本发明属于乳化剂领域，公开了一种功能化氧化石墨烯改性非离子型水性环氧乳化剂及其制备方法与应用。该乳化剂的结构式如下所示，其中WEPN基团为非离子型水性环氧乳化剂环氧基团开环后形成的基团。本发明的功能化氧化石墨烯改性非离子型水性环氧乳化剂的分子结构中同时含有环氧基，聚醚结构，石墨烯结构三种结构，利用接枝的氧化石墨烯与非离子型水性环氧树脂乳化剂进行反应，使得氧化石墨烯的结构以化学键的形式接枝到乳化剂分子中，提高了氧化石墨烯在环氧树脂中的分散性能；分散性能提高后，能够高效的覆盖在金属表面，提高涂层的防腐蚀性能。