[发明专利]一种重防腐型镉钴合金及石墨烯封闭镀层及制备工艺

说明书

本发明公开了一种重防腐型镉钴合金及石墨烯封闭镀层及制备工艺，所述镀层结构包括金属基体，在所述金属基体上制备的镉钴合金镀层，形成在所述镉钴合金镀层上的低铬彩色钝化层或军绿色钝化层，以及在钝化层上形成的石墨烯封闭层。本发明的优点在于：镉钴合金镀层致密性高，耐蚀性优异；低铬彩色钝化层或军绿色钝化层具高耐蚀性和自修复性；石墨烯封闭层具有高耐蚀性和耐磨性；因此，这种镀层结构具有特别优异的耐蚀性等性能，适用于制备海洋等强腐蚀环境的防护性镀层。

技术领域

本发明涉及金属电镀领域，具体涉及一种重防腐型镉钴合金及石墨烯封闭镀层及制备工艺。

背景技术

海洋腐蚀是航海和海洋开发过程中面临的严重问题之一，由海洋腐蚀所引起的灾难性事故案例很多，造成了极其巨大的损失。2016年3月，全球腐蚀调查报告表明，世界平均腐蚀损失约占全球国民生产总值的3.4%4，而海洋腐蚀损失约占总腐蚀损失的1/3，如果采用有效的防护措施，可以避免25%～40%的腐蚀损失。同时，海洋腐蚀造成设施装备结构损伤、使用寿命缩短，是关系到国计民生的重要问题。

随着我国航海业的崛起，现有的防护技术已经不能满足船舶制造业日益增长的技术需求。开发高耐蚀性镀层以及钝化和封闭技术，对解决目前热带海洋环境造成的强腐蚀问题具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重防腐型镉钴合金及石墨烯封闭镀层及制备工艺，以解决现有镀层防护技术跟不上制造业发展需求的问题。

为了达到上述目的本发明采用如下技术方案：

一种重防腐型镉钴合金及石墨烯封闭镀层，包括金属基体，在所述金属基体上制备的镉钴合金镀层、在所述镉钴合金镀层上形成的钝化层、和在所述钝化层上形成的石墨烯封闭层。

在其中一些实施例中，所述镉钴合金镀层的厚度为6～24μm。

在其中一些实施例中，所述钝化层的厚度为0.3～0.8μm。

在其中一些实施例中，所述石墨烯封闭层的厚度为0.3～1μm。

一种重防腐型镉钴合金及石墨烯封闭镀层及制备工艺，所述镉钴合金镀层采用广州超邦化工有限公司开发的氯化钾镉钴合金电镀工艺制备：

氯化镉20～40g/L，氯化钴2～15g/L，配位剂90～160g/L，氯化钾120～180g/L，光亮剂1～3mL/L，辅助剂20～40mL/L，走位剂5～15mL/L；镀液pH值6.5～7.5，镀槽温度20℃～35℃，阴极电流密度0.5～2A/dm²，阴极与阳极面积之比为2︰(1～3)，阳极采用镉含量≥99.97%的镉阳极板。

在其中一些实施例中，所述钝化层采用低铬彩色钝化工艺制备。

在其中一些实施例中，所述钝化层采用铬酸军绿色钝化工艺制备。

在其中一些实施例中，所述石墨烯封闭层采用广州超邦化工有限公司开发的羟基石墨烯改性封闭剂制备：

所述的羟基石墨烯改性封闭剂按重量份数计算包括：硅溶胶15～35份，PU 113水溶性硅烷聚合物15～35份，质量分数为4%的羟基石墨烯4～12份，荷兰拓纳公司生产的TANAFOAMS有机硅消泡剂0.4～0.6份，荷兰斯塔尔公司生产的LA13-863有机硅流平剂0.8～1.5份，去离子水30～50份；

将所述羟基石墨烯改性封闭剂加去离子水稀释3倍配制羟基石墨烯封闭液；

将经过钝化后的镉钴合金镀件浸渍在羟基石墨烯封闭液中形成封闭层。

在其中一些实施例中，所述金属基体为钢铁基体或铝合金基体。