电绝缘涂层、涂层系统及方法
专利名称：电绝缘涂层、涂层系统及方法
技术领域：
本发明涉及电绝缘涂层以及相关的系统和方法。
背景技术：
交流电动机将电力转换为机械能。更具体地，交流电动机通常包括静止的定子和 可旋转的转子，定子具有被供应交流电的线圈绕组，转子耦接到输出轴。在操作中，转子旋 转，以连续地对准供应到定子绕组的交流电所产生的旋转磁场。随着转子旋转，输出轴同样 旋转，由此将电力转换为机械能。为了高效的工作，这种交流电动机的金属部件，例如定子绕组和叠层钢板，通常具 有涂层。例如，这种交流电动机的铜定子绕组可被涂覆以最小化导电率。同样，叠层钢板可 被涂覆以最小化层间涡流。
发明内容
一种电绝缘涂层，用于最小化金属衬底的导电率，所述电绝缘涂层包括聚合物成 分，其由单体前驱体形成；和粉末成分，其实质分散在所述聚合物成分中。所述电绝缘涂层 中存在的所述粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂层，从约5份到约80份重量。 当在约一 50°C到约500°C暴露于约100 V到约330 V时，所述电绝缘涂层基本不衰退。所 述电绝缘涂层的介电强度至少为每密耳约2000交流伏特。一种电绝缘涂层系统包括金属衬底，其具有多个表面；和电绝缘涂层，其布置在 所述金属衬底的至少一个表面上。所述电绝缘涂层包括聚合物成分和实质分散在所述聚合 物成分中的粉末成分。一种方法，用于在金属衬底上形成电绝缘涂层，以由此最小化所述金属衬底的导 电率，所述方法包括使单体前驱体聚合以形成液体聚合物成分；使粉末成分实质分散在 所述液体聚合物成分中；在实质分散之后，将包括了所述粉末成分的所述液体聚合物成分 施加到所述金属衬底；在施加之后，使包括了所述粉末成分的所述液体聚合物成分干燥，以 使所述液体聚合物成分充分地转变为固化凝胶，由此在所述金属衬底上形成所述电绝缘涂 层。本发明的电绝缘涂层为金属衬底提供了从约一 50°C到约500°C时的最小化的导 电率以及优化的电绝缘。这样，电绝缘涂层可用于高温工作环境。此外，电绝缘涂层具有极 佳的润滑性和可冲压性，以用于需要对金属衬底进行冲切的应用，并且电绝缘涂层具有极 佳的粘合性和弯曲强度，以用于需要对金属衬底进行弯曲的应用。对于包括了由铜线形成 的定子绕组的应用，电绝缘涂层具有极佳的耐用性、抗腐蚀性和抗热性，并且因此在定子绕 组形成过程期间呈现最小化的裂缝和/或剥离。而且，对于包括了叠层钢板的应用而言，电 绝缘涂层最小化了层间涡流并且具有极佳的耐用性、可焊接性和抗腐蚀、抗热及抗挤压性。 此外，电绝缘涂层允许独立的叠层钢板的充分堆叠。而且，电绝缘涂层系统可用在氧化环境 中并且最小化了金属衬底的磁性质的衰退。本发明的方法还允许比现有方法在相对更宽的温度范围内形成涂层。而且，该方法允许对涂层厚度的良好控制。这样，该方法是多用途的 并且是成本节约的。从后面的用于实施本发明最佳模式的详细描述并联系附图，将易于明白本发明的 上述特征和优点以及其他特征和优点。本发明还提供了以下方案
1. 一种电绝缘涂层，用于最小化金属衬底的导电率，所述电绝缘涂层包括 聚合物成分，其由单体前驱体形成；和 粉末成分，其实质分散在所述聚合物成分中；
其中，所述电绝缘涂层中存在的所述粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂 层，具有从约5份到约80份的重量；
其中，当在约一 50°C到约500°C的温度暴露于约100 V到约330 V时，所述电绝缘涂层 基本不衰退；
其中，所述电绝缘涂层具有的介电强度至少为约每密耳2000交流伏特。2.如方案1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述电绝缘涂层中存在的所述粉末 成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂层，具有从约5份到约40份的重量。3.如方案1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述粉末成分包括氧化物。4.如方案1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述粉末成分包括氮化物。5.如方案1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述粉末成分包括第一组分和第二 组分，所述第一组分具有从约1 nm到约100 nm的平均颗粒尺寸，所述第二组分具有从约 0. 1 μ m到约50 μ m的平均颗粒尺寸。6.如方案1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述单体前驱体是金属醇盐。7.如方案6所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述金属醇盐是原硅酸四乙酯。8.如方案1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述单体前驱体是金属盐。9. 一种电绝缘涂层系统，包括 金属衬底，其具有多个表面；和
电绝缘涂层，其布置在所述金属衬底的至少一个表面上并且由以下组成 聚合物成分，其由单体前驱体形成；和 粉末成分，其实质分散在所述聚合物成分中；
其中，所述电绝缘涂层中存在的所述粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂 层，具有从约5份到约80份的重量；
其中，当在约一 50°C到约500°C的温度暴露于约100 V到约330 V时，所述电绝缘涂层 基本不衰退；
其中，所述电绝缘涂层具有的介电强度至少为约每密耳2000交流伏特。10.如方案9所述的电绝缘涂层系统，其特征在于，所述电绝缘涂层的厚度从约 0. 1 μ m 至Ij约 500 μ m。11.如方案9所述的电绝缘涂层系统，其特征在于，当所述金属衬底被弯折时，所 述电绝缘涂层基本不从所述金属衬底分离。12.如方案9所述的电绝缘涂层系统，其特征在于，所述电绝缘涂层被布置在所述 金属衬底的两个表面上。
