振膜复合层结构的制作方法

本发明涉及复合膜技术领域，尤其涉及振膜复合层结构。

背景技术：

扬声器是电子设备中一种重要的声学部件，是将声波信号转换成声音信号并传出的一种扩声设备。扬声器通常包括振动系统和磁路系统，振动系统包括结合在一起的振膜和音圈，而振膜是扬声器的重要部件之一，对扬声器的放声性能有着至关重要的作用，它决定了扬声器由电能到声能的转换质量。

市场上现有的振膜通常是使用普通聚氨酯类(tpu)热塑性弹性体、工程塑料和胶膜的复合材料制作的振膜。这种振膜的性能、效果不佳：产生的噪声大，阻尼性能和电磁屏蔽性能较弱，工作时容易产生干扰。随着声学产品市场需求的不断发展，用户对扬声器声学性能及可靠性提出了更高的要求。

公告号为cn206302564u的实用新型专利公开了一种发声装置的振膜复合层和发声装置，包括金属层、气凝胶层和聚酯膜层，所述金属层作为振膜复合层的顶层，所述聚酯膜层作为振膜复合层的底层，所述气凝胶层作为振膜复合层的夹层设置在所述金属层和聚酯膜层之间，所述振膜复合层配置为能贴附在发声装置的振膜上。该技术中气凝胶层的设置虽然在一定程度上减轻了该振膜复合层的重量，但由于该气凝胶层设置在金属层与聚酯膜层之间的，故而无法对该振膜复合层起到很好的保护作用，其外表面层容易受损或氧化，导致振膜复合层的质量下降，寿命减短。

公告号为cn202873041u的实用新型专利公开了一种复合振膜，所述复合振膜设有聚醚醚酮薄膜和贴附于所述聚醚醚酮薄膜表面的热塑性聚氨酯弹性体。本实用新型的复合振膜在聚醚醚酮薄膜上增加了热塑性聚氨酯弹性体，虽然该复合振膜对环境的变化的稳定性好，可以有效地降低产品的谐振频率，扩宽频带，改善扬声器耐功率能力，且工艺简单，生产成本低；但是该复合振膜通过层与层之间复合形成的复合振膜，阻尼性能较差，无法满足扬声器在低频领域的应用。

发明专利cn106003668a公开了一种硅胶振膜制备方法及硅胶振膜，该硅胶振膜通过将已成型的硅胶膜以连续方式引入到模压机的模腔内，使硅胶膜在模腔内保持平整；合模，控制模温；调节模压压力，并保压一段时间；制备出需要的硅胶振膜；虽然该硅胶振膜的工艺操作简单，成型便捷，能够实现大规模的制备；但是该硅胶振膜仅是由硅胶膜上下或左右合模制成，由于该硅胶振膜为单一材质，该硅胶振膜的阻尼性能不足，应用在扬声器时，扬声器低频稍有瑕疵，低频表现有所不足；难以满足人们对电子设备高质量的要求。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供振膜复合层结构及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种振膜复合层结构，包括pen膜层、镀铝膜层、气凝胶层以及设置在所述pen膜层和镀铝膜层之间用于粘结所述pen膜层和所述镀铝膜层的弹性胶粘层，所述气凝胶层涂布在所述镀铝膜层的远离所述弹性胶粘层的一面。

优选地，所述镀铝膜层包括pet膜和蒸镀在所述pet膜表面的金属铝层。

优选地，所述pen膜层主要由聚酯pen、尼龙6和纤维型填料混合制成。

优选地，所述纤维型填料为玻璃纤维、陶瓷纤维、碳纤维中的一种或几种。

优选地，所述弹性胶粘层主要由聚丙烯酸酯弹性体或聚氨酯弹性体制成。

优选地，所述气凝胶层主要由氧化硅-氮化硅复合气凝胶或二氧化硅-酚醛树脂复合气凝胶制备而成。

本发明还提供一种上述振膜复合层结构的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：

s1：pen膜层制备，具体制备步骤包括：

s1.1：称取包括如下质量份数的物料：70～80份聚萘二甲酸乙二醇酯、10～15份尼龙6、10～15份纤维型填料、1～2份硅烷偶联剂和0.5～1份润滑剂；并将称取的物料投加到混炼机中混合搅拌，形成混合料；

