水基环氧树脂涂料以其出色的力学性能、高交联密度和附着强度等优点使其成为水性重防腐涂料中最主要的一员。石墨烯复合防腐涂料是以石墨烯二维纳米结构为出发点,大片层插入后可显著改善聚合物材料对腐蚀介质（水、氧气和电解质）的屏蔽性能,从而发挥金属防腐作用的一类新型涂料。聚苯胺基涂料通过抑制腐蚀介质的渗透,同时在金属表面形成钝化氧化层,从而起到防腐作用。目前围绕石墨烯复合防腐涂层的分散稳定性和聚苯胺复合防腐涂层构性关系的研究是需要致力解决的问题。本文围绕以上问题,合成非离子乳化型环氧树脂固化剂并通过相反转法制备了水基环氧防腐涂料EP。以EP作为基础树脂与功能化石墨烯衍生物和自掺杂的聚苯胺复合得到不同类型的水性环氧树脂复合防腐涂料,研究了构性及防腐作用机理。具体内容与结果如下:（1）通过高分子分子结构设计,以双酚A型环氧树脂、三乙烯四胺（TETA）、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚（TPEG）和甲基聚氧乙烯环氧基醚（MEH）为原料,合成了一系列非离子乳化型水性环氧树脂固化剂（WPEA）,并通过转相法制备得到固化剂-环氧树脂复合乳液（WPEA-EP）,并作为基础树脂应用于金属防腐涂料。研究发现,适当的聚醚链段结构可显著改善固化剂对环氧树脂的乳化分散性能,其非离子特性解决了传统酸中和阳离子环氧固化剂对金属表面的“酸蚀”问题。与此同时,通过选择不同环氧值的环氧树脂,其固化剂的刚性、与被乳化环氧树脂的亲和性、乳化分散能力、亲疏水特性均有不同程度的改变。在本文的合成配方中,当MEH加入量为0.03mol,引入的环氧树脂环氧值为0.35mol/100g时所得到的固化剂具有最佳的综合性能,涂层电阻得到大幅度提升,盐雾测试证实其防腐能力高于其他配比。非离子乳化型水性环氧树脂固化剂的制备策略和分子结构设计方案适用于一般的水性环氧树脂乳液的设计,不仅解决了有机酸中和阳离子型固化剂的的“酸蚀”问题,也为开发新型环氧涂层和地坪涂料的设计提供了理论和技术支撑。（2）采用亚硫酰氯与氧化石墨烯经酰氯化反应生成酰氯基团,再与2-氨基-4,6-二氯苯酚反应得到多氨基功能氧化石墨烯（MAGO）,然后与水性环氧树脂复合得到水性MAGO/环氧纳米复合涂料（MAGO/EP）。所制备的MAGO利用形成的酰胺键和伯胺基赋予氧化石墨烯与环氧树脂的共价键结合。研究发现,这种共价键的结合有利于提高纳米复合涂层的交联密度和阻隔性能,改善纳米材料与聚合物复合后的重新聚集而形成的分离现象。同时其多胺基结构可提高石墨烯纳米材料的水分散性,使得复合涂层在分散稳定性、力学性能,耐水性及长效防腐机制之间建立平衡。对比发现MAGO/EP的耐水性,小分子屏蔽性能和附着强度远高于氧化石墨烯/水性环氧复合涂层（GO/EP）。模拟腐蚀40天后,MAGO/EP的阻抗模量高于GO/EP三个数量级,耐腐蚀寿命延长数倍。本课题所构建的水基石墨烯/环氧树脂复合防腐涂层,为一种高性能的新型绿色防腐涂料,为自交联石墨烯防腐涂层的分子设计提供新思路,具有较强的理论意义。（3）通过球磨分散工艺,制备得到三聚磷酸铝/氧化石墨烯水性复合防腐浆料（AlTP/GO）,并应用于水性环氧涂料制得三聚磷酸铝/氧化石墨烯-水性环氧复合涂料（EP-AlTP/GO）,研究了 AlTP/GO在水性环氧树脂中的分散性、防腐机理及防腐性能。结果表明,氧化石墨烯的引入提高了涂层的耐水性和屏蔽性能;三聚磷酸铝可提高涂层在金属基材上的附着强度;通过电化学测试（Bode）和环境扫描电镜测试（E-SEM）测试发现,AlTP/GO可有效增强水性环氧涂层对腐蚀介质的屏蔽作用,限制了腐蚀反应的扩散,在3.5%NaCl水溶液中浸泡40天后其低频阻抗达到7.02×107Ω·cm²,盐雾测试40天后金属表面平滑,金属腐蚀未发生明显扩散,EP-AlTP/GO人工破损处周边含氧量低至15.66%,遏制了氧化铁的形成。（4）通过自由基聚合法,分别以对氨基苯甲酸和对氨基苯磺酸为改性剂,制备得到羧基化聚苯胺（CPANi）和磺酸化聚苯胺（SPANi）。并对比研究两种掺杂方式所得到的聚苯胺纳米材料的构性关系及对水性环氧树脂中防腐性能的影响。研究表明:①自掺杂后聚苯胺的水分散稳定性得以改善,作为防腐颜料应用到EP涂层中,填充了 EP涂层自体存在微观的孔隙和裂缝,涂层的屏蔽腐蚀介质能力提高。②聚苯胺的加入可促进金属涂层/金属界面形成一层致密的氧化膜,发挥到二次屏蔽的作用。③自掺杂电活性聚苯胺本身具有纤维结构,其搭桥分散方式有利于复合材料形成导电通路,纳米材料的分散性决定了复合材料导电性,导电性越高,其渗透阈值越低,腐蚀阳极反应中Fe被氧化生成的Fe²⁺所产生的的电子更易通过导电通路转移到涂层外部的氧原子处,因此,传导通路是电子传输的必要条件。由测试结果可知,由于SPANi/EP具有更高的电导率,有利于腐蚀反应产生的电子进行迁移,揭示掺杂结构不同的聚苯胺其复合涂层防腐性能差异的本质。