13.如方案9所述的电绝缘涂层系统，其特征在于，所述金属衬底是构造成用在电 动机中的叠层钢板。14.如方案9所述的电绝缘涂层系统，其特征在于，所述金属衬底是构造成用作电 动机的定子绕组的铜线。15. 一种方法，用于在金属衬底上形成电绝缘涂层，以由此最小化所述金属衬底的 导电率，所述方法包括
使单体前驱体聚合以形成液体聚合物成分； 使粉末成分实质分散在所述液体聚合物成分中；
在实质分散之后，将包括了所述粉末成分的所述液体聚合物成分施加到所述金属衬
底；
在施加之后，使包括了所述粉末成分的所述液体聚合物成分干燥，以使所述液体聚合 物成分充分地转变为固化凝胶，由此在所述金属衬底上形成所述电绝缘涂层。16.如方案15所述的方法，其特征在于，实质分散进一步被限定为使所述粉末成 分混合在所述液体聚合物成分中，所述粉末成分的量为对于每100份重量的液体聚合物 成分，具有从约5份到约80份的重量。17.如方案15所述的方法，其特征在于，施加选自包括浸渍涂覆、旋转涂覆、喷涂、 喷射打印、滚动涂覆、平版印刷及其组合的组。18.如方案15所述的方法，其特征在于，进一步包括在充分干燥之后对所述金属 衬底进行冲压。
图1是电绝缘涂层系统的剖面示意图，其包括布置在金属衬底的多个表面上的电 绝缘涂层；并且
图2是电动机的定子组件的透视示意图，其包括层叠的芯部和定子绕组，各自至少部 分地涂覆有图1的电绝缘涂层。
具体实施例方式参见图1，本发明包括电绝缘涂层10和涂层系统12，以及在金属衬底14上形成电 绝缘涂层10的方法。电绝缘涂层10最小化了金属衬底14的导电率。因此，电绝缘涂层10 可用于汽车应用，例如但不限于用于电动机的定子线圈和/或层叠钢板。然而，电绝缘涂层 10也可用于非汽车应用，例如但不限于家用电器和工业机械的电动机和发电机。总体而言，电绝缘涂层10基本阻止电流(例如交流电)流动的材料。因此，电绝缘 涂层10在被施加到金属衬底14时可用作非导电材料。参见图1，电绝缘涂层10包括由单体前驱体形成的聚合物成分。单体前驱体可选 自任何合适的可聚合单体。例如，单体前驱体可以是金属醇盐，例如但不限于原硅酸四乙 酯。替代性地，单体前驱体可以是金属盐，例如无机金属盐，其包括来自元素周期表的III 族至VI族之一的元素。在一个示例中，单体前驱体可以是氯化铜。可通过任何合适的聚合反应来形成聚合物成分。例如，对于将原硅酸四乙酯作为 单体前驱体的应用而言，原硅酸四乙酯可在酸性条件下进行水解，以形成水、乙醇以及硅氧烷键网，即聚合物成分。电绝缘涂层10还包括基本分散在聚合物成分中的粉末成分。也就是说，该粉末成 分基本分布遍及聚合物成分。电绝缘涂层10中所存在的粉末成分为电绝缘涂层10提供优 化的弯曲强度、在高温下的稳定性以及电绝缘性。如本文所使用的，术语电绝缘涂层10的 “弯曲强度”通常指对应于电绝缘涂层10的给定分解量的曲率半径。在测试期间，电绝缘涂 层10的分解从外部表现为电绝缘涂层10中裂缝数量的逐渐增加，和/或表现为剥落。电绝缘涂层10中所存在的粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂层10， 从约5份到约80份重量。更具体地，电绝缘涂层10中所存在的粉末成分的量为对于每 100份重量的电绝缘涂层10，从约5份到约40份重量。在一个示例中，电绝缘涂层10中 所存在的粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂层10，从约10份到约30份重量。 当粉末成分的量小于约5份重量时，电绝缘涂层10会在高温下降解，即从200°C到400°C的 温度。并且，当粉末成分的量大于约80份重量时，电绝缘涂层10可能不具有优化的弯曲强 度。粉末成分可包括氧化物。例如，粉末成分可选自包括Si02、Cr203、Mg0、Al203及其组 合的组。替代性地或另外地，粉末成分可包括氮化物。例如，粉末成分可选自包括BN、Si3N4、 TiN、Cu3N及其组合的组。此外，粉末成分可具有从约1 nm到约50 Pm的平均颗粒尺寸。替代性地，粉末成 分可包括不同尺寸的颗粒。例如，粉末成分可包括第一组分和第二组分，该第一组分具有从 约1 nm到约100 nm的平均颗粒尺寸，该第二组分具有从约0. 1 μ m到约50 μ m的平均颗 粒尺寸。不受理论的限制，具有较小平均颗粒尺寸的粉末成分可比具有较大平均颗粒尺寸 的粉末成分更易于聚团。这样，任选地，可利用抗聚团剂对第一组分和/或第二组分进行预 处理，该抗聚团剂例如但不限于溶剂、表面活性剂等。抗聚团剂也可增强电绝缘涂层10的 聚合物成分中的粉末成分的实质分散度。而且，相比只包括第一组分或只包括第二组分的 粉末成分，包括第一组分和第二组分的粉末成分可具有相对较大的弯曲强度。电绝缘涂层10还可包括添加剂。作为非限制性示例，添加剂可选自包括聚氨酯 (例如热塑性聚氨酯)、环氧烷烃(例如环氧丙烷)、润湿剂(例如表面活性剂)、着色剂(例如染 料)及其组合的组。特别地，电绝缘涂层10可包括聚氨酯和/或环氧烷烃以提高弯曲强度。 此外，电绝缘涂层10可包括润湿剂以确保聚合物成分中的粉末成分的实质分散度。而且， 电绝缘涂层10可包括着色剂以区分电绝缘涂层10的源。再次参见图1，在附图标记12处示出了电绝缘涂层系统。特别地，电绝缘涂层系统 12包括电绝缘涂层10和金属衬底14。电绝缘涂层10被布置在金属衬底14上并且包括聚 合物成分以及基本分散在聚合物成分中的粉末成分，正如上面所阐述的。参见图1，金属衬底14可由适合于期望应用的任何金属形成。而且，金属衬底14 可构造成任何形状。例如，金属衬底14可具有叠层钢板的冷轧带形式，其堆叠在一起作为 用于电动机内的芯部，例如形成电动机的转子。如本文所使用的，术语“叠层钢板”是指通常 包括硅的钢，其被处理成产生期望的磁性质，例如每循环低能量耗散和/或高磁导率，并且 适合于携载磁通量。例如，叠层钢板可被冲切为具有小于或等于约2 mm厚度的圆形层。参 见图2，然后，圆形层可被彼此相邻地堆叠以形成电动机(未示出)的定子组件18的叠层芯 部16。这样，电绝缘涂层10可具有极佳的润滑性并且可适合于要求对金属衬底14 (图1)
