CN116218277A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

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。

Description

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
技术领域
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领域。
背景技术
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。
随着电驱***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。
发明内容
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。
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。
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。
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。
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。
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％。
优选的，所述耐电晕层中同时含有云母鳞片和纳米颗粒。
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。
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-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。
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。
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10-50％，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。
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-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。
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。
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％。
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。
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。
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。
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。
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20-800nm，壳厚为5nm-300nm，占比为20-70％，第二空心微球的900nm-2μm，壳厚为300nm-800nm，占比为30-80％。该占比是指第一空心微球或第二空心微球占整体空心微球的重量百分比。
可选地，所述高附着力层的厚度为2-20μm；
所述耐高温层的厚度为2-20μm；
所述耐电晕层的厚度为5-50μm；
所述高局部放电起始电压层的厚度为5-50μm；
所述润滑耐磨层的厚度为1-20μm；
所述绝缘涂层的总厚度为20-125μm。
优选的，所述高附着力层的厚度为5-15μm；
所述耐高温层的厚度为10-15μm；
所述耐电晕层的厚度为15-35μm；
所述高局部放电起始电压层的厚度为15-35μm；
所述润滑耐磨层的厚度为5-15μm；
所述绝缘涂层的总厚度为50-90μm。
该逐层层叠的绝缘涂层并不是在涂层厚度上大于单一的绝缘涂层，即使是对比同样厚度的复合涂层和单一绝缘涂层，层叠形成的复合涂层仍具有更优的各项性能，该单一绝缘涂层的含义为将本申请中所有原料混合在一起形成的涂层。
可选地，所述高附着力层、耐高温层、耐电晕层、高局部放电起始电压层和润滑耐磨层中的基体材料均采用耐200℃以上温度的聚合物。
