CN105017957A - 发动机汽缸盖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发动机汽缸盖，所述的发动机汽缸盖可以包含隔热涂料层，隔热涂料层形成于燃烧室表面，其具有聚酰胺酰亚胺树脂和分散于聚酰胺酰亚胺树脂的气凝胶，且具有0.60W/m或更低的热导率。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年4月18日提交的韩国专利申请第10-2014-0046908号的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文以用于所有目的。
技术领域
本发明涉及车辆发动机，更具体地，涉及燃烧室中的汽缸盖，在燃烧室表面形成有隔热涂料层。
背景技术
通常地，内燃发动机是指通过燃烧燃料生成燃气直接作用于活塞、涡轮叶片等以使燃料的热能转换为机械功的发动机。
在许多情况下，内燃发动机是指往复运动类型的发动机，其在汽缸中以燃料和空气的混合气点火以产生膨胀，由此移动活塞，而燃气轮机、喷气发动机、火箭等也是内燃发动机。
内燃发动机根据使用的燃料分为燃气发动机、汽油发动机、石油发动机、柴油发动机等。石油、燃气和汽油发动机通过火花塞的电火花引发点火，而柴油发动机在高温高压下喷射燃料到空气中以引发自发点火。根据活塞的冲程和运行，有四冲程循环和二冲程循环方式。
典型地，已知的是车辆的内燃发动机的热效率约为15％至35％，内燃机最大效率的约60％或更多的总热能通过内燃发动机壁、废气等等以热能散发到外面而被消耗。
如上面所描述地，如果减少一些通过内燃发动机壁散发到外面的热能，可提高内燃发动机的效率，可以使用在内燃发动机外面安装隔热的材料，改变内燃发动机的一部分材料或结构，或者改进内燃发动机的冷却系统的方法。
具体地，如果使产生于内燃发动机而通过内燃发动机壁散发到外面的热量最小化，车辆的内燃发动机的效率和燃料效率可能会提高，但是，对隔热材料、隔热结构等的研究还不足够，所述隔热材料、隔热结构等可以在施用于重复的高温高压条件下内燃发动机中保持长时间。
本发明的背景技术中公开的信息只用于增加对本发明普通背景的理解，并不应当将这些信息作为承认或任何形式的建议的已经为本领域技术人员所知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供发动机的汽缸盖，其降低散发到外面的热能以增加车辆的内燃发动机和燃料的效率，采用具有低热导率和低容量热容并且还确保高机械性能和耐热性的隔热涂料于燃烧室表面。
根据本发明的各个方面，发动机汽缸盖可以包含形成于燃烧室表面的隔热涂料层，该隔热涂料层含有聚酰胺酰亚胺树脂和分散于聚酰胺酰亚胺树脂中的气凝胶，并具有0.60W/m或更低的热导率。
隔热涂料层可以具有1250KJ/m3K或更少的热容。
聚酰胺酰亚胺树脂在气凝胶中可以存在2wt％或更少的含量。
该聚酰胺酰亚胺树脂不存在于隔热涂料层中的气凝胶表面最长直径相应的5％或更深的深度处。
每一气凝胶分散于聚酰胺酰亚胺树脂中时，可以具有92％至99％的孔隙率。
隔热涂料层可以具有50μm至500μm的厚度。
以100重量份的聚酰胺酰亚胺树脂计，隔热涂料层可以包含5至50重量份的气凝胶。
聚酰胺酰亚胺树脂隔热涂料层，包含可以分散于高沸点有机溶剂或者水溶剂中的聚酰胺酰亚胺树脂，及可以分散于低沸点有机溶剂中的气凝胶，以作为隔热的涂料层。
高沸点溶剂可以包含苯甲醚、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙酸丁酯、环己酮、乙二醇单乙醚乙酸酯(BCA)、苯、己烷、二甲基亚砜、N，N'-二甲基甲酰胺，或者其中两种或多种的混合物。
低沸点有机溶剂可以包含甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、丙酮、二氯甲烷、醋酸乙烯、异丙醇，或者其中两种或多种的混合物。
