本发明属于材料科学技术领域，具体公开了一种蒙脱土/氧化石墨烯复合纳米片层材料改性环氧树脂防腐涂料及其制备方法与应用。所述防腐涂料由A，B两组份组成，其中A组份为环氧树脂、蒙脱土/氧化石墨烯复合纳米片层材料、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、云母粉、润湿分散剂、溶剂，B组份为固化剂、消泡剂、流平剂、溶剂；所述A组份与B组份的质量比为100：20～100。通过离子交换反应，本发明制备了改性的蒙脱土和石墨烯两种二维片层材料互插层的复合纳米粉体材料。相比于单独使用的蒙脱土和氧化石墨烯，蒙脱土/氧化石墨烯复合纳米片层材料能够为环氧树脂涂层提供更好的腐蚀防护性能。