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随着纳米科技的进步，功能型的纳米复合材料已被成功应用到不同领域，而实现纳米材料的均匀分散则是体现其特殊功能的前提条件，利用无机纳米材料改性聚氨酯形成的纳米复合涂料热力学性能和机械性能明显提高，并呈现出一些特殊的性能，因而成为近年来聚氨酯改性的主要手段之一，通过纳米粒子改性异氰酸酯进而制备纳米复合材料已被广泛应用。本文通过纳米SiO2与异氰酸酯反应来制备一系列水性聚氨酯固化剂，并用于配制双组份水性聚氨酯涂料（2K WB-PURs），研究了涂膜的结构和性能。以HDI三聚体（HXR）、纳米SiO2为原料，合成一系列纳米SiO2改性聚氨酯固化剂（SG），利用亲水性的聚乙二醇（PEG）改性固化剂SG，制备了一系列纳米SiO2改性水性聚氨酯固化剂（WSG）。考察了SiO2/HXR质量比、PEG质量和NCO/OH摩尔比对固化剂及其双组分聚氨酯涂膜的性能影响。实验结果表明，SiO2以纳米形态在固化剂中保持稳定分散，改性后的涂膜硬度提升1-2H，柔韧性、附着力和抗冲击性良好，明显体现了纳米SiO2的增强增韧功能，且所得2K WB-PURs的热稳定性增强。由于水性硅基多异氰酸酯固化剂（WSiP）与水性丙烯酸树脂配制的双组份水性聚氨酯涂膜性能较好，进一步以纳米SiO2改性WSiP，合成一系列纳米SiO2改性水性硅基多异氰酸酯固化剂（SWSiP），探讨了纳米SiO2对固化剂SWSiP及其配漆形成的2KWB-PURs的机械性能的影响。结果表明，所得双组分水性聚氨酯涂膜平整光滑，表干快且施工时间大于24h，涂膜硬度提升1-2H，且柔韧性、附着力和抗冲击性能良好，以上研究方法为制备性能优异的2K WB-PURs提供了新的思路和途径。作为对比，进一步研究了纳米SiO2对双组份溶剂型聚氨酯涂料（2K SB-PURs）的性能影响，首先以三羟甲基丙烷（TMP）改性TDI后形成的三羟TDI（RG-2-60）、纳米SiO2为原料合成TMP-SiO2-改性聚氨酯固化剂（SRG），再接枝PEG制备了一系列PEG-TMP-SiO2-改性聚氨酯固化剂（PSRG），选取不同类型的羟基丙烯酸树脂作为羟基组分，探讨SRG和PSRG对2K SB-PURs的性能影响。结果表明，SRG和PSRG对涂膜性能的改善作用并没有预期的明显。