优选的，所述高附着力层的基体聚合物选自聚四氟乙烯、环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺和聚酯树脂中的至少一种；
所述耐高温层的基体聚合物选自聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚苯硫醚和聚醚醚酮树脂中的至少一种；
所述耐电晕层的基体聚合物选自聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮和聚四氟乙烯树脂中的至少一种；
所述高局部放电起始电压层的基体聚合物选自聚酰亚胺、聚醚醚酮和聚酰胺酰亚胺树脂中的至少一种；
润滑耐磨层，所述润滑耐磨层的基体聚合物选自聚四氟乙烯、聚砜、聚芳砜、聚酰亚胺和聚苯硫醚树脂中的至少一种。
高附着力层的基体聚合物均具有较强的极性或氢键，可与轴或轴承表面的金属原子耦合，从而提高高附着力层与金属表面的附着力，并且有利于后续耐高温层的附着。
耐高温层的基体聚合物其分子链中具有较多的刚性结构，化学热稳定性更好，因此可耐200℃以上的高温，提高绝缘涂层的耐高温性能；且上述聚合物与高附着力层的聚合物相容性更好，增加高附着力层和耐高温层之间的结合力。
耐电晕层的基体聚合物能够有效分散电子，使电子在耐电晕层表面扩散，并且与云母鳞片和纳米颗粒的相容性好，利于云母鳞片和纳米颗粒的均匀分散；高局部放电起始电压层的基体聚合物可明显提高绝缘涂层局部放电产生的起始电压，且与耐电晕层的基体聚合物结合强度更好。
润滑耐磨层的基体聚合物具有极性和非极性两类基团，一方面分子结构中的极性基团可与其下面的其它涂层形成较强的结合力，提高附着力；另一方面非极性基团主要集中在绝缘涂层的表面，产生一定的自润滑性，从而提高了其耐磨性能。
优选的，高附着力层中含有0.1-8wt％的偶联剂、0.1-8wt％的增粘剂，上述物质的加入，能够提高涂层与轴或轴的表面，以及与耐高温涂层的粘接力和附着力。
优选的，耐高温层中含有重量百分比5-20wt％无机纳米颗粒，所述无机纳米颗粒为二氧化硅、三氧化二铝、氮化硼、氮化铝和二氧化钛中的至少一种，上述物质的加入，能够进一步提高涂层的耐高温性能。
优选的，润滑耐磨层中含有重量百分比1-10wt％的滑石粉、1-10wt％的耐高温石蜡，上述物质的加入，能够进一步提高润滑耐磨层的润滑性能。
根据本申请的另一方面，提供了上述任一项所述的绝缘涂层的制备方法，包括下述步骤：
(1)将至少两个涂层的基体材料分别制成粉末涂料；
(2)将所述粉末涂料依次喷涂至轴或轴承表面形成至少两个涂层，其中至少一个涂层的粉末涂料喷涂中添加有所述功能材料，即得到未固化涂层；
(3)将所述未固化涂层置于180-250℃下固化处理1-8h，即得所述绝缘涂层。
优选的，所述绝缘涂层的制备方法，包括下述步骤：
(1)将所述高附着力层、耐高温层、耐电晕层、高局部放电起始电压层和润滑耐磨层的基体材料分别制成粉末涂料；
(2)将所述粉末涂料依次喷涂至轴或轴承表面形成高附着力层、耐高温层、耐电晕层、高局部放电起始电压层和润滑耐磨层，其中高附着力层、耐高温层、耐电晕层、高局部放电起始电压层和润滑耐磨层中的至少一层的粉末涂料中添加有所述功能材料，即得到未固化涂层；
(3)将所述未固化涂层置于180-250℃下固化处理1-8h，即得所述绝缘涂层。
优选的，步骤(1)中，至少两个涂层的基体材料在-196℃下进行低温冷冻后，再分别制成粉末涂料，所述粉末涂料的粒径为500nm-10μm。
更优选的，步骤(1)中，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的基体材料在-196℃下进行低温冷冻后，再分别制成粉末涂料，所述粉末涂料的粒径为500nm-10μm；
所述喷涂为静电喷涂或热喷涂。
先将形成材料粉碎为粉末涂料，再采用喷涂的方式分别形成上述高附着力层、耐高温层、耐电晕层、高局部放电起始电压层和润滑耐磨层，一是能够提高每个层的厚度均匀性，保证各个层分别发挥其作用，二是喷涂工序简单好操作，节省加工成本。步骤(3)将喷涂完成的未固化涂层在180-250℃下固化处理1-8h，使绝缘涂层充分固化完全，提高各个层之间的结合力，从而使得该绝缘涂层能够有效对轴或轴承进行保护。
根据本申请的另一个方面，提供了一种轴承，所述轴承表面喷涂有上述任一项所述的绝缘涂层。
该轴承表面为轴承外圈的外周面，和/或所述轴承内圈的内周面。
根据本申请的另一个方面，提供了一种新能源汽车用电机，所述新能源汽车用电机包括上述所述的轴承。
本申请的有益效果包括但不限于：
1.根据本申请的用于轴或轴承的绝缘涂层，具有优异的耐电晕性能、电气强度、耐油性能、耐热性能、耐磨性能、高的局部放电起始电压，可以消除或者大幅降低轴电流对轴或轴承的电腐蚀，延长轴或轴承的安全使用寿命。
