一种新能源车用压铸铝合金及其制备方法与流程

本发明属于铝合金制备，具体涉及一种新能源车用压铸铝合金及其制备方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车的工业化发展，环境保护和节能减排是目前面临的严峻问题，汽车轻量化成为汽车行业发展的重要趋势，铝合金材料的应用有效缓解了这一难题，目前铝合金是满足汽车轻量化的主要材料之一，既能够达到汽车对材料性能的要求，还可以保证低成本生产，在各种汽车零部件中，使用铝合金材料的主要部分集中在底盘和发动机，通常铝合金的密度约为2.7g/cm3，而钢铁材料的密度约为7.8g/cm3，使用铝合金代替钢铁材料后发动机重量得到大幅度缩减，同时汽车车身和底盘的重要也随之减少，而支撑车身重量的车轮负载也随之减少，在车身重量大幅度降低的情况下，汽车油耗明显降低，而驾驶员对汽车的操控性也得到提升。

2、铝合金压铸件是一种压力铸造的零件，是使用装好铸件模具的压力铸造机械压铸机，将加热为液态的铝合金金属浇入压铸机的入料口，经压铸机压铸，铸造出模具限制的形状和尺寸的铝合金零件，如a380铝合金压铸件目前被广泛应用于新能源汽车制造上，但是a380铝合金中存在较高含量的cu(3.0-4.0wt％)，因此限制了其在潮湿与液态环境中的应用，其所具有高电极电位的富cu相易与具有低电极电位的a l基体形成电化学微电池，加快腐蚀的发生，并且现有铝合金压铸件具有固有的或不可避免地铸造缺陷，如气孔、砂眼，虽然阳极氧化是目前应用最为广泛的表面处理技术，可在铝合金铸件表面形成一层氧化膜，以改善铝合金铸件的外观、耐腐蚀性和抗氧化性，但是在阳极氧化处理中，只有铝基体被氧化，经阳极氧化后的铝合金铸件的表面呈多孔疏松状，难以形成致密的氧化膜，且合金元素的存在会使氧化膜的颜色不均匀，色泽不好，从而影响最终的耐腐蚀性和耐候性。

3、因此，有必要提供一种更加耐腐蚀的新能源车用压铸铝合金。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新能源车用压铸铝合金及其制备方法，以解决背景技术中的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种新能源车用压铸铝合金的制备方法，包括以下步骤：

4、将预处理压铸铝合金作为阴极置于装有电泳漆的电解槽中，以不锈钢板或普通钢板为阳极，槽液温度30℃，120-150v电压下电沉积3mi n，之后置于固化炉中，在180℃下固化1h，得到所述新能源车用压铸铝合金。

5、进一步地，电泳漆包括以下质量分数的各组分：

6、树脂乳液15-25％、乙氧基椰油烷基胺0.5-1％、炭黑5-10％，余量为去离子水。

7、进一步地，树脂乳液通过以下步骤制成：

8、步骤a1、将环氧树脂、poss基扩链剂、聚乙二醇和n,n-二甲基苄胺加入反应釜中，升温至160℃反应5-6h，然后降温至120℃，加入二乙醇胺，保温搅拌反应4h，降至室温加入乙二醇单丁醚，搅拌1-2h得到，得到功能环氧树脂；

9、其中，环氧树脂、poss基扩链剂、聚乙二醇、n,n-二甲基苄胺、二乙醇胺和乙二醇单丁醚的质量比为100：20-28：8-10：0.02：15.6-17.2：36.8-37.1，环氧树脂为环氧树脂e51，利用poss基扩链剂和聚乙二醇对环氧树脂进行扩链反应，得到功能环氧树脂；

10、步骤a2、将二苯基甲烷二异氰酸酯和甲基异丁基酮混合，氮气保护下，升温至70℃滴加乙二醇单丁醚和异辛醇的混合液，滴加结束后，95℃下搅拌反应4-6h，得到固化剂；

11、其中，二苯基甲烷二异氰酸酯、甲基异丁基酮、乙二醇单丁醚和异辛醇的质量比为280：130：116：130；

12、步骤a3、将功能环氧树脂和固化剂按照质量比75-85：32-33混合，70℃下搅拌与固化剂同等质量的乳酸，搅拌后加入乳酸质量3.7倍的去离子水，搅拌均匀，即得树脂乳液。

13、进一步地，poss基扩链剂通过以下步骤制成：

14、步骤s1、依次将氯仿、八乙烯基-poss、乙酸和浓硫酸加入烧瓶中，搅拌下升温至60℃，缓慢滴加30wt％过氧化氢溶液，滴加结束后，回流反应18h，反应结束后，通过分液移除上层液体，得到下层液体用饱和碳酸氢钠溶液和去离子水洗涤，除去水相，将所得溶液置于通风处，室温下挥发12h，之后60℃下真空蒸干溶剂，得到两官能团poss；

