一种高强度钛合金行李架及其制备工艺的制作方法

本发明涉及钛合金，具体是一种高强度钛合金行李架及其制备工艺。

背景技术：

1、行李架是指便于承载行李物品的支架，车用行李架多安装在车顶或车体内部。目前的车用行李架多数为不锈钢，虽然不易生锈，但其具有较大的质量，不利于车辆的轻量化发展。

2、钛合金具有热稳定性高、轻质等优点，在航空航天、生物医学、交通运输中广泛应用，用钛合金制备汽车行李架有利于车辆的轻质化。但是钛合金同样存在表面硬度低、耐磨性较差，在缺氧或高温酸性等环境下易发生腐蚀等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高强度钛合金行李架及其制备工艺，以解决现有技术中的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种高强度钛合金行李架的制备工艺，包括以下步骤：

4、s1：取tc4钛合金棒材为行李架基材，拉弯成型，锯切、铣切、钻孔、去毛刺、抛光、清洗、吹干，得到基材；

5、s2：将基材依次碱洗、磨砂后，放入复合电解液中进行微弧氧化，得到预处理基材；

6、s3：用复合纳米氧化铝、自修复预聚体、固化剂制备封孔涂料；

7、s4：将封孔涂料涂覆到预处理基材上，固化，得到一种高强度钛合金行李架。

8、进一步的，碱洗所用溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠中一种或复配。

9、进一步的，微弧氧化的工作条件为：氧化电压为600v，脉冲频率为600hz，脉冲占空比为18％，氧化时间为15min。

10、进一步的，以去离子水为溶剂，复合电解液的组成为：7.8g/l硅酸钠、3.2g/l六偏磷酸钠、0.9g/l氢氧化钠、6ml/l丙三醇、5g/l复合纳米氧化铝。

11、进一步的，以重量份数计，封孔涂料的组成为：复合纳米氧化铝1-4份、自修复预聚体18-21份、固化剂1-3份。

12、进一步的，固化剂为胺类固化剂。

13、进一步的，复合纳米氧化铝的制备包括以下步骤：

14、(1)将吡咯、4-(甲磺酰基)苯甲酸、丙酸混合，在133-135℃保温2h，冷却，加入甲醇，在冰浴中搅拌20-30min，过滤、洗涤、烘干，得到5,10,15,20-(4-羧基苯基)卟啉；

15、(2)将5,10,15,20-(4-羧基苯基)卟啉、六水合氯化铝、去离子水混合，加热搅拌25-30min转移到反应釜中，在178-182℃保温2-4h，加入纳米氧化铝，继续保温8-10h，冷却、离心、洗涤、干燥，得到改性纳米氧化铝；

16、(3)将改性纳米氧化铝、2-甲基咪唑、甲醇混合，加入六水硝酸锌、甲醇的混合液，继续搅拌10-12h，干燥，加入含有巯基的双席夫碱缓蚀剂、丙酮的混合液，转移到真空干燥箱中放置25-30min，将真空箱气压降至0.04-0.07mpa，离心，继续分散至含有巯基的双席夫碱缓蚀剂、丙酮的混合液中，重复分散操作3-5次，旋蒸，干燥，得到复合纳米氧化铝。

17、进一步的，自修复预聚体的制备包括以下步骤：将三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、含有巯基的双席夫碱缓蚀剂、3,3-二硫代二丙酸混合，加入4-二甲氨基吡啶、咪唑、四氢呋喃的混合液，超声搅拌1-2h，然后在18-25℃保温1-2h，出料，得到自修复预聚体。

18、进一步的，含有巯基的双席夫碱缓蚀剂的制备包括以下步骤：

19、将谷胱甘肽、氢氧化钠、无水乙醇混合，升温至30-35℃，加入乙醇、对苯二甲酸的混合液，冷却、抽滤，用无水乙醇洗涤3-5次，研磨，得到含有巯基的双席夫碱缓蚀剂。

20、本发明的有益效果：

21、本发明提供一种高强度钛合金行李架及其制备工艺，通过在钛合金表面微弧氧化时引入复合纳米氧化铝，然后涂覆一层具有自修复性的封孔涂料，在行李架表面构建抗机械损伤的耐腐蚀抗菌表面，大幅延长行李架的使用寿命。