6进行冲切和/或冲压的应用。例如，电绝缘涂层10可最小化来自钝的冲切和/或冲压机的 毛刺。不受理论的限制，应当相信，电绝缘涂层10的聚合物成分中的粉末成分的实质分散 度提供了上述的润滑性。由于叠层钢板通常包括硅，所以叠层钢板在氧化工作环境中可易于衰退。然而，电 绝缘涂层10为金属衬底14提供极佳的保护层。也就是说，由于粉末成分基本分散在聚合物 成分中，电绝缘涂层10降低了金属衬底14的表面氧化，而不影响叠层钢板的期望磁性质。此外，对于包括叠层钢板的应用而言，电绝缘涂层10最小化了层间涡流。也就是 说，电绝缘涂层10最小化了单独的叠层钢板之间的涡流形成。另外，电绝缘涂层10提供极 佳的抗腐蚀、抗热和抗挤压性以及可焊性。也就是说，在对单独的叠层钢板进行堆叠以形成 叠层芯部16期间，电绝缘涂层10可承受大的挤压力。而且，包括了电绝缘涂层10的单独 的叠层钢板在叠层芯部16的形成期间是可焊的。因此，电绝缘涂层10增加了磁芯稳定性 并且有助于磁芯的良好堆叠因此，其由此降低了工作期间的电动机噪声并且最小化磁芯损
^^ ο在另一个示例中，再次参见图1和图2，金属衬底14(图1)可以是构造成用作电动 机(未示出)定子绕组20 (图2)的铜线。铜线可被弯曲和/或缠绕成任何构造以形成定子 绕组20。有利地，当金属衬底14被弯折时，电绝缘涂层10可不明显地从金属衬底14分离。 也就是说，电绝缘涂层10具有与金属衬底14的极佳的粘合性以及优化的弯曲强度。不受 理论限制，应当相信，电绝缘涂层10的粉末成分提供了这样的良好粘合性和弯曲强度。再次参见图1，电绝缘涂层10可以布置在多个表面上，这些表面可以是金属衬底 14的两个相对表面22、24。然而，电绝缘涂层10也可布置在金属衬底14的仅一个表面22 上，或者布置在多于两个表面22、对上，这取决于金属衬底14的构造。也就是说，尽管未示 出，金属衬底14可全部涂覆有电绝缘涂层10，并且经由例如金属衬底14的浸渍涂覆而形 成，这将在下面进行更详细的阐述。对于包括定子绕组20的应用，电绝缘涂层10优化了金属衬底14的电压耐受性。 如本文所使用的，术语“电压耐受性”是指一种电绝缘性质，其表示电压和电绝缘涂层10的 预期寿命之间的关系。也就是说，电压耐受性可被理解为在暴露于电压而发生介质击穿之 前所持续的时间，这根据IEEE 1043测试方法进行确定。换句话说，电压耐受性是可以施加 到电绝缘涂层10且永远不会产生损坏的最大电压。特别地，当在约一 50°C到约500°C暴露于约100 V到约330 V时，电绝缘涂层10基 本不衰退。也就是说，电绝缘涂层10具有极佳的电压耐受性并且适合于用在高温工作环境 中，例如与汽车应用的电动机一起使用。另外，电绝缘涂层10的介电强度至少为每密耳(1 密耳等于0. 001英寸)约2000交流伏特(VAC)。也就是说，电绝缘涂层10是极佳的电绝缘 体。另外，电绝缘涂层10基本没有Cr6+离子，并且在电绝缘涂层10的处理过程中基本不涉 及金属Cr离子。这样，电绝缘涂层10适合于用在氧化环境中，下面将进行更详细的描述。对于电绝缘涂层系统12而言，电绝缘涂层10可具有从约0. 1 μ m到约500 μ m 的厚度t。例如，对于包括构造成用作定子绕组20 (图2)的铜线的应用而言，电绝缘涂层 10可具有从约20 μ m到约500 μ m的厚度t，从而提供前述的介电强度和电压耐受性，而 不会影响叠层钢板的期望磁性质。因此，涂层系统12可最小化金属衬底14的磁性质的衰 退。
而且，参见图2，对于包括用作定子组件18叠层芯部16的叠层钢板的应用而言，电 绝缘涂层10可具有从约0. 3 μπι到约5 11111的厚度〖(图1)。也就是说，对于需要涂层铜 线的应用而言，电绝缘涂层10可明显更厚，从而提供前述的与金属衬底14的电绝缘。一种方法用于在金属衬底14上形成电绝缘涂层10以由此优化金属衬底14的电 压耐受性，该方法包括使单体前驱体聚合以形成液体聚合物成分，即上述的聚合物成分。如 本文所使用的，聚合指的是通过单体前驱体彼此的化学反应分子而形成聚合物网，从而液 体聚合物成分可以是胶体颗粒的分散物。使单体前驱体聚合可包括任何合适的反应机制， 例如但不限于水解和缩合。此外，反应机制可以是基体催化的或酸催化的。该方法进一步包括使粉末成分在液体聚合物成分中分散。也就是说，粉末成分可 混合在液体聚合物成分中，粉末成分的量为对于每100份重量的液体聚合物成分，从约5 份到约80份重量。更特别地，液体聚合物成分中所存在的粉末成分的量为对于每100份 重量的液体聚合物成分，从约5份到约40份重量。在一个示例中，液体聚合物成分中所存 在的粉末成分的量为对于每100份重量的液体聚合物成分，从约10份到约30份重量。粉末成分可通过任何合适的设备来实质分散。例如，粉末成分可被添加到液体聚 合物成分并且利用浆式搅拌混合机、搅拌器和/或掺和器进行混合，从而使粉末成分实质 分散。优选地，粉末成分被实质分散从而均勻地分布在液体聚合物成分中。在实质分散之后，包括了粉末成分的液体聚合物成分被施加到金属衬底14(图1)。 例如，包括了粉末成分的液体聚合物成分可通过浸渍涂覆、旋转涂覆、喷涂、喷射打印、滚动 涂覆、平版印刷及其组合而被施加到金属衬底14。对于包括铜线定子绕组20 (图2)的应 用而言，可通过对金属衬底14 (即铜线定子绕组20)(图1)进行浸渍涂覆来施加包括了粉 末成分的液体聚合物成分。替代性地，对于包括了叠层钢板的应用而言，可通过喷涂或浸渍 涂覆来施加包括了粉末成分的液体聚合物成分。在施加之后，液体聚合物成分被干燥，例如被加热，以使液体聚合物成分充分地转 变为固化的凝胶，由此在金属衬底14上形成电绝缘涂层10。也就是说，包括了粉末成分的 液体聚合物成分可在环境温度下被加热，从而干燥并去除剩余的液体。随着干燥过程的进 行，包括了粉末成分的液体聚合物成分通过稠化以及伴随的刚度增加而从液体转变(即演 化)为固化的凝胶。也就是说，固化凝胶可以是通过液体聚合物成分的聚合物装配而形成 的互连的聚合网。可通过改变施加到金属衬底14的包括了粉末成分的液体聚合物成分的 量和/或粘度来控制电绝缘涂层10的厚度t (图1)。