发声灵敏度。

根据本申请的一个实施例，改性丁腈橡胶膜层在100℃热空气下老化168h后，改性丁腈橡胶膜层的拉伸强度下降≤45％，断裂伸长率下降≤70％。

具体地，空心玻璃微球化学成分为硼硅酸盐，其具有较高的耐温性，将其加入NBR(丁腈橡胶)中，其在橡胶表面形成一层致密的保护层，阻碍氧气分子的渗入，有效提升了改性丁腈橡胶膜层的耐老化性。表三示出了100℃空气老化168h，不同含量的无机空心微珠对改性丁腈橡胶膜层拉伸强度下降率、断裂伸长率下降率的影响。

表三

空心玻璃微珠添加量(wt％)	0	5	10	40	50
						老化后拉伸强度下降百分率(％)	51.7	45	41.4	32.6	30.5
断裂伸长率下降百分率(％)	75.6	69.7	67.1	42.1	32.6

如表三所示，空心玻璃微珠的质量分数为0时，老化后拉伸强度下降百分率为51.7％，断裂伸长率为75.6％。此处的无机空心微珠选为空心玻璃微珠，需要说明的是，空心玻璃微珠为无机空心微珠的一种，采用空心玻璃微珠或者是其它无机空心微珠，都同样能够体现无机空心微珠在材料中所起到的作用。也就是说，随着无机空心微珠的质量份数的增加，改性丁腈橡胶膜层老化后拉伸强度逐渐下降，断裂伸长率逐渐下降。

将本申请实施例的振膜和常规NBR橡胶振膜均放置于100℃存储168h后，应用于扬声器后，分别对其总谐波失真进行测试，其测试结果如图3所示，本申请实施例的扬声器振膜在100℃存储168h后，相对于常规NBR橡胶振膜具有更低的总谐波失真。这表明，本申请实施例的振膜高温存储之后仍然具有优异的回弹性，振膜在振动过程中，摇摆振动少，音质和听音稳定性更好。

在本申请的一些具体实施方式中，改性丁腈橡胶膜层拉断时的拉伸强度为2MPa～45MPa。也就是说，通过向丙烯腈与丁二烯单体的聚合物中添加无机空心微珠形成低密度橡胶振膜材料后，当将振膜材料拉断时，其拉伸强度能够控制在2MPa～45MPa的范围内。例如，改性丁腈橡胶的拉伸强度可以为2MPa、6MPa、10MPa、16MPa、20MPa、25MPa、30MPa、40MPa或者45MPa。

根据本申请的一个实施例，改性丁腈橡胶膜层的撕裂强度为15N/mm～100N/mm。也就是说，当将振膜材料拉断时，撕裂强度能够控制在15N/mm～100N/mm的范围内。改性丁腈橡胶的撕裂强度可以为15N/mm、30N/mm、45N/mm、50N/mm、70N/mm、90N/mm或者100N/mm。即改性丁腈橡胶膜层能够具有合适的力学性能，由其制备的振膜，在发声装置的使用过程中，不易出现破膜等问题，有效地保证振膜使用的可靠性。

根据本申请的一些实施例，改性丁腈橡胶膜层的室温储能模量为0.5MPa～40MPa。

也就是说，通过向基础橡胶中添加无机空心微珠来形成低密度橡胶振膜材料，改性丁腈橡胶膜层的室温储能模量能够在0.5MPa～40MPa范围内，能够保证振膜具有良好的回弹性。

采用该改性丁腈橡胶膜层为原料制备的振膜具有优异的阻尼性能和回弹性，振动***在振动发声过程中能有效抑制偏振现象，振动***的一致性更佳，有效降低了发声装置的失真。

材料强度和硬度越高，振膜材料的F0越高，扬声器的响度降低，低音变差。表四示出了厚度相同而硬度不同的振膜F0的数值。

表四

硬度(A)	29	35	60	75	80
						F0(Hz)	145	175	256	325	500

从表四可以看出，随着硬度增大，F0急剧增大。

需要说明的是，发声装置可以是扬声器。该扬声器包括振动***和与振动***相互配合的磁路***，振动***包括本申请提供的振膜，振膜可以为折环振膜或者平板振膜。具有本申请的振膜的扬声器具有发声效果好、耐用性良好等优点。

在本申请的一些具体实施例中，硬度可以为35A～75A，室温储能模量为0.5MPa～40MPa，这使得扬声器的F0能够达到175Hz～325Hz，从而使扬声器的低频性能达到优良的效果。

根据本申请的一个实施例，添加剂包括交联剂、补强剂和防老剂，交联剂为金属氧化物、金属过氧化物、有机氧化物和有机过氧化物体系中的至少一种。补强剂为炭黑、白炭黑、氧化石墨烯、蒙脱土、滑石粉、陶土、云母粉、长石粉、海藻酸钠、磁粉和硅藻土中的至少一种。防老剂为防老剂N-445、防老剂246、防老剂4010、防老剂SP、防老剂RD、防老剂ODA、防老剂OD和防老剂WH-02中的至少一种。

