（1）交聯改性
交聯是提高水性聚氨酯性能的有效方法，可提高膠膜的耐水性、耐熱性和粘接強度。交聯分為內交聯和外交聯。內交聯是指在合成時引入交聯劑。如采用部分三官能團的多元醇或異氰酸酯、引入胺基或環氧基團、封閉型異氰酸酯乳液、多官能團交聯劑等都可制得內交聯水性聚氨酯。內交聯方法的缺點是預聚體黏度很大，難以乳化。外交聯法即是在膠水使用前添加交聯劑，在成膜過程或成膜之后，加熱產生化學反應，形成交聯的膠膜。與內交聯相比，所得乳液性能好，其缺點是為雙組分體系，沒有單組分使用方便。外交聯可用甲醛、三聚氰胺-甲醛樹脂、環氧化合物作交聯劑，一般在120~180℃的高溫下進行交聯反應。也可以氮丙啶、碳化二亞胺、多異氰酸酯、金屬鹽類化合物為交聯劑，在常溫下就可以反應，羧基可以使氮丙啶開環發生交聯反應，但是氮丙啶揮發性較強，刺激性強，對呼吸系統有一定的毒性，不利于工人的職業健康。
（2）共混改性
利用不同樹脂之間的互補作用，也可以改善和提高水性聚氨酯的性能，水性聚氨酯可與其他水性樹脂共混。如環氧樹脂乳液、丙烯酸酯乳液、氯丁膠乳、天然膠乳、聚醋酸乙烯乳液、脲醛樹脂等，共混后制得新的水性膠粘劑，綜合性能優異。其中以聚氨酯與環氧樹脂、聚氨酯與丙烯酸樹脂共混研究最為重要。
（3）共聚改性
目前，PU樹脂與環氧樹脂、有機硅、含氟化合物、丙烯酸酯、羧甲基纖維素、聚乙烯醇、醋酸乙烯和丁苯橡膠的共聚改性均有研究。其中環氧樹脂、有機硅、含氟化合物和丙烯酸酯改性聚氨酯樹脂的研究最為活躍。
（4）納米改性
納米材料具有表面效應、小尺寸效應、光學效應、量子尺寸效應等特殊性質，可以使材料獲得新的功能。如粒度進入納米尺度后，材料表面活性中心的增多可提高其化學催化和光催化的反應能力，在紫外線和氧的作用下給予涂層自清潔能力，表面活性中心與成膜物質的官能團可發生次化學鍵結合，大大增加涂層的剛性和強度，從而改進涂層的耐劃傷性，高表面能的納米材料表面經過改性可同時獲得憎水和憎油的特性。納米改性水性聚氨酯主要集中在水性涂料方向，在膠粘劑方向相對較少。