例如，对于要求相对较厚的电绝缘涂 层10的应用而言，在干燥之前向金属衬底14施加相对较多的包括了粉末成分的液体聚合 物成分。对于一些应用，该方法还可包括在充分干燥之后对金属衬底14 (图1)进行冲压。 例如，对于包括叠层钢板的应用而言，包括了粉末成分的液体聚合物成分可通过滚动涂覆 或喷涂被施加到金属衬底14。在充分干燥之后，当包括了粉末成分的液体聚合物成分已经 充分转变为固化凝胶从而在叠层钢板上形成电绝缘涂层10时，叠层钢板可被冲压成期望 的形状。如上所述，由于电绝缘涂层10具有极佳的润滑性，该方法可用于要求冲压或冲切 金属衬底14的应用。也就是说，电绝缘涂层10在冲压期间不会变形和/或从金属衬底14 分离(例如，剥离)。对于其他应用，该方法可包括在干燥(例如加热)之前将金属衬底14 (图1)构造成期望形状，包括了粉末成分的液体聚合物成分由此形成了电绝缘涂层10。特别地，对于 包括了铜线定子绕组20 (图2)的应用而言，铜线可被浸渍在包括了粉末成分的液体聚合物 成分中，被弯曲和/或缠绕以形成定子绕组20，并且然后被干燥以充分地转变成固化凝胶， 并由此形成电绝缘涂层10。也就是说，在制造定子组件18之后，被浸渍涂覆的定子绕组20 可需要干燥，例如加热，以形成电绝缘涂层10。对于该方法，包括了粉末成分的液体聚合物成分可被称为“溶胶”，而固化凝胶可 被称为“凝胶”。因此，该方法可总体上被描述为用于形成电绝缘涂层10的“溶胶一凝胶” 方法，即一种化学溶解沉积方法。该方法允许在环境温度下形成电绝缘涂层，这简化了涂层 的形成并且最小化该方法的能量消耗。而且，该方法允许对电绝缘涂层厚度t的良好控制， 这可通过包括了粉末成分的液体聚合物成分的粘度来调节。这样，该方法是多用途的并且 成本节约。虽然已经详细描述了用于实施本发明的最佳模式，但本领域技术人员应当意识到 在所附权利要求的范围内仍存在用于实施本发明的各种替代设计和实施例。
权利要求
1.一种电绝缘涂层，用于最小化金属衬底的导电率，所述电绝缘涂层包括 聚合物成分，其由单体前驱体形成；和粉末成分，其实质分散在所述聚合物成分中；其中，所述电绝缘涂层中存在的所述粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂 层，具有从约5份到约80份的重量；其中，当在约一 50°C到约500°C的温度暴露于约100 V到约330 V时，所述电绝缘涂层 基本不衰退；其中，所述电绝缘涂层具有的介电强度至少为约每密耳2000交流伏特。
2.如权利要求1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述电绝缘涂层中存在的所述粉末 成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂层，具有从约5份到约40份的重量。
3.如权利要求1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述粉末成分包括氧化物。
4.如权利要求1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述粉末成分包括氮化物。
5.如权利要求1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述粉末成分包括第一组分和第二 组分，所述第一组分具有从约1 nm到约100 nm的平均颗粒尺寸，所述第二组分具有从约 0. 1 μ m到约50 μ m的平均颗粒尺寸。
6.如权利要求1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述单体前驱体是金属醇盐。
7.如权利要求6所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述金属醇盐是原硅酸四乙酯。
8.如权利要求1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述单体前驱体是金属盐。
9.一种电绝缘涂层系统，包括 金属衬底，其具有多个表面；和电绝缘涂层，其布置在所述金属衬底的至少一个表面上并且由以下组成 聚合物成分，其由单体前驱体形成；和 粉末成分，其实质分散在所述聚合物成分中；其中，所述电绝缘涂层中存在的所述粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂 层，具有从约5份到约80份的重量；其中，当在约一 50°C到约500°C的温度暴露于约100 V到约330 V时，所述电绝缘涂层 基本不衰退；其中，所述电绝缘涂层具有的介电强度至少为约每密耳2000交流伏特。
10.一种方法，用于在金属衬底上形成电绝缘涂层，以由此最小化所述金属衬底的导电 率，所述方法包括使单体前驱体聚合以形成液体聚合物成分； 使粉末成分实质分散在所述液体聚合物成分中；在实质分散之后，将包括了所述粉末成分的所述液体聚合物成分施加到所述金属衬底；在施加之后，使包括了所述粉末成分的所述液体聚合物成分干燥，以使所述液体聚合 物成分充分地转变为固化凝胶，由此在所述金属衬底上形成所述电绝缘涂层。
全文摘要
本发明涉及电绝缘涂层、涂层系统及方法。具体地，一种电绝缘涂层，用于最小化金属衬底的导电率，所述电绝缘涂层包括聚合物成分，其由单体前驱体形成；和粉末成分，其实质分散在所述聚合物成分中。所述电绝缘涂层中存在的所述粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂层，从约5份到约80份重量。当在约－50℃到约500℃暴露于约100V到约330V时，所述电绝缘涂层基本不衰退。所述电绝缘涂层的介电强度至少为每密耳约2000交流伏特。
文档编号H02K3/30GK102122855SQ20101059398
公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月17日 优先权日2009年12月18日
发明者Y·王 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司
