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由硅烷水解液制备而成的硅烷涂膜是以Si-O-Si网络结构为基础骨架,兼具有机和无机涂层的优点,近年来被广泛应用于诸多领域。其中,建筑结构材料防水和金属材料防腐蚀这两个应用场景为目前的热门研究方向,但是仍有许多难题有待突破,例如对于建筑结构材料用的硅烷水解液,普遍存在着制备工艺复杂、稳定性差等缺点;对于涂覆于金属材料的硅烷涂层,现阶段多是应用于金属预处理,直接应用于防腐涂层鲜有见到。基于此,本文做了如下工作:采用正辛基三乙氧基硅烷（OTES）为主要原料,Span-80、Tween-20和十二烷基苯磺酸钠为复合乳化剂制备水泥砖用OTES乳液。以乳液电导率和稳定性为测量维度探究体系反应温度、反应时间、乳液pH值、乳液固含量以及乳化剂的用量这五个影响因素的影响并优选出最佳工艺条件。实验发现,最佳工艺是反应温度为70℃、反应时间为5h、pH选择为11、乳液固含量为20%以及乳化剂用量为3.25wt.%。通过测量渗透深度、红外光谱和扫描电镜表征硅烷乳液与基材的结合情况,再进行毛细吸水实验和水接触角实验表征涂层性能。结果表明,乳液的防水效果排名依次为:硅溶胶/Al2O3/OTES乳液、硅溶胶/OTES乳液和OTES乳液。其中,硅溶胶/Al2O3/OTES涂膜水接触角可达125.5°,水泥砖吸水系数为26.84 g·m-2·h1/2。采用溶胶-凝胶法,以甲基三甲氧基硅烷（MTMS）单体和硅溶胶为前驱体,制备Q235碳钢板用硅烷涂膜液。首先考察了涂膜液的适用时间,发现120h内其粘度和电导率变化不大。接着通过EIS测试比较了不同配比的前驱体涂膜液的防腐蚀性能,结果表明当MTMS:硅溶胶=1:1时,其阻抗值最大。Tafel曲线表明其极化腐蚀电位为-0.5443V,腐蚀电流为5.274e-6A。然后以反应温度和时间、固化温度和时间为线索考察了涂膜的防护性能（水接触角和点蚀实验）,综合得到最优的制备工艺条件为反应温度为室温、反应时间为6h、且在室温下固化3天。最后考察其力学性能（硬度和附着力）,最优条件下硬度可达5H,附着力达到1级。