腐蚀是金属结构失效的普遍现象,给人类造成巨大的经济损失和生命威胁。降低腐蚀速率的方法有保护层、电化学保护和缓蚀剂等。有机涂层因其优异的力学性能、耐腐蚀性能和化学稳定性而被认为是最常用的防腐方法,其防腐机理是基于屏障保护和隔离金属结构与腐蚀环境。然而,传统的有机涂料大多是溶剂型的,会释放大量挥发性有机化合物（VOCs）,对环境造成污染。近年来,环氧树脂粉末涂料因其经济性、环保性、高效性和优异应用性能而得到迅速发展。由于环氧树脂是一种具有高度交联结构的热固性聚合物,它具有高强度、高刚度和脆性性能。因此,环氧树脂的多孔性和脆性是阻碍其广泛应用的主要缺陷。为了解决环氧树脂多孔性和脆性等缺陷,纳米颗粒常被作为增强相添加到环氧树脂基体中,形成纳米复合环氧粉末涂料,改善环氧树脂粉末涂层的柔韧性,进而提高其防护性能。鉴于不同尺寸,不同形状,不同类型的纳米材料可能会对环氧粉末涂料的性能造成不同的影响,因此本文选用不同维度（零维纳米球SiO2、一维碳纳米管MWCNTs和二维纳米片MoS2）的纳米材料进行尝试和对比,探索了一种通过化学改性及机械球磨技术协同作用负载到环氧树脂粉末中进行分散的新工艺,采用熔融混炼挤出技术制备了不同维度纳米复合环氧粉末涂料,采用静电喷涂法将纳米复合粉末涂敷在经过预处理好的碳钢试样上,加热固化得到纳米复合环氧粉末涂层。利用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）技术检测了不同纳米粒子改性的情况。采用透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）对纳米改性前后的微观形貌和改性后的纳米粒子在环氧树脂中分散质量进行了评价。通过检测涂层的附着力、耐摩擦性和抗冲击性能,评价了纳米复合环氧粉末涂层的力学性能。利用热重分析（TGA）和差示扫描量热分析（DSC）,测试了对不同维度纳米复合涂层的热稳定;通过中性盐雾试验（NSS）,电化学阻抗（EIS）和耐化学试剂腐蚀测试评估了不同含量的纳米材料对涂层阻隔性能和防腐性能的影响,探讨了纳米复合环氧粉末涂层的防腐作用机理,论文的主要研究内容和取得的结果如下:（1）采用硅烷偶联剂（APTES）对零维纳米SiO2进行了改性,制备的EP/0.2%m-SiO2复合粉末涂层较纯环氧粉末涂层相比,玻璃化转变温度（Tg）提高了1.3℃,附着力从3.2 MPa增加到5.8 MPa,抗冲击强度从33kg·cm增加到56 kg·cm,摩擦系数从0.58降低到了0.55,在3.5 wt%Na Cl溶液中浸泡70天后,EIS测试表明涂层阻抗|Z|0.01Hz 109.5Ω·cm~2,较纯环氧涂层提高了3.5个数量级。（2）采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）对羧基化一维多壁碳纳米管MWCNTs进行改性,制备的EP/0.2%m-MWCNTs复合涂层较纯环氧粉末涂层相比,Tg提高了15.13℃,附着力从3.2 MPa提高到4.1 MPa,抗冲击强度从33kg·cm增加到59 kg·cm,拉伸强度提高了53.7%,摩擦系数从0.58降低到了0.38。不同的试样在3.5 wt%Na Cl溶液中浸泡70天后,经EIS测试表明EP/0.2%m-MWCNTs复合涂层仍保持着相对较高的阻抗|Z|0.01Hz为109.1Ω·cm~2,较纯环氧涂层提高3.7个数量级。（3）采用盐酸多巴胺对二维MoS2纳米片成功进行了改性,制备的EP/0.2%m-MoS2复合涂层较纯环氧粉末涂层相比,Tg提高了12.35℃,附着力从3.2 MPa增加到4.4 MPa,抗冲击强度从33 kg·cm增加到60 kg·cm,摩擦系数从0.58降低到了0.1。EIS测试表明,不同涂层试样在3.5 wt%Na Cl溶液中浸泡7天、35天和70天后,其涂层阻抗出现了先增高后降低的情况EP/0.2%m-MoS2复合环氧粉末涂层阻抗|Z|0.01Hz从1010.8Ω·cm~2升高到1011Ω·cm~2然后70天后降到1010.2Ω·cm~2,较纯环氧涂层高4.2个数量级。纳米粒子通过改性、球磨和熔融混炼均匀分散在环氧树脂中形成了迷宫效应,延长了腐蚀介质的扩散路径,提高了涂层的阻隔和防腐性能。同时本论文研究的纳米复合环氧粉末涂料,响应了国家对绿色环保的要求,并为纳米复合环氧粉末涂料产业化工艺设计提供新思路和理论指导。