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以乳液聚合法制备的各种聚合物乳液可以应用于水性涂料,环境友好,符合国家产业发展需求,所以,为提升相应水性涂层性能,各种改性研究在当前备受关注。本论文以细乳液聚合为基础,制备了环氧(EP)/聚丙烯酸酯(PA)复合乳液,在此基础上引入氧化石墨烯或石墨烯纳米复合物,制备出石墨烯/环氧/聚丙烯酸酯复合乳液及涂层,对氧化石墨烯制备方法、复合方法、以及涂料体系对涂层物理机械以及防腐性能的影响,开展了系统研究,得到了具有较高防腐性能和物理机械性能的水性涂层材料。本论文主要内容如下:1.以改进的Hummers方法为基础,改变实验所用原料及反应条件,得到了两种不同的氧化石墨烯。对产物用傅立叶红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)测试,发现两种方法都可以实现对石墨的成功剥离,但是不同条件下得到的纳米片层结构的氧化程度不同,即氧化石墨烯(GO)和更高氧化程度的氧化石墨烯(HODGO)。GO和HODGO都可以在水中自分散,形成稳定的水分散体。2.以细乳液聚合法为基础,通过对乳化剂体系的优化,得到了稳定的PA乳液;设计以直接共混法制备GO-PA复合乳液并成膜,用万能试验机、称重法、热失重测试仪(TGA)对复合胶膜的力学性能、吸水率、热稳定性进行表征,并研究了不同用量对复合胶膜的影响,发现适量(0.8%以内)GO的添加能使乳胶膜拉伸强度和杨氏模量提高、热分解温度提高,吸水率下降。3.在上述聚合体系中引入环氧树脂E44,同时将HODGO引入乳化体系作为Pickering乳化剂,通过细乳液聚合制备HODGO/EP/PA复合乳液并成膜;对HODGO以及E44含量对乳胶膜力学性能以及吸水率的影响进行了研究,结果表明E44及HODGO的引入均能使乳胶膜拉伸强度和杨氏膜量提高、吸水率下降;20%E44,0.2%HODGO的乳胶膜拉伸强度为13.28MPa,比0%E44,0%HODGO的乳胶膜提高了 3倍;吸水率为4.25%,降低为0%E44,0%HODGO的乳胶膜的吸水率的1/2。4.在GO水分散液中引入埃洛石纳米管(HNTs),用水合肼作还原剂,以还原凝聚法制备出HNTs-rGO纳米复合材料;用傅立叶红外光谱仪(FTIR)、紫外可见光分光光度计(UV-vis)、透射电镜(TEM)、Zeta电位测试仪对HNTs-rGO进行了表征,结果表明GO中的含氧基团被部分还原;HNTs与rGO通过氢键形成有效复合;HNTs-rGO能以纳米复合物的形式分散在水中,分散液放置稳定性在一个月以上。5.用HNTs-rGO水分散液与上文中的EP/PA乳液直接混合,并加入各种成膜助剂及固化剂等助剂配制涂料,涂料经喷涂后,在40℃下干燥至漆膜表干,再放到90℃烘箱中固化2h,可以形成均匀连续涂层。对漆膜的物理机械性能进行测试,发现硬度和附着力优,分别为4H和0级;HNTs-rGO在加入量在1%以下时,对漆膜物理机械性能没有显著影响。但是,对漆膜与金属接触面进行SEM表征发现,HNTs-rGO的加入能提高涂层致密度。对涂层进行宏观耐介质测试及耐盐雾测试,发现当涂层中添加了 HNTs-rGO后,涂层的耐酸、耐碱、耐盐、耐水性能均有提高;对涂层进行EIS表征,结果也进一步说明了 HNTs-rGO对涂层防腐性能的提升。涂层的防腐性能受HNTs-rGO添加量的影响,在0.5%加入量时性能最佳,耐碱、耐蒸馏水、耐盐,耐盐雾时间均大于90天。