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海洋腐蚀每年对全球造成了极其严重的经济损失,也时刻危害着海洋环境下作业人员的安全,解决船舶、基建等海洋气候下器材的防腐蚀已经成为一个世界性的难题。在基材表面涂覆涂层是一种简单而有效的防腐蚀方法,因此如何研制高性能、环境友好型防腐蚀涂料逐渐成为材料学领域的一个重要挑战。本研究从聚氨酯优异的分子结构可设计性与可水性化的特点出发,合成了一系列有机无机杂化水性聚氨酯（WPU）复合乳液,系统表征了乳液及涂层的各项性能,探究防腐蚀性能与树脂结构之间的对应关系,确定最优配方以适应海洋条件下器材防腐蚀的需要。以异氟尔酮二异氰酸酯（IPDI）,聚碳酸酯二元醇（PCDL）,二羟甲基丙酸（DMPA）等作为主要原料合成了聚氨酯预聚体,使用氢氧化钙（Ca（OH）2）与三乙胺（TEA）制备复配中和剂,乳化后得到一系列不同Ca（OH）2含量的水性聚氨酯乳液。FT-IR确认并表征了聚氨酯的结构。DSC测试结果表明Ca（OH）2的引入抑制了聚酯型聚氨酯的结晶能力,提升了涂层的透明度。力学拉伸测试显示Ca（OH）2的引入在增强涂层的拉伸性能的同时并未降低其断裂伸长率。热重分析与水接触角测试显示改性涂层的起始分解温度与水接触角均有一定程度提高。当Ca（OH）2/TEA比例大于4:6时,极化曲线显示改性聚氨酯涂层在5%NaCl溶液中对基材具有较好的防腐蚀保护性能。以聚四氢呋喃二醇（PTMG）、异氟尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）、γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）等为原料合成了硅烷封端的聚氨酯预聚体,并使用正硅酸四乙酯（TEOS）与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH-560）通过溶胶-凝胶法合成了硅溶胶,在预聚体乳化的过程中制备出水性聚氨酯-硅溶胶复合乳液（PUS）。FT-IR确认了TEOS与KH-560水解并缩合生成了含环氧基团的硅溶胶,并成功构筑硅溶胶-聚氨酯复合涂层。吸水率与力学性能测试显示硅溶胶的加入提高了复合涂层的耐水性与拉伸强度。热重分析表明涂层的热稳定性随着硅溶胶的加入而显著提升。极化曲线与浸泡腐蚀实验显示硅溶胶含量是影响涂层耐腐蚀性能的重要因素,当硅溶胶含量为9 wt%时,涂层对基材的防腐蚀性能达到最佳。