水性聚氨酯（WPU）作为一种具有优良性能的涂饰高分子材料已经在木器、皮革、纤维、纺织品、塑料制品等领域广泛应用。但是它们在使用过程中往往容易燃烧而对人们的生命财产安全造成严重损失。目前阻燃WPU多为添加型，但是这些添加剂通常添加量很大才能获得较好的阻燃性能，而且共混加入的阻燃成分极易造成聚氨酯乳液的不稳定导致破乳或在WPU中产生沉淀。为了解决上述难题，目前石墨烯的研究为我们提供了一条有效途径，即利用氧化石墨烯（GO）纳米片层丰富的亲水官能团，使其很好的溶解于WPU基体中，解决了目前阻燃剂导致聚氨酯乳液不稳定和破乳的问题，然后在原位乳化法制备GO/WPU阻燃纳米复合材料的基础上，采用溶液自组装的方法制备石墨烯/WPU阻燃纳米复合材料，并对其性能进行研究，具体内容如下：本文首先采用改进的Hummers法对可膨胀石墨进行加压密闭氧化处理制备了氧化石墨烯（GO），并利用傅里叶红外光谱分析（FTIR）、X-射线衍射分析（XRD）、紫外可见吸收光谱（UV-vis）和透射电镜（TEM）对其进行了表征。利用原位乳化法制备了氧化石墨烯/水性聚氨酯（GO/WPU）纳米复合材料。研究了GO含量对GO/WPU纳米复合材料的稳定性、形态、热降解性能和阻燃性能的影响。Zeta电位和扫描电镜（SEM）的研究表明，GO在GO/WPU纳米复合材料中具有良好的稳定性和分散性。热失重分析（TGA）结果表明，和纯WPU相比，GO/WPU纳米复合材料的热稳定性略有降低，但800°C时含量2wt%GO的纳米复合体系的残炭量从0.99%增大到2.90%。锥形量热仪（Cone）分析结果表明，随着GO在GO/WPU纳米复合材料中的含量增大，材料的阻燃抑烟性能逐渐增强。当GO的含量为2wt%时，和纯WPU相比，GO/WPU纳米复合材料的峰值热释放速率（PHRR）、总释放热（THR）、总烟释放（TSR）以及烟因子（SF）分别降低了34%、19%、27%和43%。在上面的研究基础上，我们采用溶液自组装方法制得了石墨烯/水性聚氨酯（rGO/WPU）纳米复合材料，即利用水合肼对GO/WPU纳米复合乳液进行原位还原，得到稳定性良好的rGO/WPU分散液，解决石墨烯分散性差的难题。另外我们还将GO用水合肼在水分散液中还原成石墨烯（GNs），然后将其与WPU共混得到GNs/WPU溶液。利用Zata电位、SEM、万能材料试验机、DMA、TGA和Cone研究了GNs含量以及rGO含量对GNs/WPU和rGO/WPU纳米复合材料的稳定性、形态、机械性能、热降解性能和阻燃性能的影响。结果表明，和纯WPU相比，GNs/WPU和rGO/WPU纳米复合材料的机械性能和阻燃性能都有很大程度的提高，但是在石墨烯分散性、乳液稳定性、机械性能以及阻燃性上，共混法制备的GNs/WPU材料都远远不如原位乳化还原法制备的rGO/WPU纳米复合材料。当rGO含量为2%时，复合材料的拉伸强度比纯WPU的拉伸强度（2.66MPa）提高了727.1%，PHRR降低了22%。且当rGO含量仅为1%时，rGO/WPU复合材料的总烟释放以及烟因子就分别降低了25%和38%。另外从锥形量热仪燃烧后的残渣照片上也明显看出，原位乳化还原法制备的rGO/WPU复合材料燃烧后炭层均匀、紧凑、致密，而共混法制备的GNs/WPU复合材料燃烧后没有形成一个完整炭层而且残炭量较少，碳渣分散，这也在某种程度上说明了GNs/WPU阻燃效果不如rGO/WPU的原因。