1.2.1单组分水性聚氨酯涂料
单组分水性聚氨酯涂料是应用最早的水性聚氨酯涂料，具有很高的断裂延伸率（可达800%）和适当的强度（20MPa），并能常温干燥。因为高相对分子质量聚合物不能形成良好而稳定的水分散体，所以传统的单组分水性聚氨酯涂料通常相对分子质量较低或交联度低。并且在其结构中存在亲水性基团，在干燥固化过程中，如果成盐剂不能完全逸出，那么亲水性基团会残留在体系中，则涂膜耐水性差。而且单组分聚氨酯水分散体涂膜的耐化学性和耐溶剂性不良，涂膜硬度、表面光泽度和鲜艳性较低。为进一步提高单组分水性聚氨酯涂料的机械性能和耐化学品性，可引入反应性基团进行交联或复合改性基料来提高涂料性能，选用多官能度的反应物，如多元醇、多异氰酸酯和多元胺等合成具有交联结构的水性聚氨酯分散体；添加内交联剂，如碳化二亚胺、甲亚胺和氮杂环丙烷类化合物；采用热活化交联和自氧化交联等。与环氧树脂复合，将环氧树脂较高的支化度引入到聚氨酯主链上，可提高乳液涂膜的附着力、干燥速率、涂膜硬度和耐水性；与聚硅氧烷复合制备低表面能、耐高温、耐水、耐候性和透水性良好的复合乳液；与丙烯酸复合，将聚氨酯较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的柔性和耐磨损性能与丙烯酸树脂良好的附着力和外观、低成本相结合，制备高固含量、低成本的聚氨酯-丙烯酸（PUA）复合乳液。
1.2.2双组分水性聚氨酯涂料
20世纪90年代初，Jacobs成功开发出能分散于水的多异氰酸酯固化剂，从而使双组分水性聚氨酯涂料进入实用研究阶段。其具有成膜温度低、附着力强、耐磨性好、硬度高以及耐化学品性、耐候性好等优点。作为双组分水性聚氨酯涂料，存在水和—NCO的反应，干燥速度慢，在涂膜干燥过程中易产生气泡。经研究，利用—NCO与水、—OH反应速率的不同，选择合适的水性多元醇和固化剂可获得有实用价值的双组分水性聚氨酯涂料，其涂膜光泽、硬度、耐化学品性和耐久性可与溶剂型双组分涂料相当。为得到表观和内在质量均一的实用涂料，双组分聚氨酯水分散体涂料还应满足以下2个条件：（1）多元醇体系应具有乳化能力，从而保证两组分混合后，容易把聚氨酯固化剂（特别是未经亲水改性的固化剂）乳化，具有分散功能，使分散体粒径尽可能小，以便在水中更好地混合扩散；（2）固化剂的粘度要尽可能小，从而减少有机溶剂的用量，甚至不用有机溶剂，同时又能保证与含羟基组分很好地混合。为获得综合性能更加优异的水性聚氨酯涂料，双组分水性聚氨酯还需在单体和助剂、合成工艺、交联技术以及优化复合等方面进行改进。目前主要有丙烯酸改性、环氧树脂改性、有机硅或氟改性、纳米材料复合改性体系等。水性双组分聚氨酯相对于其他水性涂料性能卓越，可满足大多数塑料品种对涂层性能的要求，是水性塑料涂料的主要品种之一。如应用于汽车内饰件的涂装，鉴于单组分水性聚氨酯的附着力更佳，可采用单组分水性聚氨酯制作底漆和中涂，双组分水性聚氨酯作为面漆和罩光漆。随着对水性聚氨酯结构、性能、成膜过程的反应机理等进一步研究，结合新的水性多元醇聚合物的合成技术，水性聚氨酯涂料将会变得施工方便、涂膜性能易于设计和优化，以满足特殊用途。如依靠聚氨酯分子的可裁剪特性，在其链上引入含氟、含硅聚合物链，以赋予聚氨酯涂膜多功能性；水性双组分聚氨酯涂料亦可作为特殊软感涂料，其涂膜具有从橡胶到丝绒般触感、良好的柔韧性、低温弹性、耐溶剂性、耐化学品性、耐清洁剂擦洗性和良好的附着力，可应用于汽车内部塑料仪器表面的涂装。
