用於發動機的氣缸蓋的製作方法

2023-05-03 09:03:03 2

本申請要求2014年11月14提交的韓國專利申請第10-2014-0158785號優先權，該申請的全部內容通過引用的方式併入本文以用於全部目的。

技術領域

本發明涉及用於車輛的發動機。更具體而言，本發明涉及用於發動機的氣缸蓋，其中在進氣口的表面上形成有隔離塗層。

背景技術：

通常而言，內燃機通過將燃燒燃料產生的燃燒氣體將熱能轉化到活塞或渦輪葉片。內燃機通常指的是通過點燃氣缸內的燃料和空氣的混合氣體而往復運動以推動活塞的發動機，且燃氣渦輪噴氣發動機是內燃機的一種。內燃機可以根據使用的燃料而劃分為天然氣發動機、汽油發動機和石油發動機。石油天然氣汽油發動機通過火花塞的電火花點火，而柴油發動機通過在高溫和高壓氣體中注入燃料而自然地點火。活塞的衝程類型包括4衝程循環型和2衝程循環型。

通常，已知車輛的內燃機具有約15％～35％範圍內的熱效率。然而，即使在內燃機的最大效率下，約60％或更高的總熱能會由於經內燃機壁釋放到外界的熱能和廢氣而被消耗。由於當通過內燃機壁釋放到外界的熱能的量降低時，內燃機的效率可以增加，已經開發出一種方法，在該方法中，在內燃機的外部安裝隔離材料，改變部分內燃機的材料或結構，或者改變內燃機冷卻系統。

具體而言，可以通過使內燃機中產生的沿內燃機壁向外界釋放的熱量降至最低而改善內燃機的效率和車輛的燃料消耗。然而，還沒有充分進行對於在反覆施加高溫和高壓條件的內燃機內部能夠長時間保持的隔離材料或隔離結構的研究。

在該部分中公開的以上信息僅用於增強對發明背景的理解，且因 此可能包含不構成該國本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

技術實現要素：

在優選的方面，本發明提供發動機的氣缸蓋，其具有的優點是，通過採用隔離塗層來抑制進氣溫度的升高從而降低發動機的爆震聲。具體而言，塗敷在氣缸蓋上的隔離塗層可以具有高的機械材料特性和耐熱特性，並具有低的導熱係數和低的體積比熱。

在一方面，提供一種用於發動機的氣缸蓋，其可以包含在進氣口表面上形成的隔離塗層。具體而言，隔離塗層可以包含聚醯胺醯亞胺樹脂和氣凝膠。例如，氣凝膠可以適當地分散在聚醯胺醯亞胺樹脂中。隔離塗層可以具有約0.60W/m或更低的導熱係數。

在根據本發明示例性實施方式的用於發動機的氣缸蓋中，隔離塗層可以具有約1250KJ/m3K或更低的熱容。在根據本發明示例性實施方式的用於發動機的氣缸蓋中，約2wt％或更低的量的聚醯胺醯亞胺樹脂可以包含在氣凝膠中或滲入氣凝膠。在根據本發明示例性實施方式的用於發動機的氣缸蓋中，聚醯胺醯亞胺樹脂不包含在離氣凝膠表面為最大直徑的約5％或更深的深度中。

此外，在根據本發明示例性實施方式的用於發動機的氣缸蓋中，當分散在聚醯胺醯亞胺樹脂中時，氣凝膠可以具有約92％～99％範圍內的孔隙度。隔離塗層可以具有約50μm～500μm範圍內的厚度，且隔離塗層可以包含基於100重量份聚醯胺醯亞胺樹脂為約5～50重量份的量的氣凝膠。

