金属材料的腐蚀和防护是一门由材料、冶金、化学、物理和微生物学等多门学科交叉渗透所形成的边缘性技术学科。金属设备防腐蚀的最有效、最常用的方法之一就是在金属表面涂敷防腐蚀涂层。丙烯酸-聚氨酯涂料是近年来发展起来的新型防腐涂料,该涂料具有良好的保光保色和耐候性能,在防湿热、防盐雾和防霉菌方面具有突出的性能。本研究是利用现有的涂层技术,针对丙烯酸-聚氨酯涂层的性能添加改性纳米SiO₂材料,合成纳米复合体系防腐涂层材料,提高原有丙烯酸.聚氨酯涂层的综合性能。文中制备了一系列的SiO₂/丙烯酸-聚氨酯复合材料,研究了二氧化硅纳米粒子的表面改性、粒径和用量等对SiO₂/丙烯酸-聚氨酯复合涂层的动态和静态力学性能、电化学性能等的影响。研究结果表明,与添加未改性的SiO₂粒子的复合涂层相比,添加硅烷偶联剂OTES改性SiO₂粒子的复合涂层在低温和高温区均表现出良好的储能模量,拉伸强度明显降低,断裂伸长率明显提高。SiO₂粒径对涂层储能模量的影响较大,随着粒子粒径的增加,涂层的储能模量明显降低。SiO₂粒子的引入对SiO₂/丙烯酸-聚氨酯复合涂层的玻璃化转变温度和硬度的影响不大。纳米SiO₂粒子的引入改善了丙烯酸-聚氨酯涂层的耐磨性能,但改性剂种类对复合涂层耐磨性能贡献不大。与空白丙烯酸-聚氨酯涂层的EIS的Nyquist图相比较,SiO₂/丙烯酸-聚氨酯涂层的抗阻谱在整个浸泡过程中只表现出单容抗弧;同时,复合涂层的特征频率f_b值明显低于丙烯酸-聚氨酯空白涂层,说明改性SiO₂纳米粒子的添加对丙烯酸-聚氨酯涂层的防腐性能具有显著的增强作用。通过对SiO₂/丙烯酸-聚氨酯复合涂层的防腐性能综合测试,结果表明制备的复合涂层具有优异的防腐性能。同时研究了SiO₂/丙烯酸-聚氨酯复合材料在公路附属金属设施防腐方面的应用,分析了涂装工艺对涂层质量和施工费用的影响,根据现场试验确定了一整套的施工工艺以及管理制度。