目前市售的水性聚氨酯大多為高分子聚合物，耐水性和耐溶劑性較差，水性聚氨酯乳液自增稠性差，固含量低。改性的主要目的是提高其膠膜的耐水性、耐溶劑性、耐化學性和機械性能。這些性能可以通過接枝或包埋其他聚合物、添加或包埋交聯劑以及共混形成互穿聚合物網絡來改善。應用方法包括丙烯酸酯改性、環氧樹脂改性、硅烷偶聯劑改性、脲甲基乙基酮(HDI二聚體、二氮雜雙環丁烷二酮)改性等。此外，還可以保留一些NCO與水反應生成交聯，或者在一定條件下將封端異氰酸酯解封，然后通過輻射交聯固化。

單一的聚氨酯進行乳液（PU）,雖然我國聚氨酯材料涂層技術優點可以明顯, 但其穩定性 、自增稠性 、膜的保光性差以及固含量低 ,且價格水平較高, 應用發展受到一定限制。純聚丙烯酸酯乳液（PA）則存在一些拉伸運動強度和撕裂作用強度、耐磨性 、耐水性、耐化學品性差的問題。聚氨酯-聚丙烯酸酯 （PUA）復合納米乳液能克服原乳液具有各自的缺點,發揮學生各自的優勢,使乳液及膠膜性能分析得到一個明顯的改善 ,應用研究前景十分廣闊,被譽為“第三代水性增強聚氨酯 ”。
PUA復合乳液的制備方法有很多，可分為直接混合法、復合乳液共聚法、接枝共聚法、互滲透網絡法和核殼聚合法。直接混合法是PU和PA乳液的機械混合，可以在分子鏈之間形成氫鍵或其他化學鍵，在一定程度上提高了水性聚氨酯的性能，但不易獲得穩定的混合體系。
復合乳液聚合有兩種方法：不飽和單體法和不飽和化合物封端法。 接枝共聚方法有三種：（1）共混交聯法；（2）雙預聚物法；（3）聚氨酯膜表面與PA之間的接枝互穿網絡聚合物（IPN）是一種新型聚合物混合物，兩種聚合物分子鏈相互滲透形成網絡結構。 其中至少一種聚合物是網狀的，另一種聚合物可以線性形式存在。 在許多方面，這種形式聚合物表現出優異的性能。 核殼聚合是一種領先的聚合方法，其反應機理是水性聚氨酯分散聚合物首先在水相中形成膠體顆粒，添加的單體如丙烯酸酯溶脹到膠體顆粒內部并聚合形成另一種聚合物。 采用該工藝制備了核殼結構的聚合物乳液.