水溶剂可以包含水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯，或者其中两种或多种的混合物。
厚度为120μm至200μm的隔热涂料层可以具有0.54W/m或更低的热导率。
气凝胶可以包含一种或多种选自二氧化硅、碳、聚酰亚胺和金属碳化物的化合物。
聚酰胺酰亚胺树脂可以具有3000至300000或4000至100000的重均分子量。
气凝胶可以具有100cm3/g至1000cm3/g，或者300cm3/g至900cm3/g的比表面积。
根据本发明示例性实施方式，通过应用在具有低热导率和低容量热容时还确保高机械性能和耐热性的隔热涂料层于燃烧室表面，有可能降低散发到外面的热能以提高车辆的内燃发动机效率以及燃料效率。
此外，根据本发明的示例性实施方式，在膨胀冲程中通过降低由于减少燃烧气体和燃烧室壁之间的温度差带来的冷却损失，有可能促进车辆燃料效率的提高。
应该理解的是本文用到的术语“车辆”或者“车辆的”或其他相似的术语一般包括机动车辆，例如载客汽车，包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆；包括各种船和舰船在内的水运工具船；飞行器等，而且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车量和其他替代燃料车辆(例如，从非石油类资源得来的燃料)。如本文中提到的，混合动力车是具有两种或多种动力来源的车辆，例如同时为汽油动力和电动力的车辆。
本发明的方法和装置具有其他特征和优势将是显而易见的或者在此引入的在附图以及下面的具体实施方式中更详细地阐述，它们一起用于解释本发明的某些原则。
附图说明
图1：示意性地展示了根据本发明的示例性的发动机汽缸盖的视图。
图2：展示了根据本发明示例性发动机汽缸盖中获得的隔热涂料层表面的照片。
图3：展示了与根据本发明示例性发动机汽缸盖相比的比较实施例中获得的隔热涂料层表面的照片。
应当理解的是，附图不一定是按比例的，呈现各种特征的略微简化的表现以说明本发明的基本原理。如本文公开的本发明的特定设计的特征包括，例如，特定的尺寸、方向、位置以及形状将部分地由特别的预期应用和使用环境确定。
具体实施方式
将详细地参照本发明的各个实施方式，在附图中展示的实施例，并在下文中加以说明。尽管将结合示例性实施方式描述本发明，但应当理解，本说明书无意于将本发明局限于那些示例性实施方式。相反，本发明不仅要涵盖这些示例性实施方式，还要涵盖由所附权利要求限定的本发明宗旨和范围内的各种替代形式、修改、等效形式和其它实施方式。
贯穿说明书，除非明确说明与之相反，词语“包括(comprise)”和诸如“包含(comprises)”“含有(comprising)”的变体将理解为暗示包含所述元件，但不排除任一其他元件。
此外，在说明书中使用的术语“…单元”、“…装置”、“…部分”、“…构件”意指执行至少一个或多个功能或操作的内含部件的单元。
图1示意性地展示根据本发明各个实施方式的发动机汽缸盖。
参考图1，在根据本发明不同实施方式的发动机汽缸盖100内，构建用于燃料和空气燃烧的燃烧室11。
在下文中，根据本发明各个实施方式的车辆发动机汽缸盖100的申请作为一个例子予以说明，但是应该理解的是本发明的保护范围本质上并不限于此，并且只要汽缸盖具有各种目的的各种类型内燃发动机采用的汽缸燃烧室结构，诸如燃气轮机，喷气发动机和火箭，本发明的技术精神可以应用于该汽缸盖。
根据本发明各个实施方式的发动机汽缸盖100具有减少热能散发到外面以提高车辆内燃发动机效率和燃料效率的结构，其通过在燃料室11表面应用具有低热导率和低容量热容并且还确保高机械性能和耐热性的隔热涂料层50。
