本发明属于水性聚氨酯涂料技术领域，公开了一种含聚醚多元醇/纳米TiO2杂化材料的水性聚氨酯涂料及其制备方法和应用。该涂料包含以下质量份的组分：25～75份聚醚多元醇/纳米二氧化钛杂化材料、15～65份二异氰酸酯、100份聚醚多元醇、8～16份多羟基羧酸、0.05～0.5份有机金属催化剂、0.5～10份交联剂、6.2～12.4份中和剂、1～8份扩链剂、0.2～2.0份消泡剂。本发明的涂料提高了纳米二氧化钛与聚氨酯基体的相容性，既具有良好的热学性能、力学性能、耐磨性，又具有优良的抗紫外线能力，可广泛应用于建筑涂料、汽车涂料、木器涂料、电沉积涂料、纸张处理涂料、玻璃纤维涂料、电泳漆等领域中。