22、采用微弧氧化来提高钛合金的强度与耐磨性，在复合电解液中加入纳米氧化铝后，来改善微弧氧化膜层的表面质量、厚度、显微硬度、耐磨损性，为了使纳米氧化铝在钛合金表面均匀分布，对纳米氧化铝进行改性处理，利用水热法在纳米氧化铝表面构建以5,10,15,20-(4-羧基苯基)卟啉为配体的铝基框架mofs，来改善其在复合电解液中移动速率，为了进一步提高其抗腐蚀性，采用mofs-on-mofs策略，在铝基框架mofs的表面生长以2-甲基咪唑为配体的zif-8，合成的复合mofs作为缓蚀剂的容器，利用负压法将含有巯基的双席夫碱缓蚀剂负载入复合mofs中，从而大幅提高行李架的力学性能、耐腐蚀性及抗菌性，其中含有巯基的双席夫碱缓蚀剂是以谷胱甘肽与对苯二甲醛为原料，缩合形成吸附基团多、分子链长的含有巯基、羧基与亚胺键的缓蚀剂，具有较高的缓蚀效率。

23、为了赋予行李架优秀的抗机械损伤性，使其遭遇机械划伤后在光照作用下可快速恢复，保持其优秀自愈性，通过成分设计，赋予封孔涂料形成的涂层优秀的自修复性与抗菌性。

24、市场现有的自修复涂料，多采用单一的动态共价键进行调控，自修复存在一定的局限性，本发明以三羟甲基丙烷三缩水甘油醚为环氧单体，利用含动态亚胺键的含有巯基的双席夫碱缓蚀剂为刚性交联剂和含动态二硫键的3,3-二硫代二丙酸为柔性交联剂，通过环氧-巯基的点击反应和环氧-羧基的酯化加成，通过调整比例，获得多种动态共价键和氢键结合网络结构的自修复预聚体，然后以复合纳米氧化铝作为增韧剂，引入金属键络合，构建复杂的自修复网络体系，使其在光照下加快自修复速率，在钛合金表面构建具有机械耐久性、耐候性和防腐性的抗菌表面，从而延长钛合金的使用寿命。

技术特征：

1.一种高强度钛合金行李架的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高强度钛合金行李架的制备工艺，其特征在于，碱洗所用溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠中一种或几种复配。

3.根据权利要求1所述的一种高强度钛合金行李架的制备工艺，其特征在于，微弧氧化的工作条件为：氧化电压为600v，脉冲频率为600hz，脉冲占空比为18％，氧化时间为15min。

4.根据权利要求1所述的一种高强度钛合金行李架的制备工艺，其特征在于，以去离子水为溶剂，复合电解液的组成为：7.8g/l硅酸钠、3.2g/l六偏磷酸钠、0.9g/l氢氧化钠、6ml/l丙三醇、5g/l复合纳米氧化铝。

5.根据权利要求1所述的一种高强度钛合金行李架的制备工艺，其特征在于，以重量份数计，封孔涂料的组成为：复合纳米氧化铝1-4份、自修复预聚体18-21份、固化剂1-3份。

6.根据权利要求5所述的一种高强度钛合金行李架的制备工艺，其特征在于，所述固化剂为胺类固化剂。

7.根据权利要求1所述的一种高强度钛合金行李架的制备工艺，其特征在于，复合纳米氧化铝的制备包括以下步骤：

8.根据权利要求1所述的一种高强度钛合金行李架的制备工艺，其特征在于，自修复预聚体的制备包括以下步骤：将三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、含有巯基的双席夫碱缓蚀剂、3,3-二硫代二丙酸混合，加入4-二甲氨基吡啶、咪唑、四氢呋喃的混合液，超声搅拌1-2h，然后在18-25℃保温1-2h，出料，得到自修复预聚体。

9.根据权利要求7或8所述的一种高强度钛合金行李架的制备工艺，其特征在于，含有巯基的双席夫碱缓蚀剂的制备包括以下步骤：

10.一种高强度钛合金行李架，其特征在于，由权利要求1-8中任一项所述制备工艺制备得到。

技术总结本发明涉及钛合金技术领域，具体是一种高强度钛合金行李架及其制备工艺，通过在钛合金表面微弧氧化时引入复合纳米氧化铝，然后涂覆一层具有自修复性的封孔涂料；对纳米氧化铝进行改性处理，利用水热法在纳米氧化铝表面构建以5,10,15,20‑(4‑羧基苯基)卟啉为配体的铝基框架MOFs，在铝基框架MOFs的表面生长以2‑甲基咪唑为配体的ZIF‑8，利用负压法将含有巯基的双席夫碱缓蚀剂负载入复合MOFs中；以三羟甲基丙烷三缩水甘油醚为环氧单体，利用含动态亚胺键的含有巯基的双席夫碱缓蚀剂和含动态二硫键的3,3‑二硫代二丙酸作为交联剂合成自修复预聚体。技术研发人员：谈技峰,王魏,许奇受保护的技术使用者：扬州元辰汽车配件有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/29