换言之，本发明的示例性实施方式提供发动机汽缸盖100，其能够通过降低在膨胀冲程中由于减少燃烧气体和燃烧室壁之间的温度差带来的冷却损失，促进车辆燃料效率的提高。为了这个目的，在根据本发明各个实施方式的发动机汽缸盖100中，在燃烧室11表面形成隔热涂料层50。
在下文中，隔热涂料层50应用于根据本发明各个实施方式的发动机汽缸盖100的燃烧室11，并且将对隔热涂料组合物更详细地描述。
本发明各个实施方式提供的隔热涂料组合物，其包含分散于高沸点有机溶剂或水溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂以及分散于低沸点有机溶剂的气凝胶，以作为隔热的涂料层。
进一步地，根据本发明各个实施方式的隔热涂料层包含聚酰胺酰亚胺树脂以及分散于聚酰胺酰亚胺树脂的气凝胶，并且具有0.60W/m或者更低的热导率。
根据本发明的各个实施方式，可能会提供隔热涂料组合物包含分散于高沸点有机溶剂或水溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂以及分散于低沸点有机溶剂的气凝胶。
本发明通过实验确认通过各自地分散聚酰胺酰亚胺树脂和气凝胶于预定的溶剂中，然后混合生成的溶剂而获得的涂料组合物，并且由此获得的涂料层在具有低热导率和低密度时，能够确保高机械性能和耐热性，并且应用于内燃发动机以降低散发到外面的热能，由此提高车辆的内燃发动机效率以及燃料效率，从而完成本发明。
最近，在本领域已经引入使用气凝胶(或气-凝胶)的方法，例如隔热材料、冲击限制器或者隔音材料。这样的气凝胶具有由缠结的具有厚度为万分之一头发粗度的微丝形成的结构，并且具有90％或更高的孔隙率，并且其主要材料是二氧化硅、碳或者有机聚合物。具体地，由于前述的结构特征，气凝胶是具有高透光性和超低热导率的超低密度材料。
但是，由于高脆性，气凝胶对小的冲击就容易破碎，表现出非常差的强度，并且难以处理气凝胶成各种厚度和形状，虽然气凝胶具有优异的隔热的特性，但对于用于隔热材料有预设的限制，在气凝胶和其它反应物混合的情况下，存在如下问题：由于溶剂或溶质渗透气凝胶内部增加了的化合物的粘性，由此使混合难以实施，难以与其他材料完成络合或者与其它材料混合后使用，并且多孔气凝胶的特性没有表现出来。
另一方面，在示例性实施方式的隔热涂料组合物中，聚酰胺酰亚胺树脂存在并分散于高沸点有机溶剂或水溶剂中，并且气凝胶存在并分散于低沸点有机溶剂中，由此聚酰胺酰亚胺树脂的溶剂分散相和气凝胶的溶剂分散相没有凝集，而是可以均匀地混合，并且隔热涂料组合物可以为同质的组合物。
而且，由于高沸点有机溶剂或水溶剂以及低沸点有机溶剂是不易互溶或者混合的，当聚酰胺酰亚胺树脂分散于高沸点有机溶剂或水溶剂并且气凝胶分散于低沸点有机溶剂，聚酰胺酰亚胺树脂与气凝胶混合以形成涂料组合物，由此聚酰胺酰亚胺树脂和气凝胶之间的直接接触可能是最小化的，直到本发明各个实施方式的涂料组合物被应用和干燥，并且可以防止聚酰胺酰亚胺树脂渗透到气凝胶或孔的内部，或者浸渍到气凝胶或孔的内部。
进一步地，由于低沸点有机溶剂与高沸点有机溶剂或水溶液有预定的亲和力，低沸点有机溶剂可以用来很大程度地混合分散于低沸点有机溶剂的气凝胶及分散于高沸点有机溶剂或水溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂，由此均匀地分散气凝胶并均匀地在高沸点有机溶剂或水溶剂中分散聚酰胺酰亚胺树脂。
因此，在本发明各个实施方式的隔热涂料组合物获得的隔热涂料层中，气凝胶的物理性质可以确保相同水平或更高，并且气凝胶可以更均匀分散于聚酰胺酰亚胺树脂中以实现提高的隔热性能以及高机械性能和耐热性。
换言之，如上面所描述地，在由隔热涂料组合物获得的隔热涂料层中，由于气凝胶的物理性质以及结构可以保持在相同的水平，因此，在隔热涂料层具有低热导率和低密度时，可以确保高机械性能和耐热性，并且隔热涂料层可以应用于内燃发动机以降低发散到外面的热能，由此提高车辆的内燃发动机的效率以及燃料效率。
