水性聚脲作为一种新型的水性聚合物,是近年来聚脲涂料研究的热点方向,其产品的开发主要基于两点:一是相比传统的反应型双组份聚脲,水性聚脲具有施工操作简单,无需专用的喷涂设备,成本低,产品更具有实用性等优点;二是以水为分散介质,符合环保法规要求。亲水结构的存在使得水性聚合物在水中具有较好的稳定性,但是也不可避免地带来了涂层耐水和防腐性能较差的问题。通过各种填料的有机无机杂化改性来提高涂料的性能,则是最为典型有效的解决方法。本论文制备了水性聚脲,选择石墨烯和更廉价的轮胎回收橡胶粉作为填料,并对二者分别进行了功能化改性,改善填料与水性聚脲的相容性,进而大大提升了水性聚脲涂料的综合性能。（1）通过异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚胺和阴离子型亲水单体—二羟甲基丙酸（DMPA）合成了水性聚脲（WPUA）。通过红外光谱,核磁共振、差式扫描量热仪等对WPUA进行了结构分析。对WPUA的性能进行评估发现,4 wt%DMPA为最佳加入量,WPUA乳液的分散稳定性和材料耐水性能表现最优。WPUA的基本乳液性能测试表明:乳液固含量为37.0 wt%、粘度为74.0 KU、最低成膜温度为12.6℃,乳液在稀释、热储、冻融等稳定性检测项目中表现良好,状态无异常变化。（2）为了提高水性聚脲涂料的防腐性能,将磺化石墨烯（SG）掺入到WPUA中,制备了磺化石墨烯/水性聚脲（SG/WPUA）涂料。其中,SG是通过在石墨烯片的边缘接枝磺酸基,并经过还原反应制备得到的。对SG及其涂料进行了红外光谱、X射线衍射等结构表征,系统地研究了涂料的分散稳定性,耐水性和防腐蚀性能。结果表明,SG在WPUA中具有良好的分散性和稳定性,28天稳定不分层。0.3 wt%的SG填料显著改善了涂层的防水性能,水接触角:SG/WPUA（89°）＞WPUA（48.5°）,吸水率:SG/WPUA（2.90%）＜WPUA（9.98%）。扫描电子显微镜观察浸水后的涂层发现,SG的加入有效阻隔了水分的侵蚀,SG/WPUA仅产生约100 nm的微裂纹,而WPUA生成较大的孔洞,约150-400 nm。极化曲线和EIS试验表明,0.3 wt%SG的WPUA涂层具有最优异的耐腐蚀性能。（3）从改善轮胎回收橡胶粉（RP）与WPUA的界面相容性出发,来设计RP表面改性方法,成功制备了环氧基团功能改性的胶粉（KUP）。对KUP进行了结构和微观形貌上的表征,并对相应的涂料进行涂层基本性能、耐水、耐磨和拉伸性能评估。实验发现,KUP与WPUA产生物理交联和化学键合作用,克服了惰性橡胶粉在涂料中界面相容性差的问题,其中20 wt%为KUP的最佳添加量,对涂层的硬度提升明显,铅笔硬度和邵氏A硬度分别达到4H和90;表面疏水性与耐水性提高,接触角和吸水率分别从WPUA的54.6°、7.4%提升到102.5°、2.7%;涂层的耐磨性能得到提升,失重率仅为0.10%。拉伸强度与断裂伸长率分别达到了11.42 MPa和605%。