技术领域：
本发明涉及电绝缘涂层以及相关的系统和方法。
背景技术：
交流电动机将电力转换为机械能。更具体地，交流电动机通常包括静止的定子和 可旋转的转子，定子具有被供应交流电的线圈绕组，转子耦接到输出轴。在操作中，转子旋 转，以连续地对准供应到定子绕组的交流电所产生的旋转磁场。随着转子旋转，输出轴同样 旋转，由此将电力转换为机械能。为了高效的工作，这种交流电动机的金属部件，例如定子绕组和叠层钢板，通常具 有涂层。例如，这种交流电动机的铜定子绕组可被涂覆以最小化导电率。同样，叠层钢板可 被涂覆以最小化层间涡流。
发明内容
一种电绝缘涂层，用于最小化金属衬底的导电率，所述电绝缘涂层包括聚合物成 分，其由单体前驱体形成；和粉末成分，其实质分散在所述聚合物成分中。所述电绝缘涂层 中存在的所述粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂层，从约5份到约80份重量。 当在约一 50°C到约500°C暴露于约100 V到约330 V时，所述电绝缘涂层基本不衰退。所 述电绝缘涂层的介电强度至少为每密耳约2000交流伏特。一种电绝缘涂层系统包括金属衬底，其具有多个表面；和电绝缘涂层，其布置在 所述金属衬底的至少一个表面上。所述电绝缘涂层包括聚合物成分和实质分散在所述聚合 物成分中的粉末成分。一种方法，用于在金属衬底上形成电绝缘涂层，以由此最小化所述金属衬底的导 电率，所述方法包括使单体前驱体聚合以形成液体聚合物成分；使粉末成分实质分散在 所述液体聚合物成分中；在实质分散之后，将包括了所述粉末成分的所述液体聚合物成分 施加到所述金属衬底；在施加之后，使包括了所述粉末成分的所述液体聚合物成分干燥，以 使所述液体聚合物成分充分地转变为固化凝胶，由此在所述金属衬底上形成所述电绝缘涂 层。本发明的电绝缘涂层为金属衬底提供了从约一 50°C到约500°C时的最小化的导 电率以及优化的电绝缘。这样，电绝缘涂层可用于高温工作环境。此外，电绝缘涂层具有极 佳的润滑性和可冲压性，以用于需要对金属衬底进行冲切的应用，并且电绝缘涂层具有极 佳的粘合性和弯曲强度，以用于需要对金属衬底进行弯曲的应用。对于包括了由铜线形成 的定子绕组的应用，电绝缘涂层具有极佳的耐用性、抗腐蚀性和抗热性，并且因此在定子绕 组形成过程期间呈现最小化的裂缝和/或剥离。而且，对于包括了叠层钢板的应用而言，电 绝缘涂层最小化了层间涡流并且具有极佳的耐用性、可焊接性和抗腐蚀、抗热及抗挤压性。 此外，电绝缘涂层允许独立的叠层钢板的充分堆叠。而且，电绝缘涂层系统可用在氧化环境 中并且最小化了金属衬底的磁性质的衰退。本发明的方法还允许比现有方法在相对更宽的温度范围内形成涂层。而且，该方法允许对涂层厚度的良好控制。这样，该方法是多用途的 并且是成本节约的。从后面的用于实施本发明最佳模式的详细描述并联系附图，将易于明白本发明的 上述特征和优点以及其他特征和优点。本发明还提供了以下方案
1. 一种电绝缘涂层，用于最小化金属衬底的导电率，所述电绝缘涂层包括 聚合物成分，其由单体前驱体形成；和 粉末成分，其实质分散在所述聚合物成分中；
其中，所述电绝缘涂层中存在的所述粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂 层，具有从约5份到约80份的重量；
其中，当在约一 50°C到约500°C的温度暴露于约100 V到约330 V时，所述电绝缘涂层 基本不衰退；
其中，所述电绝缘涂层具有的介电强度至少为约每密耳2000交流伏特。2.如方案1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述电绝缘涂层中存在的所述粉末 成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂层，具有从约5份到约40份的重量。3.如方案1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述粉末成分包括氧化物。4.如方案1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述粉末成分包括氮化物。5.如方案1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述粉末成分包括第一组分和第二 组分，所述第一组分具有从约1 nm到约100 nm的平均颗粒尺寸，所述第二组分具有从约 0. 1 μ m到约50 μ m的平均颗粒尺寸。6.如方案1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述单体前驱体是金属醇盐。7.如方案6所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述金属醇盐是原硅酸四乙酯。8.如方案1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述单体前驱体是金属盐。9. 一种电绝缘涂层系统，包括 金属衬底，其具有多个表面；和
电绝缘涂层，其布置在所述金属衬底的至少一个表面上并且由以下组成 聚合物成分，其由单体前驱体形成；和 粉末成分，其实质分散在所述聚合物成分中；
其中，所述电绝缘涂层中存在的所述粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂 层，具有从约5份到约80份的重量；
其中，当在约一 50°C到约500°C的温度暴露于约100 V到约330 V时，所述电绝缘涂层 基本不衰退；
其中，所述电绝缘涂层具有的介电强度至少为约每密耳2000交流伏特。10.如方案9所述的电绝缘涂层系统，其特征在于，所述电绝缘涂层的厚度从约 0. 1 μ m 至Ij约 500 μ m。11.如方案9所述的电绝缘涂层系统，其特征在于，当所述金属衬底被弯折时，所 述电绝缘涂层基本不从所述金属衬底分离。12.如方案9所述的电绝缘涂层系统，其特征在于，所述电绝缘涂层被布置在所述 金属衬底的两个表面上。
