改性WPU的聚合物有聚丙烯酸酯(PA)、環(huán)氧樹脂(EP)、丙烯酰胺(AAM)等，都以改善其耐水性、力學(xué)性能為主要目的。以丙烯酸酯改性PU時(shí)，可以采用共混的方法制得，也可以通過微乳液聚合在PU溶液中加入丙烯酸單體制得混合PU/聚丙烯酸酯(PA)聚合物乳液，同時(shí)還可以采用種子聚合的方法。這種協(xié)同效應(yīng)對于凝膠的應(yīng)用來說是實(shí)用的，但目前對這種增強(qiáng)機(jī)理尚不清楚，據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(www.epoxy-e.cn)專家有待深入研究。國內(nèi)對于水性聚氨酯的研究起步較晚，雖然目前的研究頻見報(bào)道，但是與實(shí)用化的距離還較大，尤其高性能水性聚氨酯涂料與實(shí)用化的距離更大。
丙烯酸改性PU的研究中，有研究者將有雙丙酮丙烯酰胺(DAAM)參與共聚的丙烯酸酯乳液與含有肼基的PU水分散體混合后，得到了交聯(lián)型PU/丙烯酸酯復(fù)合乳液。研究過程中以DAAM作為官能單體，可以制備均勻穩(wěn)定的含酮羰基的丙烯酸酯乳液，該乳液與含肼基的PU水分散體混合，可以使PU與丙烯酸酯聚合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成交聯(lián)，所得到的PU/丙烯酸酯復(fù)合乳液的膜性能明顯優(yōu)于丙烯酸酯乳液。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹，丙烯酸改性PU的研究中，形成PU/PA半互穿網(wǎng)絡(luò)(IPN)結(jié)構(gòu)改性占了很重要的一部分。IPN結(jié)構(gòu)在分子水平上達(dá)到“強(qiáng)迫互溶”和“分子協(xié)同”的效果，提高了PU乳膠的耐水性，且這種結(jié)構(gòu)對PU膜的力學(xué)性能有顯著的改善，合成方法也多種多樣，有同步法、二步法等。
但是相比較而言，PU/PA/環(huán)氧樹脂(EP)IPN結(jié)構(gòu)提高得更多，這是由于在共聚中環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)，與PU形成了局部的IPN結(jié)構(gòu)。EP樹脂含量對膜的性能有明顯影響，當(dāng)EP樹脂的含量為10%時(shí)，乳液的吸水率降到最低，成膜后試樣的拉伸強(qiáng)度有一個(gè)最大值；對于穩(wěn)定性而言，EP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)小于7%。最終EP的含量應(yīng)綜合考慮各種性能的需要而定。PU的固化中遇到的一個(gè)突出問題是-NCO基團(tuán)遇水則與水反應(yīng)，生成CO2，從而使膜中含有氣泡，影響涂料的力學(xué)性能和耐水性，這在WPU的乳化過程中也是一個(gè)較為突出的問題。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹說，研究人員研究端環(huán)氧基聚氨酯樹脂和端氨基PU樹脂，依靠環(huán)氧基和氨基固化成膜時(shí)的反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)此反應(yīng)克服了-NCO與空氣中水分反應(yīng)生成CO2使膜起泡的弊病，從而提高了乳液的施工性和儲存穩(wěn)定性。
聚丙烯酰胺(PAAM)/PU和AB聚合物(ABCP)水凝膠具有正協(xié)同效應(yīng)，在溶脹狀態(tài)下剛性PAAM的互穿程度和強(qiáng)度在PU含量為10%～20%時(shí)增加了2倍。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹，國內(nèi)對于水性聚氨酯的研究起步較晚，雖然目前的研究頻見報(bào)道，但是與實(shí)用化的距離還較大，尤其高性能水性聚氨酯涂料與實(shí)用化的距離更大。以丙酮法合成陰離子型或陽離子型單組分WPU涂料，過程較為復(fù)雜而且周期長，難以適應(yīng)生產(chǎn)。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家強(qiáng)調(diào)，研究新的合成方法，使單組分水性聚氨酯涂料進(jìn)入生產(chǎn)實(shí)用化階段，應(yīng)該是下一步研究的重點(diǎn)。環(huán)氧改性水性聚氨酯涂料的研究有待深入推進(jìn)。