s1.2：向混合料中加入乙醇并搅拌，然后投加到挤出机中熔融共混挤出造粒；所述乙醇与混合料的质量份数比为1：(4～6)；

s1.3：将步骤s1.2中挤出的颗粒干燥后投加到注塑机中注塑成型，制得长链支化的pen膜层；

s2：气凝胶层材料制备，具体制备步骤包括：以下物料按质量份计，将20～30份环氧丙烷、80～130份乙酸、50～70份聚乙二醇600和10～30份甲酰胺加入到高速微粉搅拌机中搅拌5～10min，并调节溶液温度至5～8℃，然后加入5～20份氧化硅-氮化硅复合气凝胶、20～30份甲苯二异氰酸酯三聚体、10～15份异佛尔酮二异氰酸酯三聚体，继续搅拌5～10min；然后气流分级，收集通过8000目过滤网的粉体，即为所述气凝胶层材料；所述高速微粉搅拌机的转速为800～1000r/min；

s3：将步骤s2中收集到的气凝胶层材料粉体通过压缩空气、过滤、干燥后，进入800-1000℃高温气化室，经喷嘴形成超音速气流射入到镀铝膜层的镀铝一侧的表面，运用高速等离子光速持续照射该侧表面，形成一侧附着有气凝胶层的镀铝膜层；

s4：将弹性胶粘剂均匀涂布在pen膜层表面，然后与镀铝膜膜层未附着气凝胶层的一侧表面贴合、压紧，贴合辊维度为60～80℃，压力为120～160mpa，贴合完毕后在35～50℃下熟化60～75h，即得振膜复合层结构。

优选地，所述步骤s3中等离子光速电压为1200～1450kv，照射时间为2～5s。

优选地，所述步骤s2中氧化硅-氮化硅复合气凝胶的具体制备步骤包括：

1)以下物料按质量份计，将1份teos、(2.5～4)份无水乙醇和(2.5～4)份水充分混合搅拌均匀，并通过稀盐酸调节ph值到4，反应形成溶胶a；

2)通过氨水调节溶胶a的ph值到7，搅拌状态下加入1～1.5质量份的氮化硅，室温下静置，形成凝胶b；

3)室温下将凝胶b老化24h，然后在室温下将凝胶b浸没于无水乙醇中，继续老化48h；

4)将老化后的凝胶b置于含有10％三甲基硅烷的正己烷溶液中浸泡6h，做疏水化处理；

5)将经步骤s2.4处理后的凝胶b在80～100℃下常压干燥；将干燥后的凝胶b在450～500℃的马沸炉中处理4～6小时，粉碎，得到氧化硅-氮化硅复合气凝胶。

优选地，所述步骤2)中氮化硅的平均粒径为30～50nm。

优选地，所述步骤4)中的三甲基硅烷还可以为三甲基氯硅烷、长链段甲基硅烷或甲基氟硅烷。

优选地，所述步骤s1中的硅烷偶联剂为kh-550、kh-560或kh-570。

本发明的有益效果是：本发明所述的振膜复合层强度高、刚性强，具有更好的减震降噪效果；通过pen膜层的设置，能够增加振膜复合层的可塑性，提高其耐热性能；弹性胶粘剂的设置，粘结pen层和镀铝膜层，大大增加了本振膜复合层的韧性；而镀铝膜层的设置，增加了本振膜复合层的阻尼性能、电磁屏蔽性能，同时使其具有更好的耐热性，强度更高；而气凝胶的设置能够能够对镀铝膜层起到保护作用，使其更加耐磨、耐腐蚀。

附图说明

图1是本发明中振膜复合层结构的整体结构示意图。

其中：1-pen膜层，2-弹性胶粘层，3-镀铝膜层，31-pet膜、32-金属铝层，4-气凝胶层。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