在本申请的一些具体实施方式中，交联剂的含量占混炼胶的0.5wt％～6wt％，补强剂的含量占混炼胶的5wt％～60wt％，防老剂的含量占混炼胶的0.1wt％～5.7wt％。例如，交联剂的含量可以为0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％或者6wt％。补强剂的含量可以为5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％或者60wt％。防老剂的含量可以为0.1wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％或者5.7wt％

防老剂的含量占混炼胶0.1wt％～5.7wt％。橡胶在使用过程中，随时间的延长，分子链断裂产生游离的自由基，加速自身老化，添加防老剂中止橡胶制品中产生的自催化活性游离基。过少的添加量达不到延长使用寿命的效果，而过多的添加量，由于其不能与弹性体较好的互溶，难以均匀分散，导致材料力学性能下降，并且随着时间延长易向表面析出。

补强剂的含量占混炼胶的5wt％～60wt％，补强剂通过与橡胶分子链通过相互之间的缠扰、范德华力或氢键形成界面之间的互作用，材料受力时，分子链比较容易在补强剂表面上滑动，但不易和补强剂脱离，橡胶分子与补强剂构成了一种能够滑动的强固的键，力学强度增大。而过量的补强剂导致材料的拉伸强度显著增大，断裂伸长率急剧下降，无法满足产品需求。

交联剂的含量占混炼胶的0.5wt％～6wt％,混炼胶综合性能最佳，具有较好的加工性能、力学性能、耐油性、耐热老化性能，其橡胶膜层的玻璃化转变温度为≤-20℃，这使得在低于0℃时，扬声器振膜工作时可以一直保持较好的橡胶弹性，从而扬声器表现出较高的音质。同时，降低了在低温环境中扬声器振膜破坏的风险，可靠性更高。并且较低的玻璃化转变温度，使得材料在高于玻璃化转变温度工作时，材料的模量一致性高，由该振膜材料制备的振膜的F0在全温域具有更优良的稳定性。表五示出了硫化剂添加量对改性丁腈橡胶膜层的玻璃化转变温度和断裂伸长率的影响。

表五

硫化剂添加量(wt％)	0.1	0.5	1	5	10
						玻璃化转变温度(℃)	-43	-32	-25	-20	-15.8
断裂伸长率(％)	423	362	327	290	169

从表五可以看出，随着硫化剂的增多，玻璃化转变温度逐渐升高，断裂伸长率逐渐降低。

由此，交联剂总质量较低时，材料的有效交联密度较低，材料的力学强度较差，在制备成振膜，长久使用过程中容易变形，并且材料的硫化速率较慢，严重限制了生产效率，导致生产成本增加。随着硫化剂用量增大,胶料的焦烧时间缩短,硫化速度加快,材料的交联密度增大，硫化胶的定伸应力、硬度、回弹性、定负荷条件下的耐疲劳龟裂性提高，拉断伸长率下降，永久变形和动态生热减小，分子链运动受限制，玻璃化转变温度增大。但是交联密度过高，会加重交联键分布的不均匀性，导致应力分布不均匀。

根据本申请的一个实施例，振膜为单层结构，振膜由一层改性丁腈橡胶膜层构成。

在本申请的一些具体实施方式中，振膜为复合层结构，振膜还包括由热塑性弹性体、工程塑料和热固性弹性体中的至少一种制成的膜层。

热塑性弹性体选自热塑性聚酯弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体及有机硅弹性体的至少一种。工程塑料选自聚醚醚酮、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯及聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种。热固性弹性体选自天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、异戊橡胶(IR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)、丁腈橡胶(NBR)、氯化丁腈橡胶(HNBR)、乙丙橡胶(EPDM)、硅橡胶(Q)、氟硅橡胶、氟橡胶(FPM)、聚氨酯橡胶(AU)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、乙烯-丙烯酸酯橡胶(AEM)、乙烯-醋酸乙烯橡胶(EVM)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)、氯醚橡胶(CO)和聚硫橡胶中的至少一种。

总而言之，根据本申请实施例的发声装置的振膜，通过采用无机空心微珠、添加剂和丙烯腈与丁二烯单体的聚合物混炼形成混炼胶后，进行交联反应制备而成的改性丁腈橡胶膜层为振膜材料，从而使改性丁腈橡胶膜层的阻尼性能得到改善，同时添加了无机空心微珠的改性丁腈橡胶膜层在高温环境下模量变化值降低，从而可以减少振膜的摇摆震动次数，使振膜的谐振频率更稳定，此外通过对无机空心微珠添加量的控制，降低振膜的密度，使振膜具有优良的耐老化性和耐黏膜性，从而提高发生装置的中频性能和使用性能。

需要说明的是，本申请提供的振膜可组成任意构造的发声装置，例如以下典型的发声装置：包括振动***和与振动***相配合的磁路***，振动***包括振膜和结合在振膜一侧的音圈。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

根据本申请第二方面实施例的发声装置，包括振动***以及与振动***相配合的磁路***，振动***包括振膜和结合在振膜一侧的音圈，磁路***驱动音圈振动以带动振膜发声，振膜为上述实施例的振膜。

