一种振膜及其制备方法与流程

本发明涉及声学振膜的技术领域，更具体地说，涉及一种振膜及其制备方法。

背景技术：

随着科学技术的快速发展，人们对电子产品的质量要求越来越高，如对于耳机、音响等产品的音质要求越来越高，如小型化、薄型化、高音质要求等，而这些效果取决于声学器件的核心部件，声学器件的核心部件就是其振膜。

在现有的相关技术中，为了获得高音质的振膜，通常通过改变振膜的材质来实现。常见的振膜材料有纸盆、塑料、金属等，通常纸盆振膜音质特性为平顺自然，明快清晰，但其易受环境影响，性能不稳定。金属振膜刚性很强，但是刚性强的另一面便是内损低，能量不会被振膜材质本身所吸收，因此在发生盆分裂时，会有很明显的共振峰出现在频率响应的高端，很容易出现“金属声”。另外，金属材质会增加振膜的重量，不利于振膜的薄轻化发展。塑料材质的振膜刚性不太好，质量也较差，而采用带有石墨烯的振膜，可提高振膜的刚性，但是现有的石墨烯振膜通常采用喷涂的方式形成于基材表面，由于石墨烯的刚性特性，使得膜片在受外力时，容易断裂，从而容易从基材的表面脱落、高低频性能不够好。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述在膜片受到外力时，石墨烯容易断裂，容易从基材的表面脱落以及高低频性能不够好的缺陷，提供一种振膜及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种振膜，该振膜包括：

基础层，所述基础层是以聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚氨基甲酸酯中的任意一种材料制成的薄膜；

强化层，所述强化层是以石墨烯、石墨粉和胶水混合形成的混合物并经干燥固化形成的强化层，其中，

所述强化层中石墨粉、石墨烯和胶水的重量比为(1～2):(5～10):(9994～9988)；

所述强化层粘附在所述基础层表面。

所述振膜中，优选所述振膜强化层的厚度为2μm。

一种振膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：提供一种薄膜、胶水、石墨粉、以及石墨烯；

S2：将所述石墨粉与所述石墨烯均匀混合形成第一混合物，并将所述第一混合物掺入所述胶水中进行混合并搅拌均匀形成第二混合物；

S3：将所述第二混合物均匀涂覆在所述薄膜表面并进行烘干处理，使所述第二混合物固化在所述薄膜表面，得到最终振膜。

所述的振膜的制备方法中，优选在所述步骤S3之前，先对所述薄膜的表面进行预处理，所述预处理是指对所述薄膜的表面进行清洁处理。

所述的振膜的制备方法中，优选所述第二混合物中石墨粉、石墨烯和胶水的重量比为(1～2):(5～10):(9994～9988)。

所述的振膜的制备方法中，优选所述第二混合物涂覆在所述薄膜上的厚度为2μm。

所述的振膜的制备方法中，优选所述薄膜为由聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚氨基甲酸酯中的任意一种材料制成的薄膜。

所述的振膜的制备方法中，优选所述胶水为聚氨酯、氟乙烯、聚丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯中的任意一种。

所述的振膜的制备方法中，优选所述步骤S2中为采用狭缝式涂布的方式 将所述第二混合物均匀涂覆在所述薄膜表面。

所述的振膜的制备方法中，优选所述步骤S2中为采用网纹涂布的方式将所述第二混合物均匀涂覆在所述薄膜表面。

实施本发明的振膜，具有以下有益效果：本发明的振膜是包括了基础层和强化层两层结构，强化层涂覆在基础层表面，所述基础层是以聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚氨基甲酸酯中的任意一种材料制成的薄膜，强化层是以石墨烯、石墨粉和胶水混合形成的混合物并经干燥固化形成的强化层，其中，强化层中石墨粉、石墨烯和胶水的重量比为(1～2):(5～10):(9994～9988)。采用的石墨粉、石墨烯与胶水充分混合后再涂覆在基础层表面，可使石墨烯均匀固化在胶体中，可以借助胶体的附着力粘附在基础层表面，石墨烯的粘附性，使石墨烯不易断裂，不容易从基础层表面脱落，从而实现了在提高振膜高频特性且可兼顾其低频性能的同时，还可有效提高石墨烯的粘附性、可靠性，提高振膜的稳定性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的振膜截面结构示意图；

