腐蚀是各行业领域共同面临的问题,它不仅会给国家和社会造成大量的经济损失,严重时还会对人的生命安全构成威胁。运用涂层对金属进行预处理或直接保护是避免金属腐蚀最有效的方法之一。在众多保护涂层中,硅烷涂层具有经济、环保、操作简单、美观等优点,常被用于防腐蚀领域。传统的硅烷涂层是使用硅烷偶联剂作为前驱体通过溶胶-凝胶法制备得到。使用硅烷偶联剂制备的涂层存在容易发生相分离、与金属基底结合力较弱、涂层致密性较差等问题。本论文提出一种采用有机桥连倍半硅氧烷作为前驱体,通过溶胶-凝胶化学法制备涂层的思路,以期获得防腐蚀性能更加优异的硅烷涂层。为进一步延长腐蚀介质在涂层中的扩散路径,经有机桥连倍半硅氧烷改性后的SiO2纳米粒子被引入至涂层中,即得含羟基桥连聚倍半硅氧烷/SiO2复合防腐蚀涂层。此外,为扩大涂层的应用领域,提高涂层的疏水性,将含氟硅烷引入到含羟基桥连聚倍半硅氧烷/SiO2复合涂层中,即得疏水型防腐蚀涂层。本论文具体研究工作进展情况如下:（1）酸催化体系下,首先以环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）和N-（3-三甲氧基硅基乙基）乙二胺（NTMDA）作为原料,通过环氧-胺基开环反应得到含羟基桥连硅烷前驱体GN,经过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（1H NMR）等表征手段验证了桥连倍半硅氧烷GN分子的桥连结构。然后将前驱体GN在乙酸催化下制备溶胶,将其沉积在Q235钢片上获得酸催化含羟基桥连聚倍半硅氧涂层,并用动电位极化曲线和电化学阻抗谱等技术对涂层的防腐蚀性能进行评价。由于胶体老化时间不同,涂层结构中的Si-OH和Si-O-Si两种结构含量比例不同,因此该部分重点探究了胶体老化时间对涂层防腐蚀性能的影响规律。当胶体老化时间为4h时,涂层的动电位极化曲线拟合所得腐蚀电流最小仅为21.75 uA·cm-2,在低频0.01 Hz处的电化学交流阻抗相较于空白钢片高出1.5个数量级,具有优异的防腐蚀性能。（2）碱催化体系下,以（1）所制备的桥连倍半硅氧烷GN作为前驱体,以氨水作为催化剂制备溶胶,将其沉积在Q235钢片上获得碱催化含羟基桥连聚倍半硅氧涂层,并用动电位极化曲线和电化学阻抗谱等技术对涂层的防腐蚀性能进行评价,重点探究了胶体老化时间对涂层防腐蚀性能的影响规律。当胶体老化时间为4h时,涂层的动电位极化曲线拟合所得腐蚀电流最小仅为16.04uA.cm-2,在低频0.01 Hz处的电化学交流阻抗相较于空白钢片高出2.5个数量级。与乙酸催化体系相比,碱催化体系所制备涂层的防腐蚀性能更优异,因此,在后序研究中则选择向碱性体系中引入SiO2纳米粒子以进一步提高涂层的防腐蚀性能。（3）在复合涂层体系中,首先采用含羟基桥连倍半硅氧烷对SiO2纳米粒子进行表面改性以增加纳米粒子与桥连硅烷溶胶的相容性,然后将其引入至（2）所制备的溶胶中进行复合,将其沉积在Q235钢片上获得含羟基桥连聚倍半硅氧/SiO2复合涂层,并用动电位极化曲线和电化学阻抗谱等技术对涂层的防腐蚀性能进行评价。SiO2纳米粒子的分散性直接影响涂层防腐蚀性能的优劣,因此,该部分重点考察了改性时间对复合涂层防腐蚀性能的影响规律。当改性时间为2天时,涂层的动电位极化曲线拟合所得腐蚀电流最小仅为2.83 uA·cm-2,在低频0.01 Hz处的电化学交流阻抗相较于空白钢片高出3.9个数量级,防腐蚀性能大幅度提高。（4）在疏水复合涂层体系中,向（3）所制备溶胶中引入含氟硅烷制备溶胶,将其沉积在Q235钢片上获得疏水型含羟基桥连聚倍半硅氧/SiO2复合涂层,并用动电位极化曲线和电化学阻抗谱等技术对涂层的防腐蚀性能进行评价,重点考察了含氟硅烷添加量对复合涂层疏水性与防腐蚀性的影响规律。当含氟硅烷添加量与前驱体GN的摩尔比为1:5时,涂层疏水性最强,疏水角为127°,相较于未添加含氟硅烷的复合涂层提高了 54°;动电位极化曲线拟合所得腐蚀电流最小为6.27uA·cm-2,在低频0.01 Hz处的电化学交流阻抗相较于空白钢片高出约2个数量级。与未经疏水处理的复合涂层相比,疏水性明显提高,防腐蚀性能下降。