此外提供可以包含如本文所述的氣缸蓋的車輛。

在另一方面，本發明提供一種用於製備發動機氣缸蓋的隔離塗層的方法。該方法可以包括：製備絕緣塗覆組合物；將該絕緣塗覆組合物塗敷在物體表面上；以及使隔離塗覆組合物乾燥。具體而言，隔離塗層可以包含聚醯胺醯亞胺樹脂和在聚醯胺醯亞胺樹脂中的(例如分散在聚醯胺醯亞胺樹脂中的)氣凝膠，且因此，可以形成具有約0.60W/m或更低的導熱係數的隔離塗層。

隔離塗覆組合物可以包含分散在第一溶劑中的聚醯胺醯亞胺樹脂以及分散在第二溶劑中的氣凝膠。第一溶劑具有約110℃或更高的沸點 且第二溶劑具有約110℃或更低的沸點。例如，第一溶劑可以選自水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯及其至少兩種的混合物或者苯甲醚、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基異丁基酮以及乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、乙酸丁酯、環己酮、乙二醇乙醚乙酸酯(BCA)、苯、己烷、DMSO、N,N'-二甲基甲醯胺及其至少兩種的混合物，且第二溶劑可以選自甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇、丙酮、二氯甲烷、乙二醇二乙酸酯、異丙醇及其至少兩種的混合物。

在隔離塗覆組合物或隔離塗層中，聚醯胺醯亞胺樹脂可以具有約3000～300,000的重均分子量，且氣凝膠可以由選自氧化矽、碳、聚醯亞胺和金屬碳化物中的至少一種化合物製成。

在隔離塗覆組合物中，基於第一溶劑的總重量，聚醯胺醯亞胺樹脂的固體量可以在約5wt％～75wt％的範圍內，且基於第二溶劑的總重量，氣凝膠的固體含量可以在約5wt％～75wt％的範圍內。

此外，基於100重量份的聚醯胺醯亞胺樹脂，隔離塗層可以包含約5～50重量份的量的氣凝膠。

當使隔離塗覆組合物乾燥時，該方法可以包括：使隔離塗覆組合物在約50℃～200℃的溫度下半乾燥至少一次，並使該半乾燥的隔離塗覆組合物在約200℃或更高的溫度下完全乾燥。

在塗敷有隔離塗覆組合物的用於發動機的氣缸蓋中的示例性物體可以是進氣口。

本發明的其他方面在下文公開。

附圖說明

在以下詳細說明中，簡單地通過示例說明的方式，僅顯示和描述本發明的某些示例性實施方式。

圖1是示出根據本發明示例性實施方式的用於示例性發動機的示例性氣缸蓋的示意圖。

圖2是示出通過本發明的示例性實施方式得到的示例性隔離塗層的表面的照片圖。

圖3是示出由與本發明的示例性實施方式相比較的比較例得到的示例性塗層的表面的照片圖。

具體實施方式

本文使用的術語僅為說明具體實施方式，而不是意在限制本發明。如本文所使用的，單數形式「一個、一種、該」也意在包括複數形式，除非上下文中另外明確指明。還應當理解的是，在說明書中使用的術語「包括、包含、含有」是指存在所述特徵、整數、步驟、操作、元素和/或部件，但是不排除存在或添加一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元素、部件和/或其群組。如本文所使用的，術語「和/或」包括一個或多個相關所列項的任何和所有結合。

除非特別指出或從上下文清晰得到，本文使用的術語「約」應理解為在本領域的正常容忍範圍內，例如在均值的2個標準差內。「約」可以理解為在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％內。除非另外從上下文清晰得出，本文中提供的所有數值都被術語「約」修飾。

應理解，本文使用的術語「車輛」或「車輛的」或其他類似術語包括通常的機動車，例如，包括多功能運動車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商務車的客車，包括各種船隻和船舶的水運工具，飛行器等等，並且包括混合動力車、電動車、插入式混合電動車、氫動力車和其他代用燃料車(例如，來源於石油以外的資源的燃料)。本文中提到的混合動力車是具有兩種或更多種動力來源的車，例如同時為汽油動力和電動力的車。