一种振膜复合层结构，包括pen膜层1、镀铝膜层3、气凝胶层4以及设置在所述pen膜层和镀铝膜层3之间用于粘结所述pen膜层1和所述镀铝膜层3的弹性胶粘层2，所述弹性胶粘层2为热塑性弹性体制成，具体主要由聚丙烯酸酯弹性体或聚氨酯弹性体制成，弹性胶粘层2的设置，不但能够很好的粘结pen膜层1和镀铝膜层3，而且还能时材料具有一定的韧性，从而增加产品的耐用性能，所述弹性胶粘层2的厚度为12～65μm，具体厚度可以为12μm、20μm或40μm等，这样既不会影响产品的整体厚度，又能够增加产品的韧性，同时还能起到将pen膜层1和镀铝膜层3粘合到一起的作用；所述镀铝膜层3包括pet膜31和蒸镀在所述pet膜31表面的金属铝层32，金属铝层32的设置，提高了振膜复合层的阻尼性能和电磁屏蔽性能，而pet膜31的设置，则使复合膜的强度增加，并具有更好的耐热性能；pen膜层1为振膜复合层提供基材材料，增加了振膜复合层整体的刚性强度，提高其耐热性能和可塑性能，所述气凝胶层4涂布在所述镀铝膜层3的远离所述弹性胶粘层2的一面，气凝胶层4的设置，能够对镀铝膜层起到保护作用，提高其耐磨、耐腐蚀性能。

在本实施例中，所述pen膜层1主要由聚酯pen、尼龙6和纤维型填料混合制成，其中的纤维型填料为玻璃纤维、陶瓷纤维、碳纤维中的一种或几种，这样能够增加本膜层的强行刚度，使其耐热性能和可塑性更好。

在本实施例中，所述气凝胶层4主要由氧化硅-氮化硅复合气凝胶或二氧化硅-酚醛树脂复合气凝胶制备而成，气凝胶层4的密度小于1.3mg/cm³,在本方案中气凝胶层4的密度优选1.2mg/cm³,从而使振膜复合层具有更好的耐磨、耐腐蚀性能，使其更加耐用。

一种上述振膜复合层结构的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：

s1：pen膜层制备，具体制备步骤包括：

s1.1：将物料pen(即聚萘二甲酸乙二醇酯)在100～130℃条件下干燥2.5～4h；然后称取包括如下质量份数的物料：70～80份pen、10～15份尼龙6、10～15份纤维型填料、1～2份硅烷偶联剂和0.5～1份润滑剂；并将称取的物料投加到混炼机中混合搅拌，形成混合料；

s1.2：向混合料中加入乙醇并搅拌，然后投加到挤出机中熔融共混挤出造粒；所述乙醇与混合料的质量份数比为1：(4～6)；

s1.3：将步骤s1.2中挤出的颗粒干燥后投加到注塑机中注塑成型，制得长链支化的pen膜层；

其中的硅烷偶联剂可以为kh-550、kh-560或kh-570；

其中，步骤s1.2中挤出机为双螺杆挤出机，螺杆转速为40～60rpm，从挤出机料斗到模具区之间的温度为240～260℃；

步骤s1.3中注塑机的喷嘴温度为250～270℃，喷射压力为65～75mpa；

s2：气凝胶层材料制备，具体制备步骤包括：以下物料按质量份计，将20～30份环氧丙烷、80～130份乙酸、50～70份聚乙二醇600和10～30份甲酰胺加入到高速微粉搅拌机中搅拌5～10min，并调节溶液温度至5～8℃，然后加入5～20份氧化硅-氮化硅复合气凝胶、20～30份甲苯二异氰酸酯三聚体、10～15份异佛尔酮二异氰酸酯三聚体，继续搅拌5～10min；然后气流分级，收集通过8000目过滤网的粉体，即为所述气凝胶层材料；所述高速微粉搅拌机的转速为800～1000r/min；

s3：将步骤s2中收集到的气凝胶层材料粉体通过压缩空气、过滤、干燥后，进入800-1000℃高温气化室，经喷嘴形成超音速气流射入到镀铝膜层的镀铝一侧的表面，运用高速等离子光速持续照射该侧表面，形成一侧附着有气凝胶层的镀铝膜层；

s4：将弹性胶粘剂均匀涂布在pen膜层表面，然后与镀铝膜层未附着气凝胶层的一侧表面贴合、压紧，贴合辊维度为60～80℃，压力为120～160mpa，贴合完毕后在35～50℃下熟化60～75h，即得振膜复合层结构。

