水性环氧防腐涂料不含挥发性有机物,具有绿色、环保、低毒等特点,是未来涂料发展的趋势。然而,相比于油性涂料,水性环氧防腐涂料综合性能较差,在海洋重防腐领域应用较少。基于此,本文首先制备出水性环氧富锌涂料,进一步将石墨烯加入到该涂料体系中,制备出性能优异的石墨烯/水性环氧富锌涂料;系统的研究了石墨烯纳米片、石墨烯粉、氧化石墨烯(电解法)、氧化石墨烯(Hummers法)四种石墨烯材料的加入对涂料性能的影响;最后对石墨烯/水性环氧富锌涂料的经济成本和社会效益进行分析。采用化学改性法制备水性环氧树脂,将对苯二胺作为水性环氧固化剂的主要胺类化合物,以平行试验、正交试验分别确定了水性环氧树脂、水性环氧固化剂的工艺路线。利用激光粒度仪、旋转粘度仪、红外光谱仪、扫描电子显微镜(SEM)等仪器对水性环氧树脂和固化剂进行表征,制备出了粒度小、稳定性高、粘度低的水性环氧树脂和水性环氧固化剂。在此基础上,研究了固化剂添加量、颜填料体积浓度对水性环氧富锌涂料性能的影响,确定环氧基与活泼氢的摩尔比为1.4:1、颜填料体积浓度为35%时,涂层有较好的耐盐雾性能(800h)、附着力(0级)、柔韧性(1 mm)、硬度(2 H)。研究分析了四种石墨烯材料的加入对水性环氧富锌涂料性能的影响,实验结果表明:四种材料的加入均能改善水性环氧富锌涂料的耐蚀性能。其中,氧化石墨烯(Hummers法)、石墨烯纳米片、石墨烯干粉加入涂料后,涂层的耐盐雾性能达到1500 h,氧化石墨烯(电解法)加入涂料后,涂层耐盐雾性能达到1000 h,对应最优的添加量分别为0.3 wt%、0.5 wt%、0.5 wt%、0.5 wt%。此外,四种材料的加入在一定程度上改善了涂层疏水性能。对比分析了四种石墨烯材料加入水性环氧富锌涂料后成本的变化,发现石墨烯纳米片加入涂料更具有经济优势,氧化石墨烯涂料成本相对较高,石墨烯粉涂料的成本适中。因此,石墨烯纳米片有望在水性环氧涂料领域实现大规模应用。