15、步骤s2、将两官能团poss、巯基二醇、安息香双甲醚和thf加入烧瓶中，搅拌10-15mi n后置于紫外灯下反应30mi n，旋蒸除去thf，得到中间产物；

16、步骤s3、将中间产物和苯加入烧瓶中，搅拌后加入香草醛和对甲苯磺酸，升温至回流反应6h，反应结束后，用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，采用乙酸乙酯萃取，有机相旋蒸去除乙酸乙酯，得到poss基扩链剂。

17、其中，步骤s1中氯仿、八乙烯基-poss、乙酸、浓硫酸和过氧化氢溶液的用量比为110-130ml：6g：25ml：0.8ml：50ml，浓硫酸的质量分数为95％，步骤s2中两官能团poss和巯基二醇的质量比为0.65-0.7g：0.6g，安息香双甲醚用量为两官能团poss和巯基二醇质量和的1.5-2％，thf用量为两官能团poss和巯基二醇质量和的8-10倍，紫外灯发射的光的波长为100-400nm，步骤s3中中间产物、苯、香草醛和对甲苯磺酸的用量比为1.2-1.3g：30-50ml：0.6-0.8g：0.03g。

18、本发明以乙酸、浓硫酸和30wt％过氧化氢溶液组成的氧化体系对八乙烯基-poss进行氧化处理，使八乙烯基-poss的部分乙烯基转化为环氧基，得到含有乙烯基和环氧基的两官能团poss，之后利用两官能团poss的乙烯基与巯基二醇的巯基反应，在poss结构上引入二羟基结构，得到中间产物，最后利用二羟基与香草醛的醛基发生缩合反应，分子类引入可逆的缩醛结构，得到poss基扩链剂，可知该扩链剂含有poss自身的立体笼状结构、环氧基、香草醛结构。

19、进一步地，巯基二醇通过以下步骤制成：

20、向烧瓶中加入丙三醇、巯基乙酸、环己烷和对甲苯磺酸，控制反应温度80-82℃，搅拌反应10-12h，反应完毕后，将反应产物冷却至室温，用浓度0.1mo l/l的碳酸氢钠溶液洗涤，有机层用无水氯化钙干燥，旋蒸去除环己烷，得到巯基二醇，丙三醇和巯基乙酸的摩尔比为1：1，环己烷用量为丙三醇和巯基乙酸质量和的10倍，对甲苯磺酸用量为丙三醇和巯基乙酸质量和的1-2％，以丙三醇和巯基乙酸为底物，对甲苯磺酸为催化剂，通过控制原料摩尔比，以酯化反应得到含有巯基、酯基和两个羟基的巯基二醇。

21、进一步地，预处理压铸铝合金为压铸铝合金经过打磨、喷砂、碱性除油除锈、磷化处理和钝化处理得到。

22、进一步地，一种新能源车用压铸铝合金由上述制备方法制得。

23、本发明的有益效果：

24、1、基于阳极氧化处理对压铸铝合金耐腐蚀改善不佳的问题，本发明利用以树脂乳液、乙氧基椰油烷基胺、炭黑和去离子水组成电泳漆，通过电泳沉积法在压铸铝合金表面形成耐腐蚀膜，所用设备简单，易操作，并且生成的膜层均匀，能够有效阻碍腐蚀介质的侵蚀。

25、2、相比于传统的电泳漆而言，本发明中的树脂乳液经环氧树脂、poss基扩链剂、聚乙二醇和二乙醇胺扩链获得，通过环氧基开环反应引入更多的羟基，一方面提高漆膜与基材的附着力，另一方面基于poss基扩链剂具有较好的刚性，聚乙二醇具有较好的柔性，使树脂乳液成膜后具有良好的韧性，克服环氧树脂漆膜脆性大，易脱落的问题；且poss为认为是最小的二氧化硅颗粒，具有纳米尺寸效应，在膜层中可以约束裂纹的扩大和延伸，吸收能力，减少基体的应力集中，进一步地起到增韧作用；poss庞大的分子空间和疏水性减少了膜层与水的接触面，产生“伞效应”作用，进一步提高膜层的耐腐蚀性；最为突出的是，poss基扩链剂中含有通过缩醛结构连接的香草醛，缩醛结构在酸性条件下不稳定，释放长草醛分子，而香草醛是一种绿色金属缓蚀剂，能够有效延缓金属的腐蚀，因此，本发明制备的电泳漆处理的压铸铝合金具有更稳定的耐腐蚀效果，能够满足新能源汽车用压铸件铝合部件的需求。