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水性涂料由于其无燃爆危险、低VOC排放等优点被腐蚀工业领域广泛应用,与溶剂型涂料相比,水性涂料耐蚀性能仍然较差。本文利用硅烷改性纳米TiO2与水性环氧分散体共混在Q235钢材表面制备纳米复合涂层,并采用电化学阻抗谱实验、中性盐雾实验、激光共聚焦、傅里叶变换红外光谱等手段对硅烷改性颗粒及其复合涂层的性能进行表征,确定了硅烷接枝液的最佳工艺、硅烷改性纳米TiO2/水性环氧复合涂层的耐蚀机理。本文研究了硅烷化学接枝液电导率与3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）水解程度之间关系,确定了最优的APTES水解工艺为:1025%APTES（质量分数）,乙醇15g,水解温度35℃,水解时间10h,接枝时间7h,加入适量三乙胺调节pH=8,纳米二氧化钛3g。当APTES用量为20%时,纳米TiO2接枝APTES分子密度最大,为11.78 APTES/nm2,纳米颗粒的平均粒径较改性前增加了10nm。硅烷改性纳米TiO2傅里叶红外光谱测试表明,APTES分子与纳米TiO2通过化学键结合,当较低硅烷含量的接枝条件下,APTES分子以单齿螺旋结构与纳米TiO2结合的比例较高。采用中性盐雾实验、电化学阻抗谱测试评价了硅烷改性纳米TiO2/水性环氧复合涂层的耐蚀性能。研究了不同接枝工艺条件下,复合涂层耐蚀性能的优劣,确定了制备复合涂层的最佳工艺条件:硅烷接枝时间7h、硅烷接枝温度35℃、APTES含量20%、颜基比1.5%。测试结果表明复合涂层浸泡在3.5%NaCl溶液72h后低频区的阻抗模量1.6×106Ω·cm2,是纯环氧涂层的700多倍,继续浸泡到168h后,阻抗模量仍可达3.39×105Ω·cm2,是纯环氧涂层的200多倍;硅烷改性纳米TiO2/水性环氧复合涂层经168h中性盐雾实验后,除人造划痕外,涂层无明显破损和锈蚀,这说明硅烷改性纳米TiO2/水性环氧复合涂层具有较强的耐腐蚀能力。结合硅烷化纳米TiO2傅里叶红外光谱分析,在以较高比例单齿螺旋结构接枝的APTES分子纳米TiO2颗粒与环氧基质结合不牢固,易被腐蚀介质破坏,制备出的复合涂层不适合较长时间的腐蚀环境。采用激光共聚焦观察了复合涂层三维微观形貌。结合耐蚀性实验,确定了硅烷改性TiO2/EP复合涂层主要从两个层次增强了涂层的耐蚀性能:在涂层-腐蚀介质界面上,减少了微孔的产生,增加了致密性;在有机基质中均匀分散效果,以APTES为连接桥梁,增强了纳米TiO2与环氧基质的结合强度,并延长了腐蚀介质在涂层中的腐蚀路径,从而达到耐蚀的效果。