2.根据本申请的用于轴或轴承的绝缘涂层，逐层层叠的至少两个涂层与现有单一的绝缘涂层的厚度大致相同，即使是对比同样厚度的绝缘涂层和单一绝缘涂层，层叠形成的绝缘涂层仍具有更优的各项性能。
3.根据本申请的绝缘涂层的制备方法，通过多次喷涂的方式喷涂到轴承需要绝缘防护的部位，从而形成具有多层不同功能特性的复合轴电流防护绝缘涂层，提高了加工效率和各个层之间的结合力，进而避免绝缘涂层脱层。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例涉及的在轴承外周面上形成绝缘涂层的侧截面示意图。
1、轴承；2、高附着力层；3、耐高温层；4、耐电晕层；5、高局部放电起始电压层；6、润滑耐磨层。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买。下述实施例及对比例以在轴承外圈的外周面进行绝缘涂层的喷涂为例说明，本领域技术人员可以理解的是，下述绝缘涂层及制备方法也可用于对轴进行绝缘保护。
实施例1
本实施例涉及一种用于轴承的绝缘涂层及其制备方法，包括下述步骤：
(1)将聚四氟乙烯在-196℃下进行低温冷冻后，制成粒径为1μm的粉末涂料，将该粉末涂料静电喷涂至轴承的外周面，形成高附着力层，该高附着力层的厚度为10μm；
(2)将聚酰亚胺在-196℃下进行低温冷冻后，制成粒径为900nm的粉末涂料，将该粉末涂料静电喷涂至高附着力层上，形成耐高温层，该耐高温层的厚度为13μm；
(3)将聚酰胺酰亚胺在-196℃下进行低温冷冻后，制成粒径为1μm的粉末涂料，将该粉末涂料和云母鳞片混合后静电喷涂至耐高温层上，形成耐电晕层，该耐电晕层的厚度为28μm，其中云母鳞片占聚酰胺酰亚胺的20wt％，片径为100μm，厚度为400nm；
(4)将聚醚醚酮在-196℃下进行低温冷冻后，制成粒径为1μm的粉末涂料，将该粉末涂料和二氧化硅空心微球混合后静电喷涂至耐电晕层上，形成高局部放电起始电压层，该高局部放电起始电压层的厚度为30μm，其中二氧化硅空心微球占聚醚醚酮的12wt％，粒径为600nm，壳厚为400nm；
(5)将聚苯硫醚树脂在-196℃下进行低温冷冻后，制成粒径为800nm的粉末涂料，将该粉末涂料静电喷涂至高局部放电起始电压层上，形成润滑耐磨层，该润滑耐磨层的厚度为8μm，得到未固化涂层；
(6)将上述未固化涂层置于220℃下固化处理5h，即得绝缘涂层1#。
实施例2
本实施例涉及一种用于轴承的绝缘涂层及其制备方法，包括下述步骤：
(1)将环氧树脂在-196℃下进行低温冷冻后，制成粒径为10μm的粉末涂料，将该粉末涂料静电喷涂至轴承的外周面，形成高附着力层，该高附着力层的厚度为20μm；
(2)将聚酰亚胺在-196℃下进行低温冷冻后，制成粒径为1μm的粉末涂料，将该粉末涂料静电喷涂至高附着力层上，形成耐高温层，该耐高温层的厚度为2μm；
(3)将聚酰胺酰亚胺在-196℃下进行低温冷冻后，制成粒径为2μm的粉末涂料，将该粉末涂料和云母鳞片混合后静电喷涂至耐高温层上，形成耐电晕层，该耐电晕层的厚度为50μm，其中云母鳞片占聚酰胺酰亚胺的5wt％，片径为600μm，厚度为1000nm；
(4)将聚醚醚酮在-196℃下进行低温冷冻后，制成粒径为1μm的粉末涂料，将该粉末涂料和氮化硼空心微球静电喷涂至耐电晕层上，形成高局部放电起始电压层，该高局部放电起始电压层的厚度为30μm，其中氮化硼空心微球占聚醚醚酮的50wt％，粒径为2μm，壳厚为800nm；
(5)将聚苯硫醚树脂在-196℃下进行低温冷冻后，制成粒径为10μm的粉末涂料，将该粉末涂料静电喷涂至高局部放电起始电压层上，形成润滑耐磨层，该润滑耐磨层的厚度为20μm，得到未固化涂层；
(6)将上述未固化涂层置于180℃下固化处理8h，即得绝缘涂层2#。
实施例3
本实施例涉及一种用于轴承的绝缘涂层及其制备方法，包括下述步骤：
(1)将聚四氟乙烯在-196℃下进行低温冷冻后，制成粒径为500nm的粉末涂料，将该粉末涂料静电喷涂至轴承的外周面，形成高附着力层，该高附着力层的厚度为2μm；
(2)将聚酰亚胺在-196℃下进行低温冷冻后，制成粒径为800nm的粉末涂料，将该粉末涂料静电喷涂至高附着力层上，形成耐高温层，该耐高温层的厚度为20μm；
(3)将聚酰胺酰亚胺在-196℃下进行低温冷冻后，制成粒径为700nm的粉末涂料，将该粉末涂料和三氧化二铝纳米颗粒混合后静电喷涂至耐高温层上，形成耐电晕层，该耐电晕层的厚度为5μm，其中三氧化二铝纳米颗粒占聚酰胺酰亚胺的20wt％，粒径为10nm；
(4)将聚醚醚酮在-196℃下进行低温冷冻后，制成粒径为700nm的粉末涂料，将该粉末涂料和二氧化钛空心微球静电喷涂至耐电晕层上，形成高局部放电起始电压层，该高局部放电起始电压层的厚度为50μm，其中二氧化钛空心微球占聚醚醚酮的3wt％，粒径为20nm，壳厚为5nm；
(5)将聚苯硫醚树脂在-196℃下进行低温冷冻后，制成粒径为800nm的粉末涂料，将该粉末涂料静电喷涂至高局部放电起始电压层上，形成润滑耐磨层，该润滑耐磨层的厚度为1μm，得到未固化涂层；
