聚脲涂料自上世纪80年代问世以来被广泛应用在建筑防护、舰船防腐等领域。然而在实际应用和推广中,聚脲涂料施工工艺复杂、功能化单一、价格高昂等缺点极大地限制了聚脲产品的商业竞争力。此外,使用过程中的聚合物涂料往往处于复杂应力环境,由此导致的损伤或不可逆形变势必影响其防护效果和美观性。针对以上问题,本论文利用简单的机械共混手段,通过在不同的聚脲树脂体系中引入不同的改性填料,制备可工业生产的功能聚脲涂料。具体研究内容如下:首先,本论文立足于聚脲涂料功能化,从反射隔热效率和机械性能两个方面进行研究,制备了新型的高性能聚脲反射隔热涂料。我们采用正交实验,研究了复合纳米微珠比例与聚脲涂料反射隔热效率的关系,以扫描电镜表征了不同配方涂膜的微观形态,并在此基础上分析了反射隔热机理以及微珠用量对聚脲机械性能的影响。结果显示,适当的掺杂能在牺牲较少的力学性能基础上显著提升聚脲涂膜反射隔热效率:当制备的聚脲涂料反射温差达17℃左右时,其拉伸强度可达8MPa,远高于目前已报道的反射隔热涂料。这一复合改性的策略,具有高度普适性,可以用于开发不同功能的聚脲涂料,对填补聚脲功能涂料市场空缺有重要意义。其次,本论文采用“分步法”合成了不同配方的单组份聚脲涂料,系统研究了异氰酸酯含量（NCO%）和醇配比对单组份聚脲微观网络结构和宏观机械性能的影响规律。研究表明,小分子醇的引入可以提高聚脲的氢键化程度,增强其力学性能。此外,氢键可以作为牺牲键,在材料变形时优先破坏耗散能量,避免应力集中。同时,氢键网络在破坏后可以重新形成,赋予聚脲自恢复的功能,保证长久防护。在此基础上,我们优化了单组份聚脲合成工艺,制备了可以规模化生产的高性能自恢复单组份聚脲涂料,对单组份聚脲涂料的广泛应用具有推动作用。最后,为了进一步提高单组份聚脲的机械性能、优化成本,本论文创新性地采用沥青乳化液对单组份聚脲进行改性,制备了高性能单组份聚脲/沥青复合涂料,并深入解析了沥青增强增韧聚脲的机理。结果显示,沥青分子与聚脲分子之间形成了共价结合,促进了沥青在聚脲基体中的均匀分散,同时也增强了聚脲-沥青界面相互作用,从而提高了复合聚脲的强度和韧性。此外,沥青的引入并未影响聚脲本体的氢键网络,复合涂料仍具有可观的自恢复能力。单组份聚脲/沥青复合涂料易于实现规模化的生产,有望应用于大型器械的高效防护,这一策略为制备高性能聚脲功能涂料提供了可靠的依据与技术支持。