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金属材料的耐用性通常会因其腐蚀过程而降低。自古以来,动物脂肪和蜂蜡被涂在金属表面上以抑制金属工具的腐蚀。如今,配制有机涂料可为金属提供更有效的保护。广泛使用基于有机溶剂的涂料包含大量挥发性有机化合物(VOC),会造成严重的环境污染问题。作为环保替代品,以水为溶剂的水性聚氨酯(WPU)和以乙醇为溶剂的聚乙烯醇缩丁醛具有出色的耐磨性和耐化学腐蚀性以及对基材的牢固的附着力越来越受到了人们的重视。为了提高涂层的耐腐蚀性,探索了添加诸如碳纳米管,石墨烯及其衍生物之类的纳米填料,以制备聚合物基复合涂层。本论文采用改性的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并使用异佛尔酮二异氰酸酯和氮氮二甲基乙醇胺对GO功能化改性,最后制备石墨烯衍生物(IP-GO)。通过红外光谱、X射线光电子能谱、拉曼光谱等表征证明IP-GO制备成功。将0.3 wt%的GO、IP-GO和还原氧化石墨烯作为防腐填料添加至WPU涂料中制备复合防腐涂层。不同的涂层分别经过盐雾试验、电化学阻抗、吸水率等测试得出GO和IP-GO的加入均能提高水性聚氨酯的整体防腐性能,但是IP-GO增强的水性聚氨酯在3.5 wt%的氯化钠溶液浸泡50 d后其阻抗模量依然保持在10~8Ω以上。为了进一步提高复合涂层的防腐性能,利用IP-GO配合锌粉和聚苯胺功能化改性碳纳米管制备富锌防腐涂层。聚苯胺的加入有效的提高了多壁碳纳米管(MWCNT)的导电性,之后探究了聚苯胺和MWCNT的不同质量比对电导率的影响,最后得出聚苯胺与MWCNT在质量比5∶1的时候导电率最好。最后探讨了(PMWCNT)防腐机理以及其与功能化石墨烯、锌粉之间的协同作用增强WPU的防腐机理。利用绿色无毒快速还原的方法制备RGO膜,利用RGO的高疏水以及分子不透过性制备不同层结构的防腐涂层。该涂层结构为RGO层与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)聚合物交替涂覆。经防腐测试,GO和RGO层的加入均能提高PVB涂层防腐效率,但是引入RGO膜后PVB涂层的防腐效率最高。