(6)将上述未固化涂层置于250℃下固化处理1h，即得绝缘涂层3#。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，步骤(3)中还添加有二氧化硅纳米颗粒，该二氧化硅纳米颗粒占聚酰胺酰亚胺的15wt％，粒径为500nm，其余物质及步骤与实施例1相同，即得绝缘涂层4#。
实施例5
本实施例与实施例4的区别在于，步骤(3)中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50μm，厚度为200nm，占比为40％，第二云母鳞片的片径为300μm，厚度为600nm占比为60％，第一云母鳞片和第二云母鳞片占聚酰胺酰亚胺的20wt％，其余物质及步骤与实施例4相同，即得绝缘涂层5#。
实施例6
本实施例与实施例4的区别在于，步骤(3)中云母鳞片占聚酰胺酰亚胺的30wt％，其余物质及步骤与实施例4相同，即得绝缘涂层6#。
实施例7
本实施例与实施例4的区别在于，步骤(3)中二氧化硅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30nm，占比为20％，第二部分的粒径为100nm，占比为50％，第三部分的粒径为500nm，占比为30％，第一部分、第二部分和第三部分之和占聚酰胺酰亚胺的15wt％，其余物质及步骤与实施例4相同，即得绝缘涂层7#。
实施例8
本实施例与实施例4的区别在于，步骤(3)中二氧化硅纳米颗粒占聚酰胺酰亚胺的5wt％，其余物质及步骤与实施例4相同，即得绝缘涂层8#。
实施例9
本实施例与实施例4的区别在于，步骤(4)中二氧化硅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400nm，壳厚为100nm，占比为70％，第二空心微球的粒径为1.2μm，壳厚为400nm，占比为30％，第一空心微球和第二空心微球之和占聚醚醚酮的12wt％，其余物质及步骤与实施例4相同，即得绝缘涂层9#。
实施例10
本实施例与实施例9的区别在于，步骤(4)中二氧化硅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400nm，壳厚为100nm，占比为30％，第二空心微球的粒径为1.2μm，壳厚为400nm，占比为70％，第一空心微球和第二空心微球之和占聚醚醚酮的12wt％，其余物质及步骤与实施例9相同，即得绝缘涂层10#。
实施例11
本实施例与实施例1的区别在于，高附着力层的厚度为8μm，耐高温层的厚度为10μm，耐电晕层的厚度为25μm，高局部放电起始电压层的厚度为20μm，润滑耐磨层的厚度为5μm，绝缘涂层的总厚度为68μm，其余物质及步骤与实施例1相同，即得绝缘涂层11#。
实施例12
本实施例与实施例1的区别在于，步骤(1)-(5)中制成的粉末的粒径均为15μm，其余物质及步骤与实施例1相同，即得绝缘涂层12#。
实施例13
本实施例与实施例1的区别在于，步骤(1)的高附着力层中还添加有2wt％的硅烷偶联剂和2wt％的增粘剂，其余物质及步骤与实施例1相同，即得绝缘涂层13#。
实施例14
本实施例与实施例1的区别在于，步骤(2)的耐高温层中还添加有10wt％的三氧化二铝，三氧化二铝的粒径为900nm，其余物质及步骤与实施例1相同，即得绝缘涂层14#。
实施例15
本实施例与实施例1的区别在于，步骤(5)的润滑耐磨层中还添加有5wt％的滑石粉和3wt％的耐高温石蜡，其余物质及步骤与实施例1相同，即得绝缘涂层15#。
实施例16
本实施例与实施例1的区别在于：无步骤(1)的高附着力层，步骤(2)中的粉末涂料直接静电喷涂至轴承的外周面，形成耐高温层，其余物质及步骤与实施例1相同，即得绝缘涂层16#。
实施例17
本实施例与实施例1的区别在于：无步骤(2)的耐高温层，步骤(3)中的粉末涂料直接静电喷涂至高附着力层上，形成耐电晕层，其余物质及步骤与实施例1相同，即得绝缘涂层17#。
实施例18
本实施例与实施例1的区别在于：无步骤(3)的耐电晕层，步骤(4)中的粉末涂料直接静电喷涂至耐高温层上，形成高局部放电起始电压层，其余物质及步骤与实施例1相同，即得绝缘涂层18#。
实施例19
本实施例与实施例1的区别在于：无步骤(4)的高局部放电起始电压层，步骤(5)中的粉末涂料直接静电喷涂至耐高温层，形成润滑耐磨层，其余物质及步骤与实施例1相同，即得绝缘涂层19#。
实施例20