于此，如图1所示的隔热涂料层可以应用于燃料室11的汽缸盖100的表面。
同时，本发明各个实施方式的隔热涂料组合物可以通过混合如上所述的分散于高沸点有机溶剂或水溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂和分散于低沸点的气凝胶以形成。
混合方法没有很大程度地限制，并且任何典型的已知的物理混合方法都可以使用。例如，可以是通过混合两种溶剂分散相，在其中添加氧化锆珠子，并且在室温温度常压，且速度为100到500rpm的条件下运行球磨研磨以制备涂料组合物(涂料溶液)的方法。但是，聚酰胺酰亚胺树脂溶剂分散相和气凝胶的混合方法不限于前述的例子。
本发明各个实施方式的隔热涂料组合物可以提供隔热材料、隔热结构等，所述隔热材料和隔热结构可以在施用于重复的高温高压条件下内燃发动机中保持长时间，并且具体地，本发明各个实施方式的隔热涂料组合物可用于涂布内燃发动机的内表面或部分的内燃发动机，而且，如上面所描述地，可用于涂布燃烧室汽缸盖的表面。
可以包含在本发明各个实施方式中的隔热涂料组合物的聚酰胺酰亚胺树脂的例子没有很大程度地限制，然而聚酰胺酰亚胺树脂可以具有3000至300000，或者4000至100000的重均分子量。
如果聚酰胺酰亚胺树脂重均分子量非常小，其可能难以充分确保由隔热涂料组合物获得的涂料层、涂料薄膜或者涂料膜的机械性能，耐热性以及隔热性能，并且聚合树脂可以很容易渗透到气凝胶内部。
进一步地，如果聚酰胺酰亚胺树脂的重均分子量非常大，由隔热涂料组合物获得的涂料层、涂料薄膜或涂料膜的均匀性或同质性可能变差，在隔热涂料组合物中的气凝胶的可分散性可能减少，或者喷嘴及类似的涂布装置可能在应用隔热涂料组合物时阻塞，隔热涂料组合物的热处理时间可能会延长，并且热处理温度可能上升。
现有技术已知的典型的气凝胶可用于前述的气凝胶，并且具体地，可以使用气凝胶的成分包含二氧化硅、碳、聚酰亚胺、金属碳化物，或其两种或多种的混合物。气凝胶可以具有100cm3/g至1000cm3/g、或者300cm3/g至900cm3/g的比表面积。
所述隔热涂料组合物以100重量份含量的气凝胶计，可以包括5至50重量份或者10至45重量份的聚酰胺酰亚胺树脂。聚酰胺酰亚胺树脂和气凝胶的重量比为固体而不是分散溶剂的重量比。
以聚酰胺酰亚胺树脂计，如果气凝胶的含量非常低，可能难以降低由隔热涂料组合物获得的涂料层、涂料薄膜或涂料膜的热导率以及密度，可能难以确保由隔热涂料组合物获得的涂料层、涂料薄膜或者涂料膜足够的隔热性能，并且由隔热涂料组合物制得的隔热膜的耐热性可能降低。
进一步地，以聚酰胺酰亚胺树脂计，如果气凝胶的含量非常高，可能难以充分地确保由隔热涂料组合物获得的涂料层、涂料薄膜或者涂料膜的机械性能，在由隔热涂料组合物制得的隔热涂料组合物中可能产生裂缝，可能难以保持隔热的薄膜的牢固的涂层形式。
重复的高温高压条件的高沸点有机溶剂或水溶剂的固体含量没有很大程度的限制，但是考虑到隔热涂料组合物的均匀性或物理性质，固体含量可以为5wt％至75wt％。
进一步地，气凝胶的低沸点有机溶剂的固体含量没有很大程度地限制，但是考虑到隔热涂料组合物的均匀性或物理性质，固体含量可以为5wt％至75wt％。
如上面所描述地，由于高沸点有机溶剂或水溶剂以及低沸点有机溶剂是不易互溶或者混合的，由此聚酰胺酰亚胺树脂和气凝胶之间的直接接触可以是最小化的，直到本发明各个实施方式的涂料组合物被应用和干燥，并且可以防止聚酰胺酰亚胺树脂渗透到气凝胶或孔的内部，或者浸渍到气凝胶或孔的内部。
具体地，高沸点有机溶剂和低沸点有机溶剂的沸点差异可以为10℃或更高、20℃或更高，或者10至200℃。作为高沸点有机溶剂，可以使用具有110℃或更高沸点的有机溶剂。