在下文中，本發明將參考附圖進行更全面地描述，在附圖中示出本發明的示例性實施方式。本領域技術人員將意識到，所描述的實施方式可以以多種不同方式改變而均不偏離本發明的主旨和範圍。出於清楚地說明本發明的示例性實施方式的目的，省略與說明不相干的部分。相同的附圖標記用在整個說明書中以指代相同或相似的部件。

此外，為了更好地理解和方便說明，示於附圖中的各個構造的尺寸和厚度有選擇地進行說明，本發明不限於所示的附圖，且為了多個部件和區域的清楚起見，厚度被誇大。術語「第一」和「第二」能夠被用來指代多種元件，但元件可以不限於以上術語。本發明不限於該順序。此外，貫穿本說明書，除非另有相反的清楚描述，術語「包括」 及其變形如「包含」或「含有」將被理解為表明包括所述的部件但不排除任何其他部件。此外，說明書中記載的術語「……單元」、「……器件」、「……部件」和「……構件」是指處理至少一種功能或操作的常規配置。

圖1是示出根據本發明示例性實施方式的用於發動機的示例性氣缸蓋的示意圖。如圖1所示，根據本發明示例性實施方式的用於發動機的氣缸蓋100與用於燃燒燃料和氣體的燃燒室11一起形成，並在其中形成有用於將進氣供應至燃燒室11的進氣口21。

在下文中，雖然根據本發明示例性實施方式的氣缸蓋100通過示例的方式被應用於車輛的發動機，但應當理解的是，本發明的範圍不限於此。氣缸燃燒室的結構可用於本發明的技術構思，只要該結構被應用於多種類型和目的的內燃機，例如燃氣渦輪、噴氣式發動機和火箭發動機。

由於從燃燒室11中釋放出的熱量，鋁材料的氣缸蓋100中的溫度會升高至約250℃的最高值。當從外部引入燃燒室11的進氣通過進氣口21並引入燃燒室11中時，隨著溫度升高並吸熱，可能發生發動機的爆震且發動機的熱效率可能變差。

根據本發明示例性實施方式的用於發動機的氣缸蓋100可以具有能夠通過根據較低體積比熱特徵來抑制在進氣衝程中引入的進氣的溫度的升高從而減少發動機爆震的結構。具體而言，具有高機械材料特性和耐熱特性並具有低導熱係數和低體積比熱的隔離塗層50可以應用在進氣口21的表面上。

此外，本發明的示例性實施方式可以提供：用於發動機的氣缸蓋100，其能夠通過抑制進氣溫度的升高來通過由爆震減少而引起的點火時序提前來改善燃料消耗，並由進氣效率增加來改善發動機輸出。在下文中，隔離塗層50可以應用在用於發動機的氣缸蓋100的進氣口21的表面上，且將詳細說明其隔離塗覆組合物。

本發明可以提供一種隔離塗覆組合物，其可以包含：分散在第一溶劑中的聚醯胺醯亞胺樹脂以及分散在第二有機溶劑中的氣凝膠。第一溶劑可以是具有高沸點的有機溶劑或水性溶劑，且第二溶劑可以具有低沸點。而且，隔離塗層可以包含聚醯胺醯亞胺樹脂和分散在聚醯 胺醯亞胺樹脂中的氣凝膠，且因此，隔離層可以具有約0.60W/m或更低的導熱係數。如本文所用，「高沸點」意指溶劑的沸騰溫度為約110℃或更高，且「低沸點」意指溶劑的沸騰溫度為約110℃或更低。此外，「水性溶劑」是指可以包含至少一部分水(或進一步說，可以是水溶性的或與水混合而沒有分離)的溶劑或溶劑體系。例如，根據本發明的示例性實施方式，可以使用水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、其他可以水溶的極性溶劑及其混合物作為水性溶劑。

