目前市售的水性聚氨酯大多为高分子聚合物，耐水性和耐溶剂性较差，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胶膜的耐水性、耐溶剂性、耐化学性和机械性能。这些性能可以通过接枝或包埋其他聚合物、添加或包埋交联剂以及共混形成互穿聚合物网络来改善。应用方法包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、硅烷偶联剂改性、脲甲基乙基酮(HDI二聚体、二氮杂双环丁烷二酮)改性等。此外，还可以保留一些NCO与水反应生成交联，或者在一定条件下将封端异氰酸酯解封，然后通过辐射交联固化。

单一的聚氨酯进行乳液（PU）,虽然我国聚氨酯材料涂层技术优点可以明显, 但其稳定性 、自增稠性 、膜的保光性差以及固含量低 ,且价格水平较高, 应用发展受到一定限制。纯聚丙烯酸酯乳液（PA）则存在一些拉伸运动强度和撕裂作用强度、耐磨性 、耐水性、耐化学品性差的问题。聚氨酯-聚丙烯酸酯 （PUA）复合纳米乳液能克服原乳液具有各自的缺点,发挥学生各自的优势,使乳液及胶膜性能分析得到一个明显的改善 ,应用研究前景十分广阔,被誉为“第三代水性增强聚氨酯 ”。
PUA复合乳液的制备方法有很多，可分为直接混合法、复合乳液共聚法、接枝共聚法、互渗透网络法和核壳聚合法。直接混合法是PU和PA乳液的机械混合，可以在分子链之间形成氢键或其他化学键，在一定程度上提高了水性聚氨酯的性能，但不易获得稳定的混合体系。
复合乳液聚合有两种方法：不饱和单体法和不饱和化合物封端法。 接枝共聚方法有三种：（1）共混交联法；（2）双预聚物法；（3）聚氨酯膜表面与PA之间的接枝互穿网络聚合物（IPN）是一种新型聚合物混合物，两种聚合物分子链相互渗透形成网络结构。 其中至少一种聚合物是网状的，另一种聚合物可以线性形式存在。 在许多方面，这种形式聚合物表现出优异的性能。 核壳聚合是一种领先的聚合方法，其反应机理是水性聚氨酯分散聚合物首先在水相中形成胶体颗粒，添加的单体如丙烯酸酯溶胀到胶体颗粒内部并聚合形成另一种聚合物。 采用该工艺制备了核壳结构的聚合物乳液.