高沸点溶剂的具体例子可以包含苯甲醚、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙酸丁酯、环己酮、乙二醇单乙醚乙酸酯(BCA)、苯、己烷、二甲基亚砜、N，N'-二甲基甲酰胺，或其中两种或多种的混合物。
作为低沸点有机溶剂，可以使用具有低于110℃沸点的有机溶剂。
低沸点有机溶剂的具体例子可以包含甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、丙酮、二氯甲烷、醋酸乙烯、异丙醇，或其中两种或多种的混合物
同时，水溶剂的具体例子可以包含水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯，或其中两种或多种的混合物。
另一方面，根据本发明各个实施方式可能提供了隔热涂料层，其包含聚酰胺酰亚胺树脂以及分散于聚酰胺酰亚胺树脂的气凝胶，并且具有0.60W/m或更低的热导率。
本发明人制备的隔热涂料层可以具有低热导率和低密度，并且还确保高机械性能和耐热性，通过使用前述的示例性实施方式的隔热涂料组合物，并应用于内燃发动机以降低热能散发到外面，由此提高车辆的内燃发动机效率以及燃油效率。
在隔热涂料层中，气凝胶是均匀地分散于聚酰胺酰亚胺树脂的整个范围内，由此更易确保由气溶胶实现的物理性质，例如低热导率和低密度，并且由聚酰胺酰亚胺树脂显示的特性，例如高机械性能、耐热性等可以实现与只应用聚酰胺酰亚胺树脂或更多的情况下相同的水平。
隔热涂料层可以具有低热导率和高热容，并且具体地，隔热涂料层可以具有0.60W/m或更少、0.55W/m或更少，或0.60W/m至0.200W/m的热导率，并且隔热涂料层可以具有1250KJ/m3K或者更少，或者1000至1250KJ/m3K的热容。
同时，如上面所描述地，由于本发明各个实施方式的隔热涂料组合物包含分散于高沸点有机溶剂或水溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂以及分散于低沸点有机溶剂的气凝胶，聚酰胺酰亚胺树脂和气凝胶之间的直接接触可以最小化直到本发明各个实施方式的涂料组合物被应用和干燥，由此聚酰胺酰亚胺树脂可以不渗透到气凝胶或孔的内部，不会浸渍到最终制备的包含在隔热涂料层中的气凝胶或孔中。
具体地，聚酰胺酰亚胺树脂可不大量地存在于分散于聚酰胺酰亚胺树脂的气凝胶内部，例如聚酰胺酰亚胺树脂可以存在于气凝胶中的含量为2wt％或更少，或者1wt％或更少。
进一步地，在隔热涂料层中，气凝胶可以存在并分散于聚酰胺酰亚胺树脂中，在这种情况下，气凝胶的外部可能与聚酰胺酰亚胺树脂接触或者结合，但是聚酰胺酰亚胺树脂可以不存在于气凝胶内。具体地，该聚酰胺酰亚胺树脂不存在于隔热涂料层中的气凝胶表面最长直径相应的5％或更深的深度处。
由于聚酰胺酰亚胺树脂未渗透到气凝胶或孔的内部，或者未浸渍在气凝胶或孔中，气凝胶在分散于聚酰胺酰亚胺树脂之前与之后可以具有相同水平的孔隙率，并且具体地，每一包含在隔热涂料层中的气凝胶在分散于聚酰胺酰亚胺树脂中时，可以具有92％至99％的孔隙率。
本发明各个实施方式的隔热涂料层可以提供隔热材料、隔热结构等，所述隔热材料和隔热结构可以在施用于重复的高温高压条件下的内燃发动机中保持长时间，并且具体地，本发明各个实施方式的隔热涂料层可以形成于内燃发动机的内表面或内燃发动机燃烧室汽缸盖的表面。
隔热涂料层的厚度可以根据应用范围或位置，或者所需的物理性质而决定，例如，可以为50μm至500μm。
所述示例性实施方式的隔热涂料层以100重量份的聚酰胺酰亚胺树脂计，可以包含的含量为5至50重量份或10至45重量份的气凝胶。
如果以聚酰胺酰亚胺树脂计，气凝胶的含量很低，可能难以降低隔热涂料层热导率和密度，可能难以确保足够的隔热性能，并且隔热涂料层的耐热性可能降低。进一步地，如果以聚合树脂计，气凝胶的含量很高，可能难以充分地确保隔热涂料层的机械性能，隔热涂料层可能生成裂缝，或者难以保持隔热的膜的牢固的涂层形式。
