羥基石墨烯改性封閉劑的制備及其在鋅鎳合金鍍層三價鉻鈍化后處理中的應用

郭崇武

（廣州超邦化工有限公司，廣東 廣州 510460）

2016年的全球腐蝕調查報告顯示，世界平均腐蝕損失約占全球國民生產總值的3.4%[1]。金屬腐蝕造成了巨大的經濟損失，尤其是強腐蝕環境下的設備腐蝕，往往會給人們的生活帶來災難性的打擊。鋅鎳合金鍍層具有較高的耐蝕性，目前要求耐蝕性較高的非功能性電鍍件一般采用電鍍鋅鎳合金來達到防護的目的。現行的鋅鎳合金鍍層結構包括金屬基體、鋅鎳合金鍍層、三價鉻鈍化層及封閉層。其中封閉層多采用以硅溶膠為主要成膜物質的封閉劑來制備。隨著我國從制造大國向制造強國邁進，傳統的鋅鎳合金鍍層結構已不能滿足日益增長的市場需求。研究開發適用于強腐蝕環境下的鍍層結構的重要性日漸突出。

石墨烯為納米級碳材料，具有表面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應等特殊功能，又具有良好的耐蝕性、導電性以及優秀的機械性能，已經獲得了廣泛的研究和應用。然而由于石墨烯難以分散，因此一般使用的是氧化石墨烯和氧化還原石墨烯[2]。氧化石墨烯具有良好的水溶性，而氧化還原石墨烯一般不溶于水。筆者利用氧化石墨烯之一的羥基石墨烯，研制了一種改性封閉劑[3]，并將其作為鋅鎳合金鍍層三價鉻鈍化后處理劑來使用，以提高鋅鎳合金鍍層的耐蝕性。

1 羥基石墨烯改性封閉劑的制備

1.1 納米級羥基石墨烯的制備

(1) 低溫氧化：在1 000 mL燒杯中加入濃硫酸115 mL，在冰水浴中將濃硫酸的溫度降至2 ～ 5 °C，加入5 g質量分數大于99%的300目鱗片石墨粉，攪拌下緩慢加入高錳酸鉀18 g，控制反應溫度在2 ～ 10 °C范圍內，攪拌下反應120 min。……