图2是本发明实施例的振膜与普通振膜的频率响应曲线图；

图3是本发明实施例的振膜与普通振膜组装的喇叭的阻抗曲线图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明提供一种振膜，该振膜包括基础层101，在基础层101表面附着有强化层102。基础层101是以聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚氨基甲酸酯中的任意一种材料制成的薄膜。优选地，基础层101选用聚对苯二甲酸乙二醇酯材料制成的薄膜，即优选PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜作为振膜的基材。

强化层102是由石墨烯、石墨粉和胶水均匀混合后形成的混合物经干燥固化形成的强化层。

在所述强化层102中，胶水用于分散石墨烯；在本发明中，只要是用于分散石墨烯的胶水都适用本发明，并不对胶水进行限制，胶水可以是聚氨酯、氟乙烯、聚丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯中的任意一种。优选聚氨酯。

在本发明中，石墨粉、石墨烯和胶水可按不同的比例进行混合，优选石墨粉、石墨烯和胶水的重量比为(1～2):(5～10):(9994～9988)。

可以理解地，在本发明中，在强化层102加入石墨粉，由于石墨粉散热性能比较好，而膜片在震动时可产生很高的热量，因此加入石墨粉有助于膜片散热，当将膜片应用于扬声器等声学器件时，可提高喇叭的承受能力。石墨烯具有单个原子刚性的特性，因此，石墨烯刚性强，且整体性能好，在强化层102中加入石墨烯可改变振膜的特性，使振膜达到镀金属的高频性能，同时又可达到较佳的低频性能，从而提高振膜的整体效果。优选地，强化层102的厚度为1.5～3.5μm，更优选2μm。

另外，本发明提供的振膜刚性好，粘附性高，高低频性能更好，可适用于扬声器、受话器等声学设备中。

本发明提供一种振膜的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1：提供一种薄膜、胶水、石墨粉、以及石墨烯。

在所述步骤S1中，提供的薄膜为由聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚氨基甲酸酯中的任意一种材料制成的薄膜。优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

所述胶水为聚氨酯、氟乙烯、聚丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯中的任意一种，优选聚氨酯。

S2：将石墨粉与石墨烯均匀混合形成第一混合物，并将第一混合物掺入胶水中进行混合并搅拌均匀形成第二混合物。可以理解地，石墨粉、石墨烯和胶水可按不同的配比进行混合，在本发明中，只要使石墨粉与石墨烯均可完全分散在胶水中的配比都适用于本发明，本发明对此不作限制，优选石墨 粉、石墨烯和胶水的重量比为(1～2):(5～10):(9994～9988)。

S3：将第二混合物均匀涂覆在薄膜表面并进行烘干处理，使第二混合物固化在所述薄膜表面，得到最终振膜。优选地，在步骤S3之前，先对薄膜的表面进行预处理，即在将第二混合物均匀涂覆在薄膜表面之前，需对薄膜的表面进行清洁处理，如清除薄膜表面的灰尘等杂质，增强薄膜表面的粘附性。进一步地，所述第二混合物涂覆在薄膜表面上的厚度为1.5～3.5μm，优选为2μm。