聚酰胺酰亚胺树脂可以具有3000至300000或者4000至100000的重均分子量。
气凝胶可以包含一种或多种选自二氧化硅、碳、聚酰亚胺，和金属碳化物中的化合物。
气凝胶具有100cm3/g至1000cm3/g的比表面积。
聚酰胺酰亚胺树脂和气凝胶的具体含量包含本发明各个实施方式中的隔热涂料组合物前述的含量。
同时，本发明各个实施方式的隔热涂料层可以通过干燥隔热涂料组合物获得。可用于干燥隔热涂料组合物的装置或方法没有很大程度的限制，且可以使用在室温或更高温度下自然干燥，加热到温度为50℃或更高的干燥方法等。
例如，隔热涂料组合物可以应用于涂布目标上，例如内燃发动机的内表面或内燃发动机的部分外表面，在50℃至200℃温度下半干一次或多次，并且半干涂料组合物可以在200℃或更高的温度下完全干燥以形成隔热涂料层。但是，各个实施方式的具体的制备隔热涂料层的方法不限于此。
本发明将在以下的实施例中更详细地描述。但是，以下的实施例用于说明本发明，而不被解释为限制本发明。
实施例1至3
(1)制备隔热涂料组合物
将分散于乙醇中的多孔硅气凝胶(比表面积：约500cm3/g)和分散于二甲苯中的聚酰胺酰亚胺树脂(Solvay SA制备的产品，重均分子量：约11000)注入20g反应器中，加入氧化锆珠子(440g)，并且球磨研磨在室温常压条件下，以150至300rpm的速度运行以制备隔热涂料组合物(涂料溶液)。
在这种情况下，以聚酰胺酰亚胺树脂计，多孔硅气凝胶的重量比与下表1中描述的内容是一样的。
(2)形成隔热涂料层
获得的隔热涂料组合物通过喷雾涂布的方法部分应用于车辆发动机上。此外，应用部分的隔热涂料组合物，在约150℃下进行初级半干约10分钟，再应用隔热涂料组合物，并在约150℃下进行二级半干约10分钟。在二级半干后，再次应用部份的隔热涂料组合物，并且在约250℃下进行完全干燥约60分钟以形成隔热涂料层。在这种情况下，形成的涂料层的厚度与下表1中描述的内容是一样的。
[比较实施例1]
分散于二甲苯的聚酰胺酰亚胺树脂的溶液(PAI溶液)(由SolvaySA制备的产品，重均分子量：约11000)通过喷雾涂布的方法部分应用于车辆发动机。
此外，应用部分PAI溶液，在约150℃下进行初级半干约10分钟，再应用PAI溶液，并在约150℃下进行二级半干约10分钟。在二级半干后，再次应用部份的PAI溶液，并且在约250℃下进行完全干燥约60分钟以形成隔热涂料层。在这种情况下，形成的涂料层的厚度与下表1中描述的内容是一样的。
[比较实施例2]
制备涂料组合物
将多孔硅气凝胶(比表面积：约500cm3/g)和分散于二甲苯中的聚酰胺酰亚胺树脂(Solvay SA制备的产品，重均分子量：约11000)注入20g反应器中，加入氧化锆珠子(440g)，并且球磨研磨在室温常压条件下，以150至300rpm的速度运行以制备涂料组合物(涂料溶液)。
在这种情况下，以聚酰胺酰亚胺树脂计，多孔硅气凝胶的重量比与下表1中描述的内容是一样的。
(2)形成隔热涂料层
以实施例1相同的方法形成具有约200μm厚度的涂料层。
[实验实施例]
实验实施例1：测量热导率
由实施例和比较实施例获得的部分的涂料层热导率基于ASTME1461在室温常压条件下使用激光闪光方法，通过热扩散测量方法测量。
实验实施例2：测量热容
通过测量实施例和比较实施例获得的部分的涂料层的比热以确定热容，基于ASTME1269在室温条件下使用DSC设备并使用蓝宝石作为参照物。
(表1)
如表1所描述的，确认了实施例1-3获得的隔热涂料层具有1240KJ/m3K或更低的热容以及0.54W/m或更低的热导率，厚度为120至200μm。因此，实施例1-3获得的隔热涂料层可以用于涂布内燃发动机的部分，以降低散发到外面的热能由此提高车辆的内燃发动机效率和燃料效率。