13.如方案9所述的电绝缘涂层系统，其特征在于，所述金属衬底是构造成用在电 动机中的叠层钢板。14.如方案9所述的电绝缘涂层系统，其特征在于，所述金属衬底是构造成用作电 动机的定子绕组的铜线。15. 一种方法，用于在金属衬底上形成电绝缘涂层，以由此最小化所述金属衬底的 导电率，所述方法包括
使单体前驱体聚合以形成液体聚合物成分； 使粉末成分实质分散在所述液体聚合物成分中；
在实质分散之后，将包括了所述粉末成分的所述液体聚合物成分施加到所述金属衬
底；
在施加之后，使包括了所述粉末成分的所述液体聚合物成分干燥，以使所述液体聚合 物成分充分地转变为固化凝胶，由此在所述金属衬底上形成所述电绝缘涂层。16.如方案15所述的方法，其特征在于，实质分散进一步被限定为使所述粉末成 分混合在所述液体聚合物成分中，所述粉末成分的量为对于每100份重量的液体聚合物 成分，具有从约5份到约80份的重量。17.如方案15所述的方法，其特征在于，施加选自包括浸渍涂覆、旋转涂覆、喷涂、 喷射打印、滚动涂覆、平版印刷及其组合的组。18.如方案15所述的方法，其特征在于，进一步包括在充分干燥之后对所述金属 衬底进行冲压。
图1是电绝缘涂层系统的剖面示意图，其包括布置在金属衬底的多个表面上的电 绝缘涂层；并且
图2是电动机的定子组件的透视示意图，其包括层叠的芯部和定子绕组，各自至少部 分地涂覆有图1的电绝缘涂层。
具体实施例方式参见图1，本发明包括电绝缘涂层10和涂层系统12，以及在金属衬底14上形成电 绝缘涂层10的方法。电绝缘涂层10最小化了金属衬底14的导电率。因此，电绝缘涂层10 可用于汽车应用，例如但不限于用于电动机的定子线圈和/或层叠钢板。然而，电绝缘涂层 10也可用于非汽车应用，例如但不限于家用电器和工业机械的电动机和发电机。总体而言，电绝缘涂层10基本阻止电流(例如交流电)流动的材料。因此，电绝缘 涂层10在被施加到金属衬底14时可用作非导电材料。参见图1，电绝缘涂层10包括由单体前驱体形成的聚合物成分。单体前驱体可选 自任何合适的可聚合单体。例如，单体前驱体可以是金属醇盐，例如但不限于原硅酸四乙 酯。替代性地，单体前驱体可以是金属盐，例如无机金属盐，其包括来自元素周期表的III 族至VI族之一的元素。在一个示例中，单体前驱体可以是氯化铜。可通过任何合适的聚合反应来形成聚合物成分。例如，对于将原硅酸四乙酯作为 单体前驱体的应用而言，原硅酸四乙酯可在酸性条件下进行水解，以形成水、乙醇以及硅氧烷键网，即聚合物成分。电绝缘涂层10还包括基本分散在聚合物成分中的粉末成分。也就是说，该粉末成 分基本分布遍及聚合物成分。电绝缘涂层10中所存在的粉末成分为电绝缘涂层10提供优 化的弯曲强度、在高温下的稳定性以及电绝缘性。如本文所使用的，术语电绝缘涂层10的 “弯曲强度”通常指对应于电绝缘涂层10的给定分解量的曲率半径。在测试期间，电绝缘涂 层10的分解从外部表现为电绝缘涂层10中裂缝数量的逐渐增加，和/或表现为剥落。电绝缘涂层10中所存在的粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂层10， 从约5份到约80份重量。更具体地，电绝缘涂层10中所存在的粉末成分的量为对于每 100份重量的电绝缘涂层10，从约5份到约40份重量。在一个示例中，电绝缘涂层10中 所存在的粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂层10，从约10份到约30份重量。 当粉末成分的量小于约5份重量时，电绝缘涂层10会在高温下降解，即从200°C到400°C的 温度。并且，当粉末成分的量大于约80份重量时，电绝缘涂层10可能不具有优化的弯曲强 度。粉末成分可包括氧化物。例如，粉末成分可选自包括Si02、Cr203、Mg0、Al203及其组 合的组。替代性地或另外地，粉末成分可包括氮化物。例如，粉末成分可选自包括BN、Si3N4、 TiN、Cu3N及其组合的组。此外，粉末成分可具有从约1 nm到约50 Pm的平均颗粒尺寸。替代性地，粉末成 分可包括不同尺寸的颗粒。例如，粉末成分可包括第一组分和第二组分，该第一组分具有从 约1 nm到约100 nm的平均颗粒尺寸，该第二组分具有从约0. 1 μ m到约50 μ m的平均颗 粒尺寸。不受理论的限制，具有较小平均颗粒尺寸的粉末成分可比具有较大平均颗粒尺寸 的粉末成分更易于聚团。这样，任选地，可利用抗聚团剂对第一组分和/或第二组分进行预 处理，该抗聚团剂例如但不限于溶剂、表面活性剂等。抗聚团剂也可增强电绝缘涂层10的 聚合物成分中的粉末成分的实质分散度。而且，相比只包括第一组分或只包括第二组分的 粉末成分，包括第一组分和第二组分的粉末成分可具有相对较大的弯曲强度。电绝缘涂层10还可包括添加剂。作为非限制性示例，添加剂可选自包括聚氨酯 (例如热塑性聚氨酯)、环氧烷烃(例如环氧丙烷)、润湿剂(例如表面活性剂)、着色剂(例如染 料)及其组合的组。特别地，电绝缘涂层10可包括聚氨酯和/或环氧烷烃以提高弯曲强度。 此外，电绝缘涂层10可包括润湿剂以确保聚合物成分中的粉末成分的实质分散度。而且， 电绝缘涂层10可包括着色剂以区分电绝缘涂层10的源。再次参见图1，在附图标记12处示出了电绝缘涂层系统。特别地，电绝缘涂层系统 12包括电绝缘涂层10和金属衬底14。电绝缘涂层10被布置在金属衬底14上并且包括聚 合物成分以及基本分散在聚合物成分中的粉末成分，正如上面所阐述的。参见图1，金属衬底14可由适合于期望应用的任何金属形成。而且，金属衬底14 可构造成任何形状。例如，金属衬底14可具有叠层钢板的冷轧带形式，其堆叠在一起作为 用于电动机内的芯部，例如形成电动机的转子。如本文所使用的，术语“叠层钢板”是指通常 包括硅的钢，其被处理成产生期望的磁性质，例如每循环低能量耗散和/或高磁导率，并且 适合于携载磁通量。例如，叠层钢板可被冲切为具有小于或等于约2 mm厚度的圆形层。参 见图2，然后，圆形层可被彼此相邻地堆叠以形成电动机(未示出)的定子组件18的叠层芯 部16。这样，电绝缘涂层10可具有极佳的润滑性并且可适合于要求对金属衬底14 (图1)
