石墨烯/环氧树脂复合涂层由于结合了石墨烯和环氧树脂的优点,在复合材料领域具有广泛的应用前景。然而由于石墨烯片层较强的范德华力和高比表面积使其容易在聚合物基质中发生聚集,且其不亲水不亲油的特性增大了操作难度,影响了其优异性能的发挥。因此,本课题通过对石墨烯进行有效的接枝改性以改善其在分散介质中的团聚现象,提高其可操作性,并将其应用于环氧树脂中,制备高性能的石墨烯/环氧树脂复合涂层。为改善石墨烯难以加工的缺点,首先采用改进Hummers法制备氧化石墨烯,再通过乙烯基三乙氧基硅烷对其进行接枝改性,探讨了合成的最佳工艺条件以及硅烷改性对氧化石墨烯结构及性能的影响。通过工艺的优化,确定氧化石墨烯制备过程中石墨与高锰酸钾的比例为1:5,氧化石墨烯改性的最佳条件为氧化石墨烯与硅烷偶联剂的比例为1:4,反应温度及时间分别为75℃和6h。FT-IR结果证实乙烯基三乙氧基硅烷通过共价键的方式接枝在氧化石墨烯表面,XRD及SEM表征结果显示氧化石墨烯经改性后剥离程度增强,片层之间的距离进一步增加,TEM结果显示氧化石墨烯经改性后片层之间的团聚、堆叠现象有所改善,TGA结果显示氧化石墨烯经改性后热分解温度升高,热损失量降低,热稳定性得到提升,同时氧化石墨烯经改性后亲水性降低,亲油性增强。分别将不同含量改性前后氧化石墨烯加入环氧树脂中制备了石墨烯/环氧树脂复合涂层,通过优化工艺条件实现了石墨烯在环氧基体中的均匀分散,提高了环氧涂层的耐腐蚀、热稳定性能和附着力。首先对涂层固化过程中固化剂的用量进行探索,确定其用量为环氧树脂的25%,研究了氧化石墨烯在分散介质中的超声条件对涂层吸水率的影响,确定最佳超声功率和时间分别为600w和30min。其次研究了石墨烯的加入对复合涂层耐腐蚀性能的影响,结果表明与氧化石墨烯/环氧树脂涂层相比,相同填充量的改性氧化石墨烯/环氧涂层具有更好的防腐性能,当氧化石墨烯和改性氧化石墨烯的含量分别为0.5%和0.75%时,复合涂层的防腐性能最佳,向涂层中添加0.75%的改性氧化石墨烯,复合涂层的电化学阻抗值相较于纯环氧涂层提高了近两个数量级,耐盐雾时间达400h,过多的填料量反而使涂层的防腐性能降低。最后分别对两种复合涂层的其他性能进行测试,结果表明向环氧涂层中添加改性氧化石墨烯可使复合涂层的致密度增大,因而其热稳定性进一步增强。改性前后氧化石墨烯的加入均提高了环氧树脂涂层的附着力,但对其硬度无明显影响。