本实施例与实施例1的区别在于：无步骤(5)的润滑耐磨层，步骤(4)之后直接进行步骤(6)，其余物质及步骤与实施例1相同，即得绝缘涂层20#。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：分别将实施例1的步骤(1)-(5)中所用的聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮和聚苯硫醚树脂基体聚合物在-196℃下进行低温冷冻后制成粒径为1μm的粉末涂料，取与实施例1相同量的粉末涂料，然后加入同等量的云母鳞片和二氧化硅空心微球，一起混合之后静电喷涂至轴承的外周面，置于220℃下固化处理5h，形成单一的绝缘涂层，即得对比绝缘涂层D1#。
测试例
将上述制备的绝缘涂层和对比绝缘涂层进行附着力、耐电晕性能、电气强度、耐热性能、耐磨性能、局部放电起始电压测试，测试结果见下表1。
1.附着力的测试采用百格试验；
2.电气强度：试验按照国标GB/T1408.1 2006进行，样品厚度为0.25mm，采用Φ25mm/Φ75mm圆柱电极***，试验次数为5次，取平均值。
3.PDIV(局部放电起始电压)：试验按照国标GB/T 7354-2018进行，交流电压频率：50hz；升压速度：50V/s；以局部放电量10PC作为起始放电电压点；实验温度：21-25℃，湿度：45-55％。
4.耐热性能实验
实验方法：试验按照国标GB/T 4074.7-2009进行，采用三点法进行材料耐热等级评定。
5.方波耐电晕寿命
实验方法：试验按照T/CEEIA 415-2019标准进行，测试条件：峰峰电压Vp-p＝1000V，温度155±3℃，频率＝20KHz，上升沿100±10ns，占空比50％。
6.耐磨性能的测试方法为：GB/T1768 -2006《漆膜耐磨性测定法》
表1
Figure BDA0004062441840000141
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Figure BDA0004062441840000151
以上所述，仅为本申请的实施例而已，本申请的保护范围并不受这些具体实施例的限制，而是由本申请的权利要求书来确定。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的技术思想和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

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-2μm，壳厚为5nm-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2-20μm；
所述耐高温层的厚度为2-20μm；
所述耐电晕层的厚度为5-50μm；
所述高局部放电起始电压层的厚度为5-50μm；
所述润滑耐磨层的厚度为1-20μm；
所述绝缘涂层的总厚度为20-125μm。
7.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、耐高温层、耐电晕层、高局部放电起始电压层和润滑耐磨层中的基体材料均采用耐200℃以上温度的聚合物；
优选的，所述高附着力层的基体聚合物选自聚四氟乙烯、环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺和聚酯树脂中的至少一种；
所述耐高温层的基体聚合物选自聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚苯硫醚和聚醚醚酮树脂中的至少一种；
所述耐电晕层的基体聚合物选自聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮和聚四氟乙烯树脂中的至少一种；
所述高局部放电起始电压层的基体聚合物选自聚酰亚胺、聚醚醚酮和聚酰胺酰亚胺树脂中的至少一种；
润滑耐磨层，所述润滑耐磨层的基体聚合物选自聚四氟乙烯、聚砜、聚芳砜、聚酰亚胺和聚苯硫醚树脂中的至少一种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的绝缘涂层的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)将至少两个涂层的基体材料分别制成粉末涂料；
(2)将所述粉末涂料依次喷涂至轴或轴承表面形成至少两个涂层，其中至少一个涂层的粉末涂料喷涂中添加有所述功能材料，即得到未固化涂层；
(3)将所述未固化涂层置于180-250℃下固化处理1-8h，即得所述绝缘涂层；
优选的，步骤(1)中，至少两个涂层的形成材料在-196℃下进行低温冷冻后，再分别制成粉末涂料，所述粉末涂料的粒径为500nm-10μm；
所述喷涂为静电喷涂或热喷涂。
9.一种轴承，其特征在于，所述轴承表面喷涂有权利要求1-7任一项所述的绝缘涂层。
10.一种新能源汽车用电机，其特征在于，所述新能源汽车用电机包括权利要求9所述的轴承。
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