6进行冲切和/或冲压的应用。例如，电绝缘涂层10可最小化来自钝的冲切和/或冲压机的 毛刺。不受理论的限制，应当相信，电绝缘涂层10的聚合物成分中的粉末成分的实质分散 度提供了上述的润滑性。由于叠层钢板通常包括硅，所以叠层钢板在氧化工作环境中可易于衰退。然而，电 绝缘涂层10为金属衬底14提供极佳的保护层。也就是说，由于粉末成分基本分散在聚合物 成分中，电绝缘涂层10降低了金属衬底14的表面氧化，而不影响叠层钢板的期望磁性质。此外，对于包括叠层钢板的应用而言，电绝缘涂层10最小化了层间涡流。也就是 说，电绝缘涂层10最小化了单独的叠层钢板之间的涡流形成。另外，电绝缘涂层10提供极 佳的抗腐蚀、抗热和抗挤压性以及可焊性。也就是说，在对单独的叠层钢板进行堆叠以形成 叠层芯部16期间，电绝缘涂层10可承受大的挤压力。而且，包括了电绝缘涂层10的单独 的叠层钢板在叠层芯部16的形成期间是可焊的。因此，电绝缘涂层10增加了磁芯稳定性 并且有助于磁芯的良好堆叠因此，其由此降低了工作期间的电动机噪声并且最小化磁芯损
^^ ο在另一个示例中，再次参见图1和图2，金属衬底14(图1)可以是构造成用作电动 机(未示出)定子绕组20 (图2)的铜线。铜线可被弯曲和/或缠绕成任何构造以形成定子 绕组20。有利地，当金属衬底14被弯折时，电绝缘涂层10可不明显地从金属衬底14分离。 也就是说，电绝缘涂层10具有与金属衬底14的极佳的粘合性以及优化的弯曲强度。不受 理论限制，应当相信，电绝缘涂层10的粉末成分提供了这样的良好粘合性和弯曲强度。再次参见图1，电绝缘涂层10可以布置在多个表面上，这些表面可以是金属衬底 14的两个相对表面22、24。然而，电绝缘涂层10也可布置在金属衬底14的仅一个表面22 上，或者布置在多于两个表面22、对上，这取决于金属衬底14的构造。也就是说，尽管未示 出，金属衬底14可全部涂覆有电绝缘涂层10，并且经由例如金属衬底14的浸渍涂覆而形 成，这将在下面进行更详细的阐述。对于包括定子绕组20的应用，电绝缘涂层10优化了金属衬底14的电压耐受性。 如本文所使用的，术语“电压耐受性”是指一种电绝缘性质，其表示电压和电绝缘涂层10的 预期寿命之间的关系。也就是说，电压耐受性可被理解为在暴露于电压而发生介质击穿之 前所持续的时间，这根据IEEE 1043测试方法进行确定。换句话说，电压耐受性是可以施加 到电绝缘涂层10且永远不会产生损坏的最大电压。特别地，当在约一 50°C到约500°C暴露于约100 V到约330 V时，电绝缘涂层10基 本不衰退。也就是说，电绝缘涂层10具有极佳的电压耐受性并且适合于用在高温工作环境 中，例如与汽车应用的电动机一起使用。另外，电绝缘涂层10的介电强度至少为每密耳(1 密耳等于0. 001英寸)约2000交流伏特(VAC)。也就是说，电绝缘涂层10是极佳的电绝缘 体。另外，电绝缘涂层10基本没有Cr6+离子，并且在电绝缘涂层10的处理过程中基本不涉 及金属Cr离子。这样，电绝缘涂层10适合于用在氧化环境中，下面将进行更详细的描述。对于电绝缘涂层系统12而言，电绝缘涂层10可具有从约0. 1 μ m到约500 μ m 的厚度t。例如，对于包括构造成用作定子绕组20 (图2)的铜线的应用而言，电绝缘涂层 10可具有从约20 μ m到约500 μ m的厚度t，从而提供前述的介电强度和电压耐受性，而 不会影响叠层钢板的期望磁性质。因此，涂层系统12可最小化金属衬底14的磁性质的衰 退。
而且，参见图2，对于包括用作定子组件18叠层芯部16的叠层钢板的应用而言，电 绝缘涂层10可具有从约0. 3 μπι到约5 11111的厚度〖(图1)。也就是说，对于需要涂层铜 线的应用而言，电绝缘涂层10可明显更厚，从而提供前述的与金属衬底14的电绝缘。一种方法用于在金属衬底14上形成电绝缘涂层10以由此优化金属衬底14的电 压耐受性，该方法包括使单体前驱体聚合以形成液体聚合物成分，即上述的聚合物成分。如 本文所使用的，聚合指的是通过单体前驱体彼此的化学反应分子而形成聚合物网，从而液 体聚合物成分可以是胶体颗粒的分散物。使单体前驱体聚合可包括任何合适的反应机制， 例如但不限于水解和缩合。此外，反应机制可以是基体催化的或酸催化的。该方法进一步包括使粉末成分在液体聚合物成分中分散。也就是说，粉末成分可 混合在液体聚合物成分中，粉末成分的量为对于每100份重量的液体聚合物成分，从约5 份到约80份重量。更特别地，液体聚合物成分中所存在的粉末成分的量为对于每100份 重量的液体聚合物成分，从约5份到约40份重量。在一个示例中，液体聚合物成分中所存 在的粉末成分的量为对于每100份重量的液体聚合物成分，从约10份到约30份重量。粉末成分可通过任何合适的设备来实质分散。例如，粉末成分可被添加到液体聚 合物成分并且利用浆式搅拌混合机、搅拌器和/或掺和器进行混合，从而使粉末成分实质 分散。优选地，粉末成分被实质分散从而均勻地分布在液体聚合物成分中。在实质分散之后，包括了粉末成分的液体聚合物成分被施加到金属衬底14(图1)。 例如，包括了粉末成分的液体聚合物成分可通过浸渍涂覆、旋转涂覆、喷涂、喷射打印、滚动 涂覆、平版印刷及其组合而被施加到金属衬底14。对于包括铜线定子绕组20 (图2)的应 用而言，可通过对金属衬底14 (即铜线定子绕组20)(图1)进行浸渍涂覆来施加包括了粉 末成分的液体聚合物成分。替代性地，对于包括了叠层钢板的应用而言，可通过喷涂或浸渍 涂覆来施加包括了粉末成分的液体聚合物成分。在施加之后，液体聚合物成分被干燥，例如被加热，以使液体聚合物成分充分地转 变为固化的凝胶，由此在金属衬底14上形成电绝缘涂层10。也就是说，包括了粉末成分的 液体聚合物成分可在环境温度下被加热，从而干燥并去除剩余的液体。随着干燥过程的进 行，包括了粉末成分的液体聚合物成分通过稠化以及伴随的刚度增加而从液体转变(即演 化)为固化的凝胶。也就是说，固化凝胶可以是通过液体聚合物成分的聚合物装配而形成 的互连的聚合网。可通过改变施加到金属衬底14的包括了粉末成分的液体聚合物成分的 量和/或粘度来控制电绝缘涂层10的厚度t (图1)。