改性WPU的聚合物有聚丙烯酸酯(PA)、環氧樹脂(EP)、丙烯酰胺(AAM)等，都以改善其耐水性、力學性能為主要目的。以丙烯酸酯改性PU時，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，同時還可以采用種子聚合的方法。這種協同效應對于凝膠的應用來說是實用的，但目前對這種增強機理尚不清楚，據中國環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家有待深入研究。國內對于水性聚氨酯的研究起步較晚，雖然目前的研究頻見報道，但是與實用化的距離還較大，尤其高性能水性聚氨酯涂料與實用化的距離更大。
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，得到了交聯型PU/丙烯酸酯復合乳液。研究過程中以DAAM作為官能單體，可以制備均勻穩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生化學反應，形成交聯，所得到的PU/丙烯酸酯復合乳液的膜性能明顯優于丙烯酸酯乳液。據中國環氧樹脂行業協會專家介紹，丙烯酸改性PU的研究中，形成PU/PA半互穿網絡(IPN)結構改性占了很重要的一部分。IPN結構在分子水平上達到“強迫互溶”和“分子協同”的效果，提高了PU乳膠的耐水性，且這種結構對PU膜的力學性能有顯著的改善，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/環氧樹脂(EP)IPN結構提高得更多，這是由于在共聚中環氧基團發生了交聯反應，與PU形成了局部的IPN結構。EP樹脂含量對膜的性能有明顯影響，當EP樹脂的含量為10%時，乳液的吸水率降到最低，成膜后試樣的拉伸強度有一個最大值；對于穩定性而言，EP的質量分數應小于7%。最終EP的含量應綜合考慮各種性能的需要而定。PU的固化中遇到的一個突出問題是-NCO基團遇水則與水反應，生成CO2，從而使膜中含有氣泡，影響涂料的力學性能和耐水性，這在WPU的乳化過程中也是一個較為突出的問題。中國環氧樹脂行業協會專家介紹說，研究人員研究端環氧基聚氨酯樹脂和端氨基PU樹脂，依靠環氧基和氨基固化成膜時的反應時，發現此反應克服了-NCO與空氣中水分反應生成CO2使膜起泡的弊病，從而提高了乳液的施工性和儲存穩定性。
聚丙烯酰胺(PAAM)/PU和AB聚合物(ABCP)水凝膠具有正協同效應，在溶脹狀態下剛性PAAM的互穿程度和強度在PU含量為10%～20%時增加了2倍。據中國環氧樹脂行業協會專家介紹，國內對于水性聚氨酯的研究起步較晚，雖然目前的研究頻見報道，但是與實用化的距離還較大，尤其高性能水性聚氨酯涂料與實用化的距離更大。以丙酮法合成陰離子型或陽離子型單組分WPU涂料，過程較為復雜而且周期長，難以適應生產。中國環氧樹脂行業協會專家強調，研究新的合成方法，使單組分水性聚氨酯涂料進入生產實用化階段，應該是下一步研究的重點。環氧改性水性聚氨酯涂料的研究有待深入推進。