根據本發明的示例性實施方式，隔離塗覆組合物可以包含：分散在高沸點有機溶劑或水性溶劑中的聚醯胺醯亞胺樹脂；以及分散在低沸點有機溶劑中的氣凝膠。本發明的發明人已經通過實驗證實而獲得了本發明，即當使用通過將聚醯胺醯亞胺樹脂和氣凝膠分別分散在各個預定溶劑即第一溶劑和第二溶劑中，並通過將聚醯胺醯亞胺樹脂和氣凝膠與預定溶劑混合而獲得的塗覆組合物時，由此得到的塗層可以具有改善的機械材料特性和耐熱特性。同時，塗層的導熱係數和密度可以得以降低。因此，塗覆組合物可以應用在內燃機中，從而釋放到外部的熱能可以得以降低以改善內燃機的效率和車輛的燃料消耗。

近年來，已經提出在例如熱隔離材料、衝擊緩衝材料或吸音材料領域採用氣凝膠或氣幹膠(air-gel)的方法。氣凝膠具有厚度為約頭髮的1/10,000的細纖維進行纏繞的結構，氣凝膠可以形成約90％或更高的孔隙度。塗層的孔隙度被定義為塗層空隙體積相對於塗層總體積的比率。氣凝膠的示例性材料可以包含氧化矽、碳、或有機聚合物。具體而言，因為以上結構特徵，氣凝膠可以具有相當低的密度和高透明度以及非常低的導熱係數。

然而，即使氣凝膠具有極好的隔離特性，由於氣凝膠可能因為高脆性而容易因為小衝擊力而斷裂，且難以加工成多種厚度和形式，在將其用作熱隔離材料方面可能存在限制。此外，當氣凝膠與其他反應材料混合時，溶劑或溶質會滲入到氣凝膠中，從而得到的氣凝膠材料的粘度會增加，且混合可能無法充分進行。因此，未將氣凝膠與其他不具有與氣凝膠相當的孔隙率的材料結合使用或與其他不具有與氣凝膠相當的孔隙率的材料混合使用。

相對而言，在隔離塗覆組合物的實例中，聚醯胺醯亞胺樹脂可以 分散在第一溶劑中，第一溶劑為例如高沸點有機溶劑或水性溶劑，且氣凝膠可以分散在第二溶劑中，第二溶劑可以是低沸點有機溶劑。因此，聚醯胺醯亞胺樹脂在第一溶劑中的分散相不與氣凝膠在第二溶劑中的分散相結合而彼此均勻地混合，而隔離塗覆組合物也可以具有均勻的組成。

此外，由於第一溶劑例如高沸點有機溶劑或水性溶劑以及第二溶劑例如低沸點有機溶劑可能不易於彼此互溶或混合，第一溶劑和第二溶劑可以在聚醯胺醯亞胺樹脂分散在第一溶劑中且氣凝膠分散在第二溶劑中時彼此混合。因此，在隔離塗覆組合物的實例被塗覆和乾燥之前，聚醯胺醯亞胺樹脂和氣凝膠之間的直接接觸可以最小化，且可以防止聚醯胺醯亞胺樹脂滲入或浸入氣凝膠的孔中。

而且，由於第二溶劑例如低沸點有機溶劑對第一溶劑例如高沸點有機溶劑或水性溶劑具有預定親和力，第二溶劑可以使得分散在其中的氣凝膠與均勻分布的第一溶劑物理混合，並使得聚醯胺醯亞胺樹脂在第一溶劑中均勻地分布。因此，由隔離塗覆組合物的實例獲得的隔離塗層可以保證與氣凝膠相當的物理材料，且氣凝膠可以均勻地分散在聚醯胺醯亞胺樹脂中，由此改善機械特性、耐熱特性和隔離特性。

