单组分水性聚氨酯涂料是水性聚氨酯涂料中较常见的一种，也是较常用的，具有高断裂伸长率(可达800%)、适当的强度(20MPa)和常温干燥的优点。传统意义上的单组分水性聚氨酯涂料一般具有较低的相对分子质量或低交联度。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能，可通过引入反应性基团进行交联或使用复合改性基料的方法来提高涂料性能，选用诸如多元醇、多异氰酸酯和多元胺等多官能团化合物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。

20世纪90年代初,Jacobs等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、耐候性好等优越性能。为得到表观和内在质量均匀的实用涂料，双组分聚氨酯水分散体涂料应满足：(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)固化剂的黏度要尽可能小，从而减少农业生产体系溶剂的用量，甚至不用农业生产体系溶剂，同时又能保证与含羟基的组分很好地混合。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面漆和罩光漆。