所述将第二混合物涂覆在薄膜表面可采用狭缝式涂布的方式或者网纹涂布的方式进行涂覆，具体的涂布参数可根据实际涂覆情况确定，本发明对此不作限制。

在本发明的实施例中，采用狭缝式涂布或者网纹涂布的方式将石墨粉、石墨烯和胶水均匀混合形成的第二混合物均匀涂覆在薄膜表面可使石墨烯、石墨粉借助胶水的附着力更加牢固地粘附在薄膜表面，与现有的喷涂方式相比，本发明的涂覆方式可使得石墨烯的粘附性更高，均匀性更好，且石墨烯均匀固化在胶水中，可使得膜片在受到外力时，石墨烯不易断裂，不易从薄膜表面脱落。由于石墨粉、石墨烯均匀固化在胶水中并粘附在薄膜表面，从而使得所形成的振膜具有更好的均匀性、一致性，不易产生割裂振动，同时采用该制备方法制成的振膜强度高，刚性强，高低频性能更好，有效提高了振膜的声学效果。

以下通过多个实施例来举例说明石墨粉、石墨烯以及胶水进行混合的制备：

实施例1

A、石墨粉、石墨烯和胶水混合，取石墨粉1g，石墨烯5g，胶水9994g，分别将1g石墨粉与5g石墨烯均匀混合，并将石墨粉与石墨烯混合后的粉末掺入9994g胶水中并进行搅拌，使石墨粉与石墨烯均匀分布在胶水中。

B、待石墨粉与石墨烯均匀分布在胶水后，将石墨粉、石墨烯、胶水形成的混合物涂覆在薄膜表面，并将涂覆有石墨粉、石墨烯和胶水混合物的薄膜进行干燥处理，使胶体固化粘附在薄膜表面。

实施例2

A、石墨粉、石墨烯和胶水混合，取石墨粉1.5g，石墨烯7.5g，胶水9991g，分别将1.5g石墨粉与7.5g石墨烯均匀混合，并将石墨粉与石墨烯混合后的粉末掺入9991g胶水中并进行搅拌，使石墨粉与石墨烯均匀分布在胶水中。

B、待石墨粉与石墨烯均匀分布在胶水后，将石墨粉、石墨烯、胶水形成的混合物涂覆在薄膜表面，并将涂覆有石墨粉、石墨烯和胶水混合物的薄膜进行干燥处理，使胶体固化粘附在薄膜表面。

实施例3

A、石墨粉、石墨烯和胶水混合，取石墨粉2g，石墨烯10g，胶水9988g，分别将2g石墨粉与10g石墨烯均匀混合，并将石墨粉与石墨烯混合后的粉末掺入9988g胶水中并进行搅拌，使石墨粉与石墨烯均匀分布在胶水中。

B、待石墨粉与石墨烯均匀分布在胶水后，将石墨粉、石墨烯、胶水形成的混合物涂覆在薄膜表面，并将涂覆有石墨粉、石墨烯和胶水混合物的薄膜进行干燥处理，使胶体固化粘附在薄膜表面。

采用现有的振膜组装的普通喇叭与本发明的振膜组装的喇叭对比，进行以下性能测试：

振膜高低频性能测试

评价实施例1～3中制成的振膜在振动过程中的频率响应，用于反映振膜的高低频性能。评价方法：将制备的振膜成型为喇叭膜片，并组装成成品(称为石墨粉-石墨烯喇叭，下文同此)，将其与普通的喇叭进行声学性能测试，具体的测试方法为采用标准的声学性能测试仪，将石墨粉-石墨烯喇叭与普通喇叭同时进行测试，测试时间为10分钟，并进行相应的数据记录，其频率响应曲线如图2所示。

根据记录的数据及频率响应曲线图(图2)可知，石墨烯喇叭的高频频率响应曲线比普通喇叭的高2～4dB(高频段为3000～40000Hz)，其低频频率响应曲线比普通喇叭的高3～6dB(低频段为20～50Hz)。

如图3所示，为本发明的振膜与普通振膜组装的喇叭的阻抗曲线图，由图中可以直接看出：石墨粉-石墨烯喇叭的低频谐振频率f₀比普通喇叭的低 150Hz左右。

综合上述实验结果，直接说明了本发明的振膜高低频性能更好，刚性强，且由于石墨粉、石墨烯是直接均匀掺入胶水中，使其粘附性更高，不易脱落。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。