用于轴或轴承的绝缘涂层、轴承、新能源汽车用电机及绝缘涂层的制备方法技术

本申请公开了一种用于轴或轴承的绝缘涂层、轴承、新能源汽车用电机及绝缘涂层的制备方法，属于轴或轴承绝缘防护技术领域。该绝缘涂层包括依次设置在轴或轴承表面的至少两个涂层，至少一个涂层中添加功能材料，所述功能材料选自云母鳞片、纳米颗粒和空心微球中的至少一种。该绝缘涂层能够有效消除轴电流电腐蚀作用，延长轴或轴承的安全使用寿命。延长轴或轴承的安全使用寿命。延长轴或轴承的安全使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
用于轴或轴承的绝缘涂层、轴承、新能源汽车用电机及绝缘涂层的制备方法


[0001]本申请涉及一种用于轴或轴承的绝缘涂层、轴承、新能源汽车用电机及绝缘涂层的制备方法，属于轴或轴承绝缘防护


技术介绍

[0002]新能源驱动电机采用PWM变频控制，电机端产生共模电压。一方面，由于驱动寄生电容原因，轴承两端产生容性感应电压；另外一方面，较高dv/dt的共模电压产生共模电流，也会在转轴两端产生感应电压。轴是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，轴承两端的感应电压也会不可避免的传递给轴，当轴承两端电压值大于油膜击穿电压，则产生击穿放电，导致轴和轴承产生电腐蚀。
[0003]随着电驱系统平台电压和SiC功率器件频率的升高，工模电压也会随之升高，则轴和轴承电腐蚀问题将更加严重，因此迫切需要研发一种能够对轴和轴承进行有效防护的绝缘涂层。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，提供了一种用于轴或轴承的绝缘涂层，该绝缘涂层包括依次设置在轴或轴承表面的至少两个涂层，至少一个涂层中添加功能材料，该绝缘涂层能够有效消除轴电流电腐蚀作用，延长轴或轴承的安全使用寿命。
[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种用于轴或轴承的绝缘涂层，所述绝缘涂层包括依次设置在轴或轴承表面的至少两个涂层，至少一个涂层中添加功能材料，所述功能材料选自云母鳞片、纳米颗粒和空心微球中的至少一种。
[0006]至少两个涂层能够对轴或轴承的表面进行保护，上述功能材料的加入能够有效消除轴电流电腐蚀作用，提高轴或轴承的防腐作用。
[0007]可选地，所述绝缘涂层包括依次设置在轴或轴承表面的高附着力层、耐高温层、耐电晕层、高局部放电起始电压层和润滑耐磨层。
[0008]本申请将不同性能特性的耐高温聚合物粉末涂料在轴或轴承需要绝缘防护的部位依次进行保护，形成具有多层不同功能特性的复合轴电流防护绝缘涂层，相比于将所有材料混合在一起形成单层的绝缘涂层而言，多层不同的绝缘涂层逐层层叠，能更好地发挥各层的工作性能。
[0009]优选的，所述耐电晕层中含有云母鳞片和/或纳米颗粒；
[0010]所述云母鳞片占耐电晕层中基体树脂的含量为5wt％
‑
30wt％，所述纳米颗粒占耐电晕层中基体树脂的含量为5wt％
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20wt％。
[0011]优选的，所述耐电晕层中同时含有云母鳞片和纳米颗粒。
[0012]在耐电晕层中添加云母鳞片和纳米颗粒可以延长电子的运行路径，同时在耐电晕层的基材材料被电晕腐蚀分解之后，还可在耐高温层表面形成无机保护层，从而延缓电晕
腐蚀的扩展。
[0013]可选地，所述云母鳞片的粒径为18μm
‑
600μm，厚度为100nm
‑
1000nm，所述纳米颗粒的粒径为10nm
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800nm；
[0014]优选的，所述纳米颗粒选自二氧化硅、三氧化二铝、氮化硼、氮化铝和二氧化钛中的至少一种。
[0015]纳米颗粒在上述粒径范围下，能够对电子进行有效阻挡，从而提高绝缘涂层的耐电晕性能，若粒径过小，则纳米颗粒在耐电晕层中分散的均匀性降低，导致绝缘涂层的耐电晕性能不稳定；若粒径过大，则对电子的阻挡作用下降，导致绝缘涂层的耐电晕性能下降。云母鳞片的粒径为微米级和毫米级，一是基于云母鳞片的片层结构，能够提高对电子的阻挡作用，二是该粒径的云母鳞片与纳米颗粒相互配合，能够使得纳米颗粒均匀分散在云母鳞片之间，能够使得二者协同对电子进行阻挡，从而进一步提高绝缘涂层的耐电晕性能；三是云母鳞片与纳米颗粒的粒径配合能够提高二者在耐电晕层中的分散性，并提高该电晕层与耐高温层和高局部放电起始电压层之间的结合力。
[0016]优选的，纳米颗粒由第一部分、第二部分和第三部分组成，其中第一部分的粒径为10
‑
50nm，占比为10
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50％，第二部分的粒径为100
‑
200nm，占比为10
‑
60％，第三部分的400
‑
800nm，占比为5
‑
40％。上述占比为第一部分、第二部分或第三部分占总体纳米颗粒的重量百分比，该设置能够实现不同粒径纳米粒子的最紧密堆积，从而提高纳米粒子在基体树脂中的添加量，最大程度提升耐电晕性能。