即，如上所述，由隔離塗覆組合物的實例得到的隔離塗層可以保持與氣凝膠相當水平的材料特性和結構，高機械特性和耐熱特性可以得到確保並呈現出低導熱係數和低密度，因此，隔離塗層可以塗敷於內燃機從而可以降低外部釋放的熱能以改善內燃機的效率和車輛的燃料消耗。

例如，如圖1所示，隔離塗層50可以塗敷於氣缸蓋100的進氣口21的表面。如上所述，可以通過將分散在高沸點有機溶劑或水性溶劑中的聚醯胺醯亞胺樹脂與分散在低沸點有機溶劑中的氣凝膠混合形成隔離塗覆組合物。混合方法可以不特別限制，但可以是現有技術中通常已知的物理混合方法。例如，當兩種類型的溶劑分散相彼此混合時，可以向混合物中加入二氧化矽珠子，且可以在室溫和常壓條件下以約100～500rpm的速度實施球磨以製備塗覆組合物(塗覆溶液)。然而，將聚醯胺醯亞胺樹脂的溶劑與氣凝膠的溶劑混合的方法可以不限於以上實例。

隔離塗覆組合物的實例可以提供可以在反覆施以高溫和高壓條件的內燃機中長時間保持的隔離材料或隔離結構。具體地，隔離塗覆組合物的實例可以用作內燃機內表面的塗覆材料或內燃機組件的塗覆材料。具體而言，如上所述，隔離塗覆材料的實例可以用於塗覆氣缸蓋進氣口的表面。

包含在隔離塗覆組合物中的聚醯胺醯亞胺樹脂的實例可以不受限制，但聚醯胺醯亞胺樹脂可以具有約3000～300,000的重均分子量，或特別地約4000～100,000的重均分子量。當聚醯胺醯亞胺的重均分子量小於預定值時，例如，小於約3000，可能難以獲得由隔離塗覆組合物得到的塗層或塗覆膜的充分的機械特性或耐熱特性和隔離特性，且聚合物樹脂可能很容易滲入氣凝膠中。

此外，當聚醯胺醯亞胺樹脂的重均分子量高於預定值，例如，高於約300,000時，由隔離塗覆組合物得到的塗層或塗覆膜的均勻性可能變差，氣凝膠在隔離塗覆組合物中的分散可能變差，或者在塗覆該隔離塗覆組合物時可能發生塗覆設備的噴嘴堵塞等等。此外，可能需要更長的時間來實施隔離塗覆組合物的熱處理且熱處理的溫度可能升高。

通常已知的氣凝膠可以用作氣凝膠。具體地，包含氧化矽、碳、聚醯亞胺、金屬碳化物或其至少兩種的混合物的組分的氣凝膠可以用作氣凝膠。氣凝膠可以具有約100cm3/g～1000cm3/g的比表面積，或特別地，約300cm3/g～900cm3/g的比表面積。基於100重量份的聚醯胺醯亞胺樹脂，隔離塗覆組合物可以包含約5～50重量份的量的氣凝膠，或特別地，約10～45重量份的量的氣凝膠。聚醯胺醯亞胺樹脂與氣凝膠的重量比可以是排除分散溶劑後的固體內容物的重量比。

當基於聚醯胺醯亞胺樹脂的氣凝膠含量低於預定量時，例如，低於約5重量份，可能難以降低由隔離塗覆組合物得到的塗層或塗覆膜的導熱係數和密度，且由隔離塗覆組合物製備的隔離層的耐熱特性可能會降低。當基於聚醯胺醯亞胺樹脂的氣凝膠含量高於預定量時，例如，高於約50重量份，由隔離塗覆組合物得到的塗層或塗覆膜可能難以充分得到機械特性，且在由隔離塗覆組合物製備的隔離層中可能發生開裂或者可能難以牢固地保持隔離層的塗層形式。

