钢结构防火涂料因其优异的阻燃性能成为当前钢结构防火保护的最佳选择,其中阻燃剂对防火涂料的性能至关重要。传统的钢结构防火涂料以聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）组成的膨胀阻燃体系（IFR）作阻燃剂,这种阻燃体系催化涂层基体形成的炭层存在稳定性差、易脆裂等缺陷,不利于防火保护。因此,开发新型的环保阻燃剂以优化或替代IFR体系成为当前钢结构阻燃剂发展的主要方向。本论文工作内容从优化和取代传统的IFR体系两条路线出发,设计并开发出两种高效、环保的新型阻燃剂,通过液相物理混合的方法将阻燃剂添加到高分子粘结剂中制备出环保型水性阻燃涂料。通过对阻燃剂与阻燃复合涂层的多项性能分析,取得以下主要结论:（1）纳米氧化石墨烯（GO）是一种新兴的阻燃剂,但其特殊的片状结构使其在聚合物基体中易发生团聚。本工作通过水热法在GO表面原位生长层状双金属氢氧化物（Mg Al Cr-LDHs）,合成一种新型的纳米阻燃剂GO/Mg Al Cr-LDHs,并与IFR体系复配用于提高环氧树脂（EP）涂层的阻燃性能。当涂层含5wt%GO/Mg Al Cr-LDHs时,涂层的峰值热释放速率（p HRR）值和总热释放量（THR）值相比于纯EP涂层,分别下降了51.7%和29.7%。此外,热重分析（TGA）表明,涂层的残炭量最高可达到34.6wt%,其阻燃性能及成炭能力提高主要归功于GO/Mg Al Cr-LDHs可以促进EP复合涂层在凝聚相中形成稳定性强、连续性好的炭层结构,减少热量、氧气和可燃性气体向涂层内部传递,从而提高涂层的阻燃性能。因此,EP复合涂层对钢结构具有优异的防火保护作用。（2）多源一体化阻燃剂是近年来研究较多的阻燃剂类型,本工作通过表面改性技术成功制备一种磷-氮-硅一体的有机无机杂化阻燃剂Ca（H2PO4）2@HCCP,将其用于聚乙烯醇（PVA）水性涂层。阻燃剂Ca（H2PO4）2@HCCP与PVA基体相容性好且显著提高了PVA复合涂层的热稳定性和成炭性。此外,30wt%的Ca（H2PO4）2@HCCP使PVA复合涂层的p HRR值和THR值分别下降到117.1W/g和16.7k J/g,表明阻燃剂Ca（H2PO4）2@HCCP赋予PVA复合涂层优异的防火性。由残炭的扫描电子显微镜（SEM）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）结果可知,Ca（H2PO4）2@HCCP的阻燃机理可分为气相和凝聚相两种,即在气相中中断燃烧链式反应与释放不燃性气体,和在凝聚相中促进形成致密炭层结构。因此,Ca（H2PO4）2@HCCP有助于提高PVA复合涂层的阻燃性能,扩大了PVA复合材料的应用范围。将PVA阻燃涂层涂覆在钢结构表面,能有效减少火灾对钢结构的危害。