石墨烯具有高的比表面积、优良的抗渗透性、高的化学稳定性和良好的导电性等性能,对于水性环氧树脂(WEP)涂层和磷化涂层的耐蚀性具有较强的提升作用。但不幸的是,石墨烯层间的范德华力和高的比表面积使其在涂层或磷化液中很容易团聚,极大地限制了石墨烯及其衍生物在防腐蚀领域的应用。氧化石墨烯(GO)是石墨烯的一种衍生物,表面含有丰富的含氧官能团使其更容易被聚合物、无机盐和碱性氧化物改性,从而提高其在WEP或磷化液中的分散性。因此,本文以解决GO在WEP涂层中的分散为契机,采用聚吡咯(PPy),金属氧化物,聚磷酸盐,正磷酸盐单独改性或者协同改性GO,并探讨其作为颜料对金属基体的协同保护作用。最后,将PPy改性GO复合材料引入到磷化液体系,探讨其对磷化涂层防腐蚀性能的影响。本文的具体工作如下:通过原位聚合法制备聚吡咯功能化氧化石墨烯复合材料(GO-PPy),在制备的过程中将GO与PPy的质量比设为1:1和2:1,得到了GP和G2P两种复合材料。层间距的增加表明该复合材料提高了GO纳米片在WEP涂层或水溶剂中的分散能力。之后,将该两种复合材料加入到WEP中制备WEP复合涂层,并讨论了复合涂层的耐蚀行为。结果表明:GP是有效的防腐蚀颜料,与WEP涂层相比,在添加了0.05wt%的GP后,复合涂层的防腐蚀性能得到了极大的提高。这主要归因于具有优异抗渗透性的GO和导电聚合物PPy的协同保护作用。采用传统的磷酸锌为主颜料,G2P和GP分别为辅助颜料,制备ZGP-1/WEP和ZGP-2/WEP复合涂层,并讨论了复合涂层的耐蚀行为。结果表明:与传统的磷酸锌涂层相比,加入G2P和磷酸锌复合颜料后,复合涂层的防腐性能得到了极大的提高。这主要是因为磷酸锌与G2P在超声处理过程中发生相互作用,有效地增加G2P在WEP中的分散性,形成更加致密的纳米片层,从而使ZGP-2/WEP复合涂层中包含更多的非团聚G2P纳米片。利用偶联剂使GO-PPy纳米片和传统聚磷酸盐中的代表三聚磷酸铝(ADTP)之间形成化学键,制备三元复合材料ADTP-GO-PPy。之后,将三元复合材料加入到WEP中制备ADTP-GO-PPy/WEP涂层,并讨论了复合涂层的耐蚀行为,结果表明:与WEP涂层相比,ADTP-GO-PPy/WEP涂层的防腐蚀能力得到极大的提高。这主要归因于抗渗透性能优异的GO-PPy纳米片层和层状ADTP的协同保护作用。通过水热反应制备氧化锌-还原氧化石墨烯-聚吡咯(ZnO-RGO-PPy)复合材料,在制备的过程中将ZnO、GO和PPy的质量比设为2:2:1,2:6:3和8:2:1,得到了Z2R2P、Z2R6P3和Z8R2P复合材料。之后,将三元复合材料加入到WEP中制备Z2R2P/WEP、Z2R6P3/WEP和Z8R2P/WEP复合涂层,探讨ZnO、RGO和PPy对金属腐蚀的协同保护作用。结果表明:Z8R2P/WEP复合涂层获得了最优的防腐蚀性能。这主要归因于纳米片层状的RGO、纳米级氧化物ZnO和导电聚合物PPy的共同作用。最后,将GO-PPy复合材料引入到磷化液体系,改变其在磷化液中的浓度,并设置GO和空白作为对照组,研究其作为磷化加速剂对磷化过程和金属表面生成磷化涂层的影响。结果表明:磷化液中GO-PPy的浓度为1.2g/L时,磷化后的样品获得最优的防腐蚀性能;此外,磷化结束后,GP-1.2的磷酸盐晶粒能够覆盖到整个样品的表面,并且晶粒尺寸最小,涂层也最为致密。这主要是因为添加到磷化液的GO-PPy纳米片能够作为沉积床吸附金属溶解产生的Fe~(2 )离子,这将促进磷酸盐晶粒的成核和生长。然而,过量的GO-PPy纳米片抑制金属的溶解反应和H_3PO_4的电离反应,进而抑制了磷酸盐的结晶反应。