雖然在第一溶劑例如高沸點有機溶劑或水性溶劑中的聚醯胺醯亞胺樹脂的固體含量可以不受限制，考慮到隔離塗覆組合物的均勻性或材料特性，基於第一溶劑的總重量，聚醯胺醯亞胺的固體組分可以在約5wt％～75wt％的範圍內。儘管在第二溶劑例如低沸點有機溶劑中的氣凝膠的固體含量可以不受限制，考慮到隔離塗覆組合物的均勻性或材料特性，基於第二溶劑的總重量，固體組分可以在約5wt％～75wt％的範圍內。

如上所述，由於第一溶劑和第二溶劑不易彼此互溶或混合，在將隔離塗覆組合物塗覆並乾燥之前，聚醯胺醯亞胺樹脂與氣凝膠之間的直接接觸可以最小化，且可以防止聚醯胺醯亞胺樹脂滲入或浸入氣凝膠的孔內部。

具體而言，第一溶劑和第二溶劑之間的沸騰溫度差可以是約10℃或更大，或約20℃或更大，或特別地，在約10～200℃的範圍內。第一溶劑可以是沸騰溫度為110℃或更高的有機溶劑。例如，第一溶劑可以選自苯甲醚、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基異丁基酮以及乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、乙酸丁酯、環己酮、乙二醇乙醚乙酸酯(BCA)、苯、己烷、DMSO、N,N'-二甲基甲醯胺及其至少兩種的混合物。

第二溶劑可以是沸騰溫度為約110℃或更低的有機溶劑。例如，低沸點有機溶劑可以選自甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、異丙醇及其至少兩種的混合物。

此外，第一溶劑可以是水性溶劑，其可以選自水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、以及其至少兩種的混合物。

根據本發明的實例，水性溶劑可以包含聚醯胺醯亞胺樹脂和在聚醯胺醯亞胺樹脂中(例如分散在聚醯胺醯亞胺樹脂中)的氣凝膠，由此製備的隔離塗層可以具有0.60W/m或更低的導熱係數。本發明的發明人已經採用上述示例性隔離塗覆組合物製備出了隔離塗層以具有改善的機械特性和耐熱特性並具有低導熱係數和低密度。結果，隨著將隔離塗層應用於內燃機，可以通過降低釋放到外部的熱能來改善內燃機的效率和車輛的燃料消耗。

氣凝膠可以在聚醯胺醯亞胺樹脂的全部區域中均勻地分散在隔離 塗層中。因此，可以很容易地保證由氣凝膠實現的材料特性，例如，低導熱係數和低密度。此外，僅當採用聚醯胺醯亞胺樹脂時，由聚醯胺醯亞胺樹脂獲得的特性，例如，高機械特性和耐熱特性可以以相當水平實現。

隔離塗層可以提供低導熱係數和改善的熱容。具體地，隔離塗層可以具有約0.60W/m或更低的導熱係數，或0.55W/m或更低，或可以在約0.60W/m～0.200W/m的範圍內。隔離塗層可以具有約1250KJ/m3K或更低的熱容，或特別地約1000～1250KJ/m3K的熱容。

如上所述，由於隔離塗覆組合物的實例包含分散在第一溶劑例如高沸點有機溶劑或水性溶劑中的聚醯胺醯亞胺樹脂，以及分散在第二溶劑例如低沸點有機溶劑中的氣凝膠，將塗覆組合物塗覆和乾燥之前，聚醯胺醯亞胺樹脂與氣凝膠之間的直接接觸可以最小化，可以防止聚醯胺醯亞胺樹脂滲入或浸入包含在最終製備的隔離塗層中的氣凝膠的孔內部。具體地，聚醯胺醯亞胺樹脂不會大量地包含在分散於聚醯胺醯亞胺樹脂中的氣凝膠中。例如，約2wt％或更少的量，或特別地約1wt％或更少的聚醯胺醯亞胺樹脂可以包含在氣凝膠中或滲入氣凝膠中。