其中，镀铝膜层的制备方式为：以pet膜作为基材，直接通过真空镀膜机，将金属铝蒸镀到基材表面，从而在pet膜表面形成金属铝层，进而得到镀铝膜层，而且此处的金属铝只蒸镀到pet膜某一侧的表面，而非pet膜的双面均蒸镀金属铝，这样一方面能够通过使金属铝层为本振膜复合层提供一定的阻尼性能和电磁屏蔽性能，另一方面单侧金属铝层的设置还能够节省工艺和耗材；而pet膜的设置可以增强本振膜复合层的强度和耐热性。

在本实施例中，所述步骤s3中等离子光速电压为1200～1450kv，照射时间为2～5s。

在本实施例中，所述步骤s2中氧化硅-氮化硅复合气凝胶的具体制备步骤包括：

1)以下物料按质量份计，将1份teos、(2.5～4)份无水乙醇和(2.5～4)份水充分混合搅拌均匀，并通过稀盐酸调节ph值到4，反应形成溶胶a；

2)通过氨水调节溶胶a的ph值到7，搅拌状态下加入1～1.5质量份的氮化硅，室温下静置，形成凝胶b；其中氮化硅的平均粒径为30～50nm；

3)室温下将凝胶b老化24h，然后在室温下将凝胶b浸没于无水乙醇中，继续老化48h；

4)将老化后的凝胶b置于含有10％三甲基硅烷的正己烷溶液中浸泡6h，做疏水化处理，以便使表面更加耐腐蚀；

其中的正己烷溶液还可以为含有10％三甲基氯硅烷的正己烷溶液、含有10％长链段甲基硅烷的正己烷溶液或者含有10％甲基氟硅烷的正己烷溶液；

5)将经步骤s2.4处理后的凝胶b在80～100℃下常压干燥；将干燥后的凝胶b在450～500℃的马沸炉中处理4～6小时，粉碎，得到氧化硅-氮化硅复合气凝胶。

实施例1

一种振膜复合层结构，包括pen膜层1、镀铝膜层3、气凝胶层4以及设置在所述pen膜层和镀铝膜层3之间用于粘结所述pen膜层1和所述镀铝膜层3的弹性胶粘层2，所述弹性胶粘层2为热塑性弹性体制成，具体主要由聚丙烯酸酯弹性体或聚氨酯弹性体制成，所述弹性胶粘层2的厚度为12μm，弹性胶粘层2的设置，不但能够很好的粘结pen膜层1和镀铝膜层3，而且还能时材料具有一定的韧性，从而增加产品的耐用性能；所述镀铝膜层3包括pet膜31和蒸镀在所述pet膜31表面的金属铝层32，金属铝层32的设置，提高了振膜复合层的阻尼性能和电磁屏蔽性能，而pet膜31的设置，则使复合膜的强度增加，并具有更好的耐热性能；pen膜层1为振膜复合层提供基材材料，增加了振膜复合层整体的刚性强度，提高其耐热性能和可塑性能，所述气凝胶层4涂布在所述镀铝膜层3的远离所述弹性胶粘层2的一面，气凝胶层4的设置，能够对镀铝膜层起到保护作用，提高其耐磨、耐腐蚀性能。

在本实施例中，所述pen膜层1主要由聚酯pen、尼龙6和纤维型填料混合制成。

在本实施例中，所述纤维型填料为玻璃纤维、陶瓷纤维、碳纤维中的一种或几种。

在本实施例中，所述气凝胶层主要由氧化硅-氮化硅复合气凝胶或二氧化硅-酚醛树脂复合气凝胶制备而成，从而使振膜复合层具有更好的耐磨、耐腐蚀性能，使其更加耐用。

一种上述振膜复合层结构的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：

s1：pen膜层制备，具体制备步骤包括：

s1.1：将物料pen(即聚萘二甲酸乙二醇酯)在100℃条件下干燥2.5h；然后称取包括如下质量份数的物料：70份pen、10份尼龙6、10份纤维型填料、1份硅烷偶联剂和0.5份润滑剂；并将称取的物料投加到混炼机中混合搅拌，形成混合料；

