防腐是一个古老且永恒的话题,随着现代社会的急速发展,钢材的使用量越来越大,但是钢铁的防腐面领着很大的挑战。可以采用多种手段对其进行防腐处理,其中在钢材表面涂覆防腐涂料是使用最方便,最经济的一种方法。溶剂型涂料有机挥发物含量较高,并且在运输过程中存在的很大的着火、爆炸等安全隐患的缺点,随着人们的安全环保意识的提高,水性涂料是目前研究的热点。但是从溶剂性防腐涂料到水性防腐涂料的转变还在研发阶段。本论文主要研究了磺化石墨烯（SG）及其改性衍生物在水性聚氨酯涂料（WPU）中的防腐性能;考察天门冬氨酸酯在水性聚氨酯中快速交联的性能;构建了磺化石墨烯在涂料中分散状态的理论模型,探讨了磺化石墨烯提高涂层防腐性能的机理。通过研究得到以下结论:1)对于磺化石墨烯/水性聚氨酯清漆中,涂层表现出较好机械性能。涂层接触角随着磺化石墨烯添加量的增加而提高,说明涂层的亲水性增加。Tafel曲线的测试得知,相对纯WPU涂层,当SG加入到WPU中时,腐蚀电流降低,其中SG（1.0）/WPU涂层的腐蚀电流最低,为1.426×10^-7A,表现出优异的防腐性能。2)傅里叶红外光谱仪（FT-IR）测试表明接枝成功,3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）已改性磺化石墨烯。改性磺化石墨烯/水性聚氨酯涂层具有较好的机械性能。接触角的测试也发现涂层表现出较好的亲水性。Tafel曲线发现加入改性磺化石墨烯对于体系的防腐性能有一定的提升,MSG（1.0）/WPU的防腐蚀性最优。3)天门冬氨酸酯（aspartic acid ester,AE）作为催干剂添加到水性聚氨酯中,可以加速涂膜的成膜时间,有利于反应的快速进行。随着催干剂的增加,表面干燥时间变短。涂层的水分挥发速率可知,AE（0.3）/WPU涂膜水分蒸发速率最快。水接触角的测试证明了涂层表面的疏水性能增加,通过Tafel的测试发现耐腐蚀性也得到了一定的提升。FT-IR和差示扫描仪（DSC）证实,天门冬氨酸酯在水性聚氨酯涂层形成过程中发挥了加快表干的作用,增加漆膜的交联程度。对漆膜的机械性能提高有促进作用。4)对改性磺化石墨烯进行还原（RSG）后,和天门冬氨酸酯一起添加到水性聚氨酯中,考察漆膜的性能变化。从FT-IR图谱发现,磺化石墨烯结构中不仅含有硅烷分子,而且也被二乙醇胺（DEA）还原。XRD证明了磺化石墨烯层间距有所增加,表明APTES进入石墨烯的片层中。RSG/WPU涂料具有很好的分散性和稳定性。由SEM图发现,RSG均匀分散到WPU树脂中。从随着RSG含量的增加,漆膜的接触角略有增加,其中RSG（1.0）/WPU的接触角最高。电导率随着RSG含量的增加,先升高后略有下降。通过Tafel曲线可以得到,含有RSG的涂层显示出一定的防腐性能。通过耐盐雾试验表明,RSG（1.0）/WPU涂层具有超出200h的防腐蚀性能。（5）通过本论文研究,发现不管是磺化石墨烯,改性磺化石墨烯还是改性还原磺化石墨烯,添加量我聚氨酯树脂重量的1%时,能够最大限度的提高涂料和漆膜的性能。