此外，氣凝膠可以包含在聚醯胺醯亞胺樹脂中，例如，分散在隔離塗層中。在此情況下，氣凝膠的外部可以與聚醯胺醯亞胺樹脂接觸或接合，但是聚醯胺醯亞胺樹脂不包含在氣凝膠內。具體而言，聚醯胺醯亞胺樹脂不包含在或不滲入到離包含在隔離塗層中的氣凝膠表面為最大直徑的約5％或更深的深度中。

由於聚醯胺醯亞胺樹脂不滲入或不浸入氣凝膠的內部或孔中，氣凝膠可以在分散到聚醯胺醯亞胺樹脂中之前或之後保持等同水平的孔隙度。具體而言，包含在隔離塗層中的各個氣凝膠在分散於聚醯胺醯亞胺樹脂中時可以具有約92％～99％的孔隙度。

隔離塗層可以提供一種可以在反覆施以高溫和高壓條件的內燃機內部長時間保持的隔離材料或者隔離結構。示例性的隔離塗層可以在內燃機內表面或內燃機組件上形成。而且，如上所述，示例性隔離塗層可以在氣缸蓋的進氣口的表面上形成。

隔離塗層的厚度可以根據應用領域或位置或所需的材料特性而確定。例如，隔離塗層的厚度可以在約50μm～500μm的範圍內。基於 100重量份的排除溶劑含量後的聚醯胺醯亞胺樹脂，隔離塗層的實例可以包含約5～50重量份或10～45重量份的量的氣凝膠。如果氣凝膠的含量低於預定量，例如，低於基於聚醯胺醯亞胺樹脂的約5重量份，可能難以降低隔離塗層的導熱係數和密度，難以充分地確保耐熱特性，並降低隔離塗層的耐熱特性。

此外，如果氣凝膠的含量高於預定量，例如，高於基於聚醯胺醯亞胺樹脂的約50重量份，可能難以充分地獲得隔離塗層的機械材料特性，且在隔離塗層中可能發生開裂，或者可能難以牢固地保持隔離層的塗層形式。聚醯胺醯亞胺樹脂可以具有約3000～300,000範圍內的重均分子量，或特別地約4000～100,000的重均分子量。氣凝膠可以包含選自氧化矽、碳、聚醯亞胺和金屬碳化物中的至少一種化合物。氣凝膠可以具有約100cm3/g～1000cm3/g範圍內的比表面積。關於聚醯胺醯亞胺樹脂和氣凝膠的具體內容包括以上與隔離塗覆組合物的實例有關的內容。

隔離塗層可以通過使隔離塗覆組合物乾燥而得到。用於使隔離塗覆組合物實例乾燥的設備或方法可以不特別限制。例如，可以採用在室溫或更高溫度下的自然乾燥法或者在50℃或更高溫度下使隔離塗覆組合物乾燥的方法，沒有限制。隔離塗覆組合物可以塗覆在塗覆目標物上，例如，內燃機的內表面或內燃機組件的外表面，隔離塗覆組合物可以在約50℃～200℃的溫度下半乾燥至少一次，且該半乾燥的塗覆組合物可以在約200℃或更高的溫度下完全乾燥，從而可以形成隔離塗層。然而，製備隔離塗層實例的具體方法可以不限於此。

實施例

根據本發明的示例性實施方式將在以下詳細描述。然而，以下的示例性實施方式僅說明本發明，本發明的內容不限於以下示例性實施方式。

示例性實施方式1～3

(1)隔離塗覆組合物的製備

將分散在乙醇中的多孔二氧化矽氣凝膠(具有約500cm3/g的比表面積)和分散在二甲苯中的聚醯胺醯亞胺樹脂(Solvay Corporation的產品，具有約11,000的重均分子量)注入20g的反應設備中，加入約 440g的二氧化矽珠子，並在室溫和常壓條件下以150～300rpm的速度實施球磨，由此製備出隔離塗覆組合物(塗覆溶液)。