如图4和图5所示，发声装置包括一个由本申请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，改性丁腈橡胶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***中添加定心支片等。

根据本申请第三方面实施例的发声装置，如图6和图7所示，包括壳体10以及设在壳体10内的磁路***14和振动***，振动***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***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***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本申请的发声装置的振膜进行具体说明。

实施例一

按重量份计，配方如下：丁腈橡胶100份、炭黑30份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、促进剂3份、硫磺1.8份、防老剂445 2份、空心玻璃微珠20份。按上述配方混炼后进行交联反应得到振膜材料。其中，空心玻璃微珠平均直径为25μm～35μm，密度0.38g/cm³，比表面积为1.5m²/g，抗压强度50MPa。

对比例一

与实施例一的区别在于，没有添加空心玻璃微珠。振膜材料的其他制备步骤与实施例一完全相同。

表六示出了对比例一和实施例一的振膜材料的性能测试结果，体现了添加无机空心微珠对振膜材料的拉伸强度、断裂伸长率、溶胀比和密度的影响。

测试条件：

(1)拉伸性能按照ASTM D412-2016标准测定拉伸强度和断裂伸长率，试样形状为哑铃状，拉伸速率500mm/min，每组样品测试5次取平均值；

(2)室温损耗因子通过动态机械测试DMA测定，按照ASTM D5026-15标准测定，拉伸夹具，测试温度范围-50℃～200℃，升温速率3℃/min，每组样品测试3次取平均值；

(3)玻璃化转变温度测试按照ISO6721-4标准，升温速率20℃/min。

每组样品测试3次取平均值；

(4)比表面积采用贝士德公司的比表面仪测试，由BET法进行计算样品比表面积。

表六

/	<![CDATA[比重g/cm<sup>3</sup>]]>	损耗因子	拉伸强度MPa	断裂伸长率％
					实施例一	1.0	0.23	10	350
对比例一	1.3	0.12	12	435

从表六可以看出，实施例一密度小于对比例一，重量更轻，从而可以提升振膜的发声灵敏度。而且，空心玻璃微珠的比表面积为1.5m²/g，振膜的结构强度增强，其损耗因子和拉伸强度均有所提升，橡胶与空心玻璃微珠之间的摩擦增大，提高了体系散耗能量的能力。

也就是说，由本申请实施例制作的振膜失真降低，无机空心微珠作为中空材料，橡胶材料进行拉伸时，相当于降低了材料的断面面积，对材料的强度有较大影响，但是降低程度在20％以内，完全满足振膜材料需求,保证了振膜的使用效果和发声装置的声学性能。

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 (14)

1.一种发声装置的振膜，其特征在于，所述振膜包括至少一层改性丁腈橡胶膜层，所述改性丁腈橡胶膜层由无机空心微珠、添加剂和丙烯腈与丁二烯单体的聚合物混炼形成混炼胶后进行交联反应制备而成；

其中，所述无机空心微珠的直径为10μm～100μm，所述改性丁腈橡胶膜层中的所述无机空心微珠的分布密度为0.15g/cm³～0.9g/cm³，所述无机空心微珠的比表面积≥0.9，所述改性丁腈橡胶膜层在室温下的损耗因子＞0.13。

2.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述改性丁腈橡胶膜层在100℃热空气下老化168h后，所述改性丁腈橡胶膜层的拉伸强度下降≤45％，断裂伸长率下降≤70％。

3.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述改性丁腈橡胶膜层拉断时的拉伸强度为2MPa～45MPa。

4.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述无机空心微珠的抗压强度≥10MPa。

5.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述无机空心微珠的含量占所述混炼胶总量的5wt％～45wt％。

6.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述改性丁腈橡胶膜层的室温储能模量为0.5MPa～40MPa。

7.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述改性丁腈橡胶膜层的撕裂强度为15N/mm～100N/mm。

8.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述添加剂包括交联剂、补强剂和防老剂，所述交联剂为金属氧化物、金属过氧化物、有机氧化物和有机过氧化物体系中的至少一种；所述补强剂为炭黑、白炭黑、氧化石墨烯、蒙脱土、滑石粉、陶土、云母粉、长石粉、海藻酸钠、磁粉、硅藻土中的至少一种；所述防老剂为防老剂N-445、防老剂246、防老剂4010、防老剂SP、防老剂RD、防老剂ODA、防老剂OD和防老剂WH-02中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述交联剂的含量占所述混炼胶的0.5wt％～6wt％，所述补强剂的含量占所述混炼胶的5wt％～60wt％，所述防老剂的含量占所述混炼胶的0.1wt％～5.7wt％。

10.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述改性丁腈橡胶膜层的密度为0.5g/cm³～1.1g/cm³。

11.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述振膜为单层结构，所述振膜由一层所述改性丁腈橡胶膜层构成。

12.根据权利要求1所述的发声装置的振膜，其特征在于，所述振膜为复合层结构，所述振膜还包括由热塑性弹性体、工程塑料和热固性弹性体中的至少一种制成的膜层。

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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