s1.2：向混合料中加入乙醇并搅拌，然后投加到挤出机中熔融共混挤出造粒；所述乙醇与混合料的质量份数比为1：4；

s1.3：将步骤s1.2中挤出的颗粒干燥后投加到注塑机中注塑成型，制得长链支化的pen膜层；

其中的硅烷偶联剂可以为kh-550、kh-560或kh-570；

其中，步骤s1.2中挤出机为双螺杆挤出机，螺杆转速为40rpm，从挤出机料斗到模具区之间的温度为240℃；

步骤s1.3中注塑机的喷嘴温度为250℃，喷射压力为65mpa；

s2：气凝胶层材料制备，具体制备步骤包括：以下物料按质量份计，将20份环氧丙烷、80份乙酸、50份聚乙二醇600和10份甲酰胺加入到高速微粉搅拌机中搅拌5min，并调节溶液温度至5℃，然后加入5份氧化硅-氮化硅复合气凝胶、20份甲苯二异氰酸酯三聚体、10份异佛尔酮二异氰酸酯三聚体，继续搅拌5min；然后气流分级，收集通过8000目过滤网的粉体，即为所述气凝胶层材料；所述高速微粉搅拌机的转速为800r/min；

s3：将步骤s2中收集到的气凝胶层材料粉体通过压缩空气、过滤、干燥后，进入800℃高温气化室，经喷嘴形成超音速气流射入到镀铝膜层的镀铝一侧的表面，运用高速等离子光速持续照射该侧表面，形成一侧附着有气凝胶层的镀铝膜层；

s4：将弹性胶粘剂均匀涂布在pen膜层表面，然后与镀铝膜层未附着气凝胶层的一侧表面贴合、压紧，贴合辊维度为80℃，压力为120mpa，贴合完毕后在50℃下熟化60h，即得振膜复合层结构。

其中，镀铝膜层的制备方式为：以pet膜作为基材，直接通过真空镀膜机，将金属铝蒸镀到基材表面，从而在pet膜表面形成金属铝层，进而得到镀铝膜层，而且此处的金属铝只蒸镀到pet膜某一侧的表面，而非pet膜的双面均蒸镀金属铝，这样一方面能够通过使金属铝层为本振膜复合层提供一定的阻尼性能和电磁屏蔽性能，另一方面单侧金属铝层的设置还能够节省工艺和耗材；而pet膜的设置可以增强本振膜复合层的强度和耐热性。

在本实施例中，所述步骤s3中等离子光速电压为1450kv，照射时间为3s。

在本实施例中，所述步骤s2中氧化硅-氮化硅复合气凝胶的具体制备步骤包括：

1)以下物料按质量份计，将1份teos、4份无水乙醇和4份水充分混合搅拌均匀，并通过稀盐酸调节ph值到4(误差允许范围内)，反应形成溶胶a；

2)通过氨水调节溶胶a的ph值到7，搅拌状态下加入1.5质量份的氮化硅，室温下静置，形成凝胶b；其中氮化硅的平均粒径为50nm；

3)室温下将凝胶b老化24h，然后在室温下将凝胶b浸没于无水乙醇中，继续老化48h；

4)将老化后的凝胶b置于含有10％三甲基硅烷的正己烷溶液中浸泡6h，做疏水化处理，以便使表面更加耐腐蚀；

其中的正己烷溶液还可以为含有10％三甲基氯硅烷的正己烷溶液、含有10％长链段甲基硅烷的正己烷溶液或者含有10％甲基氟硅烷的正己烷溶液；

5)将经步骤s2.4处理后的凝胶b在80℃下常压干燥；将干燥后的凝胶b在500℃的马沸炉中处理4小时，粉碎，得到氧化硅-氮化硅复合气凝胶。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例提供的振膜复合层结构的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：