进一步地，如图2所示，可以确认实施例1制备的隔热涂料层，聚酰胺酰亚胺树脂没有渗透到气凝胶内部并且在气凝胶中将近92％或更多的孔还保持着。
另一方面，在对比实施例2制备的涂料层，如图3所示，聚酰胺酰亚胺树脂渗透到气凝胶内部，由此几乎不能观察到孔。
根据前述的本发明各个实施方式的发动机汽缸盖100，有可以降低散发到外面的热能以促进车辆的内燃发动机的效率以及燃料效率，通过应用在具有低热导率和低容量热容时还确保高机械性能和耐热性的隔热涂料层于燃烧室表面，有可以降低热能散发到外面以提高车辆的内燃发动机效率以及燃料效率。
而且，本发明的各个实施方式中，通过在膨胀冲程中降低由于减少燃烧气体和燃烧室壁之间的温度差带来的冷却损失，有可能促进车辆燃料效率的提高。
前述本发明的具体示例性实施方式是出于说明和描述的目的而提供的。它们不是旨在穷尽的或将本发明限制于所公开的具体形式，并且显然根据上述教导许多修改和变化是可以的。为了说明本发明的某些原理与实际应用，选择并描述了示例性实施方式，从而使本领域的技术人员能够进行并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种可替代和修改。意在本发明的范围由所附权利要求及其等同所限定。
Claims (15)
1.一种发动机汽缸盖，包含：
形成于燃烧室表面的隔热涂料层，该隔热涂料层含有聚酰胺酰亚胺树脂和分散于聚酰胺酰亚胺树脂中的气凝胶，并具有0.60W/m或更低的热导率。
2.根据权利要求1所述的发动机汽缸盖，其中：
所述隔热涂料层具有1250KJ/m3K或更低的热容。
3.根据权利要求1所述的发动机汽缸盖，其中：
所述聚酰胺酰亚胺树脂在气凝胶中存在的含量为2wt％或更低。
4.根据权利要求1所述的发动机汽缸盖，其中：
所述聚酰胺酰亚胺树脂不存在于隔热涂料层中的气凝胶表面最长直径相应的5％或更深的深度处。
5.根据权利要求1所述的发动机汽缸盖，其中：
每一气凝胶在分散于聚酰胺酰亚胺树脂时，具有92％至99％的孔隙率。
6.根据权利要求1所述的发动机汽缸盖，其中：
所述隔热涂料层具有50μm至500μm的厚度。
7.根据权利要求1所述的发动机汽缸盖，其中：
以100重量份的聚酰胺酰亚胺树脂计，所述隔热涂料层包含5至50重量份的气凝胶。
8.根据权利要求1所述的发动机汽缸盖，其中所述隔热涂料层包含分散在高沸点有机溶剂或水溶剂中的聚酰胺酰亚胺树脂及分散于低沸点有机溶剂中的气凝胶，以作为隔热的涂料层。
9.根据权利要求8所述的发动机汽缸盖，其中所述高沸点有机溶剂包含苯甲醚、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙酸丁酯、环己酮、乙二醇单乙醚乙酸酯(BCA)、苯、己烷、二甲基亚砜、N，N'-二甲基甲酰胺，或其中两种或多种的混合物。
10.根据权利要求8所述的发动机汽缸盖，其中所述低沸点有机溶剂包含甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、丙酮、二氯甲烷、醋酸乙烯、异丙醇，或其中两种或多种的混合物。
11.根据权利要求8所述的发动机汽缸盖，其中所述水溶剂包含水，甲醇、乙醇、乙酸乙酯，或其中两种或多种的混合物。
12.根据权利要求6所述的发动机汽缸盖，其中所述隔热涂料层具有0.54W/m或更低的热导率，厚度为120至200μm。
13.根据权利要求1所述的发动机汽缸盖，其中所述气凝胶包含一种或多种选自二氧化硅、碳、聚酰亚胺，以及金属碳化物的化合物。
14.根据权利要求1所述的发动机汽缸盖，其中所述聚酰胺酰亚胺树脂具有3000至300000或者4000至100000的重均分子量。
15.根据权利要求1所述的发动机汽缸盖，其中所述气凝胶具有100cm3/g至1000cm3/g，或者300cm3/g至900cm3/g的比表面积。
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