例如，对于要求相对较厚的电绝缘涂 层10的应用而言，在干燥之前向金属衬底14施加相对较多的包括了粉末成分的液体聚合 物成分。对于一些应用，该方法还可包括在充分干燥之后对金属衬底14 (图1)进行冲压。 例如，对于包括叠层钢板的应用而言，包括了粉末成分的液体聚合物成分可通过滚动涂覆 或喷涂被施加到金属衬底14。在充分干燥之后，当包括了粉末成分的液体聚合物成分已经 充分转变为固化凝胶从而在叠层钢板上形成电绝缘涂层10时，叠层钢板可被冲压成期望 的形状。如上所述，由于电绝缘涂层10具有极佳的润滑性，该方法可用于要求冲压或冲切 金属衬底14的应用。也就是说，电绝缘涂层10在冲压期间不会变形和/或从金属衬底14 分离(例如，剥离)。对于其他应用，该方法可包括在干燥(例如加热)之前将金属衬底14 (图1)构造成期望形状，包括了粉末成分的液体聚合物成分由此形成了电绝缘涂层10。特别地，对于 包括了铜线定子绕组20 (图2)的应用而言，铜线可被浸渍在包括了粉末成分的液体聚合物 成分中，被弯曲和/或缠绕以形成定子绕组20，并且然后被干燥以充分地转变成固化凝胶， 并由此形成电绝缘涂层10。也就是说，在制造定子组件18之后，被浸渍涂覆的定子绕组20 可需要干燥，例如加热，以形成电绝缘涂层10。对于该方法，包括了粉末成分的液体聚合物成分可被称为“溶胶”，而固化凝胶可 被称为“凝胶”。因此，该方法可总体上被描述为用于形成电绝缘涂层10的“溶胶一凝胶” 方法，即一种化学溶解沉积方法。该方法允许在环境温度下形成电绝缘涂层，这简化了涂层 的形成并且最小化该方法的能量消耗。而且，该方法允许对电绝缘涂层厚度t的良好控制， 这可通过包括了粉末成分的液体聚合物成分的粘度来调节。这样，该方法是多用途的并且 成本节约。虽然已经详细描述了用于实施本发明的最佳模式，但本领域技术人员应当意识到 在所附权利要求的范围内仍存在用于实施本发明的各种替代设计和实施例。
权利要求
1.一种电绝缘涂层，用于最小化金属衬底的导电率，所述电绝缘涂层包括 聚合物成分，其由单体前驱体形成；和粉末成分，其实质分散在所述聚合物成分中；其中，所述电绝缘涂层中存在的所述粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂 层，具有从约5份到约80份的重量；其中，当在约一 50°C到约500°C的温度暴露于约100 V到约330 V时，所述电绝缘涂层 基本不衰退；其中，所述电绝缘涂层具有的介电强度至少为约每密耳2000交流伏特。
2.如权利要求1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述电绝缘涂层中存在的所述粉末 成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂层，具有从约5份到约40份的重量。
3.如权利要求1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述粉末成分包括氧化物。
4.如权利要求1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述粉末成分包括氮化物。
5.如权利要求1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述粉末成分包括第一组分和第二 组分，所述第一组分具有从约1 nm到约100 nm的平均颗粒尺寸，所述第二组分具有从约 0. 1 μ m到约50 μ m的平均颗粒尺寸。
6.如权利要求1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述单体前驱体是金属醇盐。
7.如权利要求6所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述金属醇盐是原硅酸四乙酯。
8.如权利要求1所述的电绝缘涂层，其特征在于，所述单体前驱体是金属盐。
9.一种电绝缘涂层系统，包括 金属衬底，其具有多个表面；和电绝缘涂层，其布置在所述金属衬底的至少一个表面上并且由以下组成 聚合物成分，其由单体前驱体形成；和 粉末成分，其实质分散在所述聚合物成分中；其中，所述电绝缘涂层中存在的所述粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂 层，具有从约5份到约80份的重量；其中，当在约一 50°C到约500°C的温度暴露于约100 V到约330 V时，所述电绝缘涂层 基本不衰退；其中，所述电绝缘涂层具有的介电强度至少为约每密耳2000交流伏特。
10.一种方法，用于在金属衬底上形成电绝缘涂层，以由此最小化所述金属衬底的导电 率，所述方法包括使单体前驱体聚合以形成液体聚合物成分； 使粉末成分实质分散在所述液体聚合物成分中；在实质分散之后，将包括了所述粉末成分的所述液体聚合物成分施加到所述金属衬底；在施加之后，使包括了所述粉末成分的所述液体聚合物成分干燥，以使所述液体聚合 物成分充分地转变为固化凝胶，由此在所述金属衬底上形成所述电绝缘涂层。
全文摘要
本发明涉及电绝缘涂层、涂层系统及方法。具体地，一种电绝缘涂层，用于最小化金属衬底的导电率，所述电绝缘涂层包括聚合物成分，其由单体前驱体形成；和粉末成分，其实质分散在所述聚合物成分中。所述电绝缘涂层中存在的所述粉末成分的量为对于每100份重量的电绝缘涂层，从约5份到约80份重量。当在约－50℃到约500℃暴露于约100V到约330V时，所述电绝缘涂层基本不衰退。所述电绝缘涂层的介电强度至少为每密耳约2000交流伏特。
文档编号H02K3/30GK102122855SQ20101059398
公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月17日 优先权日2009年12月18日
发明者Y·王 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司
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