[0017]更优选的，云母鳞片由第一云母鳞片和第二云母鳞片组成，其中第一云母鳞片的片径为18μm
‑
100μm，厚度为100
‑
200nm，占比为20
‑
70％，第二云母鳞片的片径为101μm
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600μm，厚度为201
‑
1000nm，占比为30
‑
80％。该占比是指第一云母鳞片或第二云母鳞片占整体云母鳞片的重量百分比，由于云母鳞片是片状的，粒径越大，则代表云母鳞片的片层越大，对电子的阻挡越大，小粒径的云母鳞片则倾向于颗粒状，与片层大的云母鳞片互相配合，从而对电子的阻挡作用最佳。
[0018]上述云母鳞片和纳米颗粒分别由不同粒径或片径的部分组成，能够通过小片径鳞片或纳米颗粒填充大片径鳞片或纳米颗粒堆积的空隙，从而实现最紧密堆积，增加其在基体树脂中的填充量，进而提升耐电晕性能。
[0019]可选地，所述高局部放电起始电压层中含有空心微球，所述空心微球高局部放电起始电压层中基体树脂的含量为3wt％
‑
50wt％。
[0020]在高局部放电起始电压层中加入空心微球可以降低材料的介电常数，均匀材料微观层面的电场分布，从而提高局部放电产生的起始电压。若空心微球的含量过少，则对介电常数的降低作用不明显，若空心微球的含量过多，则会造成空心微球在基体树脂中分散均匀性变差，涂层机械性能和成膜性能下降。
[0021]可选地，所述空心微球选自二氧化硅、三氧化二铝、氮化硼、氮化铝和二氧化钛中的至少一种。
[0022]空心微球的材质一是能够明显降低高局部放电起始电压层的介电常数，从而提高局部放电产生的起始电压，从根源上减少轴承或轴承的电腐蚀；二是能够提高空心微球在高局部放电起始电压层基体树脂中的相容性和分散性；三是其与纳米颗粒的材质相同，能够增加与耐电晕层的相容性，便于高局部放电起始电压层附着于耐电晕层上，增加二者之
间的结合力，避免绝缘涂层脱层。
[0023]可选地，所述空心微球的粒径为20nm
‑
5μm，壳厚为5
‑
800nm，上述空心微球的粒径能够保证其在基体树脂中的分散均匀性，若粒径过小，则对介电常数的降低作用不明显，若粒径过大，则会造成分散不均匀，涂层表面粗糙度上升，涂层厚度不均等问题，影响后续润滑耐磨层的形成，同时还会造成高局部放电起始电压层与耐电晕层之间存在孔隙，易出现涂层脱层。
[0024]优选的，所述空心微球由第一空心微球和第二空心微球组成，其中第一空心微球的粒径为20...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于轴或轴承的绝缘涂层，其特征在于，所述绝缘涂层包括依次设置在轴或轴承表面的至少两个涂层，至少一个涂层中添加功能材料，所述功能材料选自云母鳞片、纳米颗粒和空心微球中的至少一种。2.根据权利要求1所述的用于轴或轴承的绝缘涂层，其特征在于，所述绝缘涂层包括依次设置在轴或轴承表面的高附着力层、耐高温层、耐电晕层、高局部放电起始电压层和润滑耐磨层；优选的，所述耐电晕层中含有云母鳞片和/或纳米颗粒；所述云母鳞片占耐电晕层中基体树脂的含量为5wt％
‑
30wt％，所述纳米颗粒占耐电晕层中基体树脂的含量为5wt％
‑
20wt％。3.根据权利要求2所述的用于轴或轴承的绝缘涂层，其特征在于，所述云母鳞片的片径为18μm
‑
600μm，厚度为100nm
‑
1000nm，所述纳米颗粒的粒径为10nm
‑
800nm；优选的，所述纳米颗粒选自二氧化硅、三氧化二铝、氮化硼、氮化铝和二氧化钛中的至少一种。4.根据权利要求2所述的用于轴或轴承的绝缘涂层，其特征在于，所述高局部放电起始电压层中含有空心纳米微球，所述空心微球占高局部放电起始电压层中基体树脂的含量为3wt％
‑
50wt％。5.根据权利要求4所述的用于轴或轴承的绝缘涂层，其特征在于，所述空心微球选自二氧化硅、三氧化二铝、氮化硼、氮化铝和二氧化钛中的至少一种；和/或所述空心微球的粒径为20nm
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2μm，壳厚为5nm
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800nm。6.根据权利要求2所述的用于轴或轴承的绝缘涂层，其特征在于，所述高附着力层的厚度为2
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20μm；所述耐高温层的厚度为2
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20μm；所述耐电晕层的厚度为5
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50μm；所述高局部放电起始电压层的厚度为5

【专利技术属性】
技术研发人员：郑广会，张铃，郑金宇，
申请(专利权)人：天蔚蓝电驱动科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：