s1：pen膜层制备，具体制备步骤包括：

s1.1：将物料pen(即聚萘二甲酸乙二醇酯)在130℃条件下干燥4h；然后称取包括如下质量份数的物料：80份pen、15份尼龙6、15份纤维型填料、2份硅烷偶联剂和1份润滑剂；并将称取的物料投加到混炼机中混合搅拌，形成混合料；

s1.2：向混合料中加入乙醇并搅拌，然后投加到挤出机中熔融共混挤出造粒；所述乙醇与混合料的质量份数比为1：6；

s1.3：将步骤s1.2中挤出的颗粒干燥后投加到注塑机中注塑成型，制得长链支化的pen膜层；

其中的硅烷偶联剂可以为kh-550、kh-560或kh-570；

其中，步骤s1.2中挤出机为双螺杆挤出机，螺杆转速为60rpm，从挤出机料斗到模具区之间的温度为260℃；

步骤s1.3中注塑机的喷嘴温度为270℃，喷射压力为75mpa；

s2：气凝胶层材料制备，具体制备步骤包括：以下物料按质量份计，将30份环氧丙烷、130份乙酸、70份聚乙二醇600和30份甲酰胺加入到高速微粉搅拌机中搅拌10min，并调节溶液温度至8℃，然后加入20份氧化硅-氮化硅复合气凝胶、30份甲苯二异氰酸酯三聚体、15份异佛尔酮二异氰酸酯三聚体，继续搅拌10min；然后气流分级，收集通过8000目过滤网的粉体，即为所述气凝胶层材料；所述高速微粉搅拌机的转速为1000r/min；

s3：将步骤s2中收集到的气凝胶层材料粉体通过压缩空气、过滤、干燥后，进入1000℃高温气化室，经喷嘴形成超音速气流射入到镀铝膜层的镀铝一侧的表面，运用高速等离子光速持续照射该侧表面，形成一侧附着有气凝胶层的镀铝膜层；

s4：将弹性胶粘剂均匀涂布在pen膜层表面，然后与镀铝膜层未附着气凝胶层的一侧表面贴合、压紧，贴合辊维度为60℃，压力为160mpa，贴合完毕后在35℃下熟化75h，即得振膜复合层结构。

其中，镀铝膜层的制备方式为：以pet膜作为基材，直接通过真空镀膜机，将金属铝蒸镀到基材表面，从而在pet膜表面形成金属铝层，进而得到镀铝膜层，而且此处的金属铝只蒸镀到pet膜某一侧的表面，而非pet膜的双面均蒸镀金属铝，这样一方面能够通过使金属铝层为本振膜复合层提供一定的阻尼性能和电磁屏蔽性能，另一方面单侧金属铝层的设置还能够节省工艺和耗材；而pet膜的设置可以增强本振膜复合层的强度和耐热性。

在本实施例中，所述步骤s3中等离子光速电压为1200kv，照射时间为5s。

在本实施例中，所述步骤s2中氧化硅-氮化硅复合气凝胶的具体制备步骤包括：

1)以下物料按质量份计，将1份teos、2.5份无水乙醇和2.5份水充分混合搅拌均匀，并通过稀盐酸调节ph值到4(误差允许范围内)，反应形成溶胶a；

2)通过氨水调节溶胶a的ph值到7(误差允许范围内)，搅拌状态下加入1质量份的氮化硅，室温下静置，形成凝胶b；其中氮化硅的平均粒径为30nm；

3)室温下将凝胶b老化24h，然后在室温下将凝胶b浸没于无水乙醇中，继续老化48h；

4)将老化后的凝胶b置于含有10％三甲基氯硅烷的正己烷溶液中浸泡6h，做疏水化处理，以便使表面更加耐腐蚀；

其中的正己烷溶液还可以为含有10％三甲基硅烷的正己烷溶液、含有10％长链段甲基硅烷的正己烷溶液或者含有10％甲基氟硅烷的正己烷溶液；

5)将经步骤s2.4处理后的凝胶b在100℃下常压干燥；将干燥后的凝胶b在450℃的马沸炉中处理6小时，粉碎，得到氧化硅-氮化硅复合气凝胶。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。