Акустическая мембрана

 

Использование изобретения: изготовление акустических мембран. Сущность изобретения: мембраны представляют собой пленку, выполненную из композиции, состоящей из полиолефина и 0,5 - 2,0% диимида малеиновой кислоты на 100% композиции. Композиция может дополнительно включать 0,2 - 15,7% функциональных ингредиентов. В качестве полиолефина она содержит полипропилен, полиэтилен низкого давления или их смесь в соотношении от 1:9 до 9;1. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам (КМ), в частности, к созданию акустических мембран (АМ).

Для обеспечения оптимальных потребительских характеристик АМ должен обладать определенным комплексом свойств, важнейшие из которых высокий коэффициент механических потерь tg δ (внутренние потери) для обеспечения хорошего качества звучания АМ, высокая жесткость КМ (модуль Юнга-Е) для сохранения формы конструкции в процессе сборки и эксплуатации аппаратов, низкая плотность материала для легкости изделия, способность к склеиванию с различными материалами, что важно при сборке аппаратов и их эксплуатации. Необходимо отметить при этом, что первое и второе требования (tg δ и Е) до некоторой степени являются взаимоисключающими, поэтому КМ должны обладать этими свойствами в оптимальном соотношении.

Известна многослойная АМ, состоящая из центрального вспененного слоя из полиолефинов (ПО) полиэтилена (ПЭ) или, возможно, полипропилена (ПП) и сплавленным с центральным слоем двух наружных слоев (листов), выполненных предпочтительно из материала внутреннего слоя, но с наполнителем углеродным волокном [1] Такая АМ обладает лучшими потребительскими свойствами по сравнению с широко распространенным диффузором бумажным конусом, но при удовлетворительной жесткости (Е4,6^. 10⁸ н/м²) обладает все же недостаточными внутренними потерями (tg δ 0,053). Кроме того, из-за ограниченной совместимости ПЭ с углеродным волокном возможно расслоение материала при хранении и эксплуатации, что неизбежно сказывается на качестве звучания.

Наиболее близкой к изобретению является известная акустическая мембрана, представляющая собой пленку на основе полиолефиновой композиции [2] Пленка изготовлена из ПП, или сополимера пропилена с 2-15% этилена, или композиции ПП. Мембрана отличается тем, что поверхность пленки, полученной из указанных материалов, обрабатывают коронным разрядом и затем формуют. На эту поверхность наносят тонкий слой (1-1,2 мкм) полярного органического вещества, например смесь хлоропрена и алкилфенола. Обработанную таким образом пленку формуют в АМ вакуум- или пневмоформованием в предварительно обработанной для придания шероховатости форме.

Полученный таким способом материал для АМ обладает достаточно ни зкой плотностью (0,90-0,92 г/см³), удовлетворительной жесткост ью (Е 3,7 ^.10⁸ н/м²) и хорошей адгезией. Однако коэффициент механических потерь материала довольно низок, а технология изготовления АМ достаточно сложна.

Техническая задача изобретения состоит в улучшении акустических характеристик АМ повышении коэффициента механических потерь КМ и упрощении технологии получения АМ, а следовательно, и снижения ее стоимости.

Указанный технический результат достигается тем, что акустическая мембрана, представляющая собой пленку на основе полиолефиновой композиции, содержащей полиолефин, выбранный из группы, включающей полипропилен, полиэтилен или их смесь в массовом соотношении от 1:9 до 9:1, и диимид малеиновой кислоты (ДМИ), при следующем соотношении компонентов, мас.

Диимид малеиновой кислоты 0,5-2,0 Полиолефин Остальное Полиолефиновая композиция может дополнительно включать функциональные ингредиенты при следующем соотношении компонентов, мас. Диимид малеиновой кислоты 0,5-2,0 Функциональные ингредиенты 0,2-15,7 Полиолефин Остальное В качестве диимидов малеиновой кислоты использовали, например N,N'-метафенилендималеимид (ФДМИ), выпускаемый в соответствии с ТУ 6-14-1004-87 или 4,4'-дитиодифенилендималеимид (ДТФДМИ), выпускаемый в соответствии с ТУ 6-14-22-128-87. В качестве полиолефинов использовали: ПП по ГОСТ 26996-86 марок 21060, 21030, 21020, полиэтилен низкого давления по ГОСТ 16338-85 марок 273, 20901. В качестве функциональных добавок использовали: термостабилизатор диафен НН ТУ 6-14-1054-74, светостабилизатор сажу по ГОСТ 7885-86Е, смазку стеарат кальция ТУ 6-14-722-84, пигменты по ГОСТ 6220-76 марок 21030-16, 21030-411, 21030-114, 21030-302, минеральные наполнители тальк по ГОСТ 19729-74, карбонат кальция по ГОСТ 17498-72, двуокись титана по ГОСТ 9808-84, полимерные эластомерные добавки этиленпропиленовый каучук (СКЭП) марки П-50 ТУ 38-1003-252-79, сополимер этилена с винилацетатом (СЭВ) марки 115 ТУ 6-05-1636-78.

Композиции получали либо смешением компонентов в расплаве в смесителе тяжелого типа при 190-210^оС в течение не менее 15 мин с последующим экструдированием смеси при 190-210^оС и гранулированием при комнатной температуре, либо "сухим" смешением компонентов при температуре помещения в течение не менее 15 мин на смесителе типа "Ангер", загрузкой смеси в экструдер, экструдированием расплава через плоскощелевую головку при 190-210^оС с получением пленки.