在此情況下，多孔二氧化矽氣凝膠與聚醯胺醯亞胺樹脂的重量比列於如下表1中。

(2)隔離塗層的形成

得到的隔離塗覆組合物以噴塗法塗覆在用於車輛發動機的組件上。在將隔離塗覆組合物塗覆在組件上並首次在150℃的溫度下半乾燥約10分鐘之後，再塗覆該隔離塗覆組合物並在150℃下第二次半乾燥約10分鐘。在第二次半乾燥之後，再塗覆隔離塗覆組合物並在250℃的溫度下完全乾燥約60分鐘，從而在組件上形成隔離塗層。在此情況下，形成的塗層的厚度列於以下表1中。

比較例1

分散在二甲苯中的聚醯胺醯亞胺樹脂(Solvay Corporation的產品，具有約11,000的重均分子量)以溶液(PAI溶液)噴塗法塗覆在用於車輛發動機的組件上。

在將PAI溶液塗覆在組件上並首次在150℃下半乾燥約10分鐘之後，再塗覆PAI溶液並第二次在150℃下半乾燥約10分鐘。在第二次半乾燥之後，再塗覆PAI溶液並在250℃的溫度下完全乾燥約60分鐘，從而在組件上形成隔離塗層。在此情況下，形成的塗層的厚度列於以下表1中。

比較例2

(1)塗覆組合物的製備

將聚醯胺醯亞胺樹脂(Solvay corporation的產品，具有約11,000的重均分子量)注入20g的反應設備中，加入約440g的二氧化矽珠子，並在室溫和常壓條件下以150～300rpm的速度實施球磨，從而製備隔離塗覆組合物(塗覆溶液)。

(2)隔離塗層的形成

將厚度為約200μm的塗層以與示例性實施方式1相同的方式形成。

實驗例

1.實驗例1：導熱係數的測定

根據ASTM E1461標準通過熱擴散法用雷射閃光法在室溫和常壓條件下測定由示例性實施方式和比較例得到的組件塗層的導熱係數。2.實驗例2：熱容的測定

根據ASTM E1269標準通過採用藍寶石作為參照物用DSC設備在室溫條件下測定由示例性實施方式和比較例得到的組件上的塗層的比熱，並證實熱容。

表1

如表1中所列，證實由示例性實施方式1～3得到的厚度在約120～200μm範圍內的隔離塗層具有約1240KJ/m3K或更低的熱容和約0.54W/m或更低的導熱係數。因此，由示例性實施方式1～3得到的隔離塗層用於塗覆內燃機的組件，從而可以降低熱能的外部釋放以改善內燃機的效率和車輛的燃料消耗。

此外，如圖2所示，在由示例性實施方式1製備的隔離塗層中，聚醯胺醯亞胺樹脂不滲入氣凝膠中且氣凝膠可以將內部孔保持在約 92％。

相反，在由比較例2製備的塗層中，如圖3所示，聚醯胺醯亞胺樹脂滲入氣凝膠中，從而幾乎觀察不到孔。

根據本發明示例性實施方式的用於發動機的氣缸蓋100，通過採用能夠確保機械材料特性和耐熱特性並呈現低導熱係數和低體積比熱的隔離塗層，進氣的溫度升高被抑制，以減少發動機的爆震。因此，本發明的示例性實施方式可以通過由爆震減少引起的點火時序提前來改善燃料消耗，並由進氣效率的提高來改善發動機輸出。

本發明的示例性實施方式在本文中公開，但本發明不限於所公開的實施方式，且與此相反，其意在涵蓋包括在本發明的所附權利要求和詳細說明及附圖中的多種改變和等同配置。

儘管本發明已結合當前被認為是可行的示例性實施方式的內容進行了描述，應當理解的是，本發明不限於所公開的實施方式，且與此相反，其意在涵蓋在所附權利要求的主旨和範圍內包括的多種改變和等同配置。