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水利资源作为我国重点发展利用的可再生能源之一,其开采利用所需的机械等离不开水工金属材料。水工金属部件在运行时处于的复杂的水环境,面临着材料腐蚀破坏、水流的冲蚀、磨蚀破坏。因此在做水工金属结构防护工作时要求涂层具有优异的防腐性能,较高的耐磨蚀、耐冲蚀性。由于破坏通常在金属部件的表面开始,因此可利用表面防护技术强化基材进行解决。本课题采用化学改性的方式在聚氨酯侧链上引入特殊链段基团合成防护材料,制备涂层解决金属的气蚀、磨蚀和腐蚀破坏等问题。本文主要对材料合成、涂层制备、表面性能及机理分析等进行论述。在聚氨酯侧链的硬段区通过化学改性方法引入氟碳链基团,并通过改变TEOH-10/MDI的摩尔比控制含氟基团（-CF2CF3）的量;同时以扩链剂形式引入疏水基团（-COOCH3）,在微纳米级的水平上构建了亲水微区和疏水微区的微相分离结构,合成双组份改性的侧链型氟化聚氨酯（FPU）材料。综合考虑涂层表面强度、硬度、厚度等性能指标,通过参数设计及材料成分的配比、选择、优化制备出符合要求的FPU涂层。通过表征手段对涂层组织成分分析,采用傅里叶红外光谱仪（FTIR-ATR）对FPU结构进行测定及成分进行分析,核磁共振谱（NMR）表征各基团的化学位移,扫描电子显微镜（SEM）对涂层表面形貌的观察,并配合能谱仪（EDS）进行元素分析。结果证明氟碳链及疏水性基团存在于聚氨酯侧链的硬段结构上,随着改性基团的引入侧链柔韧性增强,氟碳链引入后分子结构由链状向材料表面迁移后形成团状聚集状态影响涂层形貌。采用检测手段对涂层进行性能评价与理论分析。水接触角测试表明磨损、耐老化试验前后FPU涂层保持明显强疏水性;涂层的吸水率,干湿状态下的附着力测试结果证明涂层表面有机氟膜与疏水基团阻止了水分子的浸润,使得耐水性能、附着力及其耐久性提高,从而影响涂层的耐腐蚀性。通过测试分析温度、物理化学等环境对涂层老化规律的影响,从而得出达到涂层最佳性能的所需环境条件。对涂层进行摩擦系数测试、耐冲蚀试验,对比材料反应温度、熔融速率、冷却速率等对涂层材料反应过程的影响,结合差示扫描量热分析仪（DSC）检测,从微相分离、热力学驱动力、交联反应层面进行机理分析,得出交联密度增加,氟碳链段的聚集行为增强,内部氢键形成微相分离结构降低了涂层表面能结论。试验结果及理论分析证明所制备涂层符合试验预期。