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聚氨酯涂料自20世纪60年代问世之后,由于其优异的物理机械性能以及综合的耐化学品、耐紫外线等性能,在很多工业领域得到的广泛的应用,其中包括轨道交通、船舶、市政建设项目、电力项目、装备制造业及汽车行业等。即使进入21实际以来,这一应用的趋势还是没有改变,当用户想提高油漆外观质量的时候,首先想到的还是聚氨酯涂料作为首选方案。然而,随着聚氨酯涂料应用的范围逐步扩大以及用户的使用情况变得复杂及不确定性,对于使用的聚氨酯涂料也提出了更高的要求,包括但不限于更强的耐磨性、抗雨点侵蚀、更低的表面能(抗冰或抗沾污)、更高的耐候性及更高的外观装饰性等,这些行业包括风力发电叶片、石油装备、海洋工程装备、军事设施及游乐设施等。这样就促使人们去思考如何让聚氨酯涂料变得更强、更好。通过相关文献调研以及当前先进技术应用的现状,本论文从纳米二氧化硅的加入来提升聚氨酯涂料的性能,寻找最佳的混合比例,构成纳米材料增强的聚氨酯涂料,并在9片沿海风场的风力叶片上得到的实际应用以考察最终的性能是否满足要求。通过1年多的实验室测试以及1年时间的现场实际应用结果考察,发现纳米二氧化硅可以明显增进聚氨酯涂料的综合性能。本论文获得的主要研究成果如下：(1)以两种不同来源的纳米二氧化硅粉体材料为主体,加入胺类分散剂,采用高速分散以及珠磨的分散方式,经过常温以及高低温的储存稳定性测试,以及扫描电镜检测,可以得到一个相对稳定的纳米二氧化硅浆料；(2)将两种不同来源的纳米二氧化硅浆料与丙烯酸树脂进行混合,采用高速分散和砂磨机混合方式,制得纳米二氧化硅与丙烯酸树脂的共混液,通过常温以及高低温储存稳定性,以及对漆膜表面进行电子扫描显微镜检测,比较两种纳米二氧化硅浆料与丙烯酸树脂的混溶性,得出浆料B具有更好的与丙烯酸树脂的混溶性以及储存稳定性,同时通过电子扫描显微镜检测,漆膜的表面状态也得到的改善；(3)将浆料B按照不同比例与丙烯酸树脂共混,采用聚氨酯型交联剂,制得最终的干性漆膜,并进行一系列的物理机械以及漆膜性能测试,其中包括附着力、表面硬度、耐盐雾性、耐加速老化测试、耐水凝测试、抗冲击性、柔韧性、拉伸强度、拉伸延伸率及表面接触角。实验结果也充分表明,通过加入纳米二氧化硅材料,最终的漆膜在附着力、表面硬度、耐磨性、耐盐雾性、耐加速老化性、耐水凝测试及表面接触角上,漆膜的性能随纳米浆料的比例增加而性能提升：但在抗冲击性、柔韧性、拉伸延伸率等性能上有一个拐点,纳米浆料的加入量与性能的改善不是完全正的线性关系。通过这些性能结果以及商务成本的综合比较,得出采用方案2的最终结果；(4)为了验证方案2的纳米二氧化硅改性聚氨酯涂料的实际应用性能,在相关使用单位的配合下,制得若干样品,并于2011年在一个岛屿上的风力发电叶片上得到了小批量应用,经过1年多的实际恶劣环境的应用,综合检查结果达到预期的设想,同时相比较之前选用的材料有非常大的改善。