本课题利用纳米SiO₂表面羟基的高反应活性，分别采用TDI缩合法接枝PPG改性纳米SiO₂和硅烷偶联剂法改性纳米SiO₂。通过FT-IR、TGA分析表明纳米SiO₂与接枝物之间确实形成了化学键。其中，经TDI缩合法接枝PPG改性的纳米SiO₂的接枝率较高。由透射电子显微镜（TEM）可以观察到改性后的纳米SiO₂表面形成了空间位阻稳定层，提高了纳米粒子在基体中的分散性及与基体的界面相容性，在溶剂中分散情况良好。采用预聚体法成功地制备出了水性聚氨酯乳液，并讨论了二羟甲基丙酸（DMPA）用量和R值（NCO／OH）对乳液和涂膜性能的影响，确定最佳制备工艺。并将未改性纳米SiO₂和改性后的纳米SiO₂填充水性聚氨酯以制备纳米复合涂料。考察纳米SiO₂对涂膜的附着力、涂膜硬度、耐磨性、耐水和耐酸碱性等各项性能的影响，从而对比不同改性方法对纳米SiO₂水性聚氨酯涂膜性能的影响。结果表明，纳米复合涂料的各项性能均有不同程度的提高。同时发现复合涂料的性能随纳米粒子的添加量的变化而变化。通过综合性能比较，得到较佳的纳米粒子改性方法及较佳填充量。