Для оценки свойств композиции изготавливали прессованием стандартные образцы и испытывали их по нижеприведенным методикам. Для изготовления АМ из композиции (гранулы) вальцеванием делали пленку, из которой прессованием или вакуумформованием получали АМ.

Эксплуатационные характеристики АМ динамический модуль Юнга (Е) и коэффициент механических потерь (tg δ ) определяли по методике, описанной в [8] термостабильность композиции оценивали по изменению разрывной прочности ( σ _р) после старения на воздухе при 100^оС в течение 100 ч, а также по данным ДТА и ТГА по изменению температуры начала уменьшения массы и интенсивного разложения на дериватографе при скорости подъема температуры 2,5^оС в минуту. Разрывную прочность ( σ _р) определяли на разрывной машине РМ-500 по ГОСТ 11262-80. Температуру, при которой происходит увеличение деформации продавливания в два раза, определяли методом пенетрации шарика диаметром 6 мм при нагрузке 0,5 Н и скорости подъема температуру 2^о/мин на приборе Журкова. Прочность клеевого соединения материала композиции с подложкой (клей "Момент") оценивали по разрушающему напряжению при сдвиге в соответствии с ГОСТ 11262-80.

П р и м е р 1. В смеситель тяжелого типа, нагретый до 190-200^оС, загрузили последовательно 9,95 кг ПП марки 21060 и 0,55 кг ФДМИ и перемешали при 190-210^оС в течение 15 мин. Полученную смесь загрузили в экструдер и экструдировали при 190-210^оС и скорости вращения шнека 30-90 об/мин, гранулировали при температуре помещения. Полученную в виде гранул композицию вальцевали, из вальцовок прессовали стандартные образцы и испытывали их по приведенным методикам.

Состав и свойства композиций по примеру 1 и всем последующим примерам приведены в табл.1 и 2.

П р и м е р 2. В смеситель типа "Ангер" загрузили последовательно 9,9 кг гранул ПП марки 21080 и 0,1 кг ФДМИ и смешивали при комнатной температуре в течение 15 мин. Смесь загрузили в экструдер и расплав экструдировали через плоскощелевую головку при 190-210^оС и скорости шнека 30-90 об/мин. Получили пленку шириной 420-540 мм и толщиной 0,2-0,8 мм. Из полученной пленки вакуумформованием изготовили АМ. Пленки испытали по вышеприведенным методиками.

П р и м е р 3. Композиции получили, как в примере 2, но изменили количество ФДМИ.

П р и м е р ы 4-6. Композицию получили, как в примере 2, но вместо ФДМИ использовали ДТФДМИ.

П р и м е р ы 7, 8. Композиции получили, как в примере 2, но дополнительно ввели стабилизатор диафен НН (ДНН) и сажу.

П р и м е р ы 9, 10. Композиции получили, как в примере 2, но дополнительно ввели ДНН и тальк.

П р и м е р ы 11-13. Композиции получили, как в примере 1, но дополнительно ввели ДНН, стеарат кальция (StCa), СКЭП-50 и двуокись титана (TiO₂), или мел, или гидрат окиси алюминия (AlOH₃).

П р и м е р 14-17. Композиции получили, как в примере 2, но дополнительно ввели ДНН и полипропилен, содержащий пигменты марок 210-16, или 21030-16, или 21030-411, или 21030-114, или 21030-302.

П р и м е р 18. Композицию получили, как в примере 2, но дополнительно ввели ДНН, сажу и полиэтилен низкого давления (ПЭНД).

П р и м е р 19. Композицию получили, как в примере 1, в качестве добавок ввели ФДМИ и ДНН, в качестве полимерной основы использовали ПЭНД.

П р и м е р 20. Композицию получили, как в примере 19, но дополнительно ввели сополимер этилена с винилацетатом (СЭВ) и сажу.

П р и м е р 21. Композицию получили, как в примере 19, но дополнительно ввели СЭВ стеарат кальция и тальк.

П р и м е р 22. Композицию получили как в примере 19, но дополнительно ввели двуокись титана (ТiO₂).

П р и м е р 23. Композицию готовили смешением, как в примере 1. В смеситель загрузили ПЖНД, СКЭП-50, ДНН, стеарат кальция и мел.

П р и м е р 24. Композицию получили, как в примере 19, но дополнительно ввели полипропилен в виде дробленного волокна.

Состав композиций и свойства АМ приведены в таблице.

Формула изобретения

1. АКУСТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА, представляющая собой пленку на основе полиолефиновой композиции, отличающаяся тем, что она выполнена из полиолефиновой композиции, содержащей полиолефин, выбранный из группы, включающей полипропилен, полиэтилен низкого давления или их смесь в массовом соотношении 1 9 9 1, и диимид малеиновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.

Диимид малеиновой кислоты 0,5 2,0 Полиолефин Остальное 2. Мембрана по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена из полиолефиновой композиции, дополнительно включающей функциональные ингредиенты при следующем соотношении компонентов, мас.

Диимид малеиновой кислоты 0,5 2,0 Функциональные ингредиенты 0,2 15,7 Полиолефин Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3