水性聚氨酯有許多類別，一般有以下幾種分類方法。
以外觀分類。水性聚氨酯可分為聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液。實際應用最多的是聚氨酯乳液及分散液，其外觀特性如表1所示。 按固化方式分類。水性聚氨酯可分為雙組份、單組份自干、輻射固化三種。
輻射固化水性聚氨酯一般含有雙鍵，可在紫外光條件下經(jīng)光引發(fā)劑引發(fā)聚合。
水性雙組份體系與傳統(tǒng)溶劑型雙組份體系一樣，即需要A、B兩種組分混合，才能發(fā)生交聯(lián)固化，一般使用水性異氰酸酯固化劑。
單組份水性聚氨酯在室溫或加溫條件下即可固化。
以親水性基團的性質(zhì)分類。根據(jù)聚氨酯分子側(cè)鏈或主鏈上是否含有離子基團，即是否屬離子鍵聚合物，水性聚氨酯可分為陰離子型、陽離子型、非離子型。含陰、陽離子的水性聚氨酯又稱為離聚物型水性聚氨酯。不含離子基團的稱為非離子水性聚氨酯。
以聚氨酯原料分類。按主要低聚物多元醇類型可分為聚醚型、聚酯型及聚烯烴型等，分別指采用聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作為低聚物而制成的水性聚氨酯。還有聚醚-聚酯、聚醚—聚丁二烯等混合類型。以聚氨酯的異氰酸酯原料分，可分為芳香族異氰酸酯型、脂肪族異氰酸酯型、脂環(huán)族異氰酸酯型。
根據(jù)聚氨酯的水性化方法分為自乳化法和外乳化法。
自乳化法又稱內(nèi)乳化法，是指聚氨酯鏈段中含有親水性成分，因而無需乳化劑即可形成穩(wěn)定乳液的方法。
外乳化法又稱為強制乳化法，若分子鏈中僅含少量不足以自乳化的親水性鏈段或基團，或完全不含親水性成分，此時必須添加乳化劑，才能得到乳液。
比較而言，外乳化法制備的乳液中，由于親水性小分子乳化劑的殘留，影響固化后聚氨酯膠膜的性能，而自乳化法消除了此弊病。水性聚氨酯的制備目前以離子型自乳化法為主。

聚體法、丙酮法、熔融分散法
自乳化法制水性聚氨酯最常用的方法有預聚體分散法和丙酮法。預聚體法即在預聚體中導人親水成分，得到一定粘度范圍的預聚體，在水中乳化同時進行鏈增長，制備穩(wěn)定的水性聚氨酯(水性聚氨酯-脲)。
丙酮法屬于溶液法，是以有機溶劑稀釋或溶解聚氨酯(或預聚體)，再進行乳化的方法。在溶劑存在下，預聚體與親水性擴鏈劑進行擴鏈反應，生成較高分子量的聚氨酯，反應過程可根據(jù)需要加人溶劑以降低聚氨酯溶液粘度，使之易于攪拌，然后加水進行分散，形成乳液，最后蒸去溶劑。溶劑以丙酮、甲乙酮居多，故稱為丙酮法。
此法的優(yōu)點是丙酮、甲乙酮的沸點低、與水互容、易于回收處理，整個體系均勻，操作方便，由于降低粘度同時也降低了濃度，有利于在乳化之前制得高分子量的預聚體或聚氨酯樹脂，所得乳液的膜性能比單純預聚體法的好。
而預聚體法由于粘度的限制，為了便于剪切分散，預聚體的分子量不能太高，可能會影響水性聚氨酯性能，例如粘度高則乳化困難，粒徑大，乳液穩(wěn)定性差;預聚體分子量小則NCO基團含量高，乳化后形成的脲鍵多，膠膜硬，缺乏柔軟性。
丙酮法和預聚體法的主要區(qū)別是，在丙酮法中，聚氨酯先預聚成分子量較大的預聚體，由于分子量大的預聚體粘度大，必須稀釋降低粘度;
而預聚體法中根據(jù)需要可加或不加少量丙酮等溶劑。這兩者的概念有所交叉，有的乳化方法既屬丙酮法又屬預聚體法。熔融分散法又稱熔體分散法、預聚體分散甲醛擴鏈法。預先合成含叔胺基團(或離子基團)的端NCO基團預聚體，再與尿素(或氨水)在本體體系反應，形成聚氨酯雙縮二脲(或含離子基團的端脲基)低聚物，并加入氯代酰胺在高溫熔融狀態(tài)繼續(xù)反應，繼續(xù)季胺化。
聚氨酯雙縮二脲離聚物具有足夠的親水性，加酸的稀水溶液形成均相溶液，再與甲醛水溶液反應進行羥甲基化，含羥甲基的聚氨酯嚴縮二脲能在50—130℃用無限水稀釋，形成穩(wěn)定乳液。當降低體系的pu值時，能在分散相中進行縮聚反應，形成高分子量聚氨酯。含離子基團的端NCO預聚體形成端脲基或縮二脲基聚氨酯低聚物后，則直接在熔融狀態(tài)乳化于水，再加甲醛水溶液進行羥甲基化及擴鏈反應。
二元胺直接擴鏈與酮亞胺—酮連氮法
在預聚體分散法中，若采用溶于水的二元伯胺擴鏈劑擴鏈，由于一NCO與一NH2的反應速度快，不易得到微細而均勻的乳液，可采用酮亞胺或酮連氮法解決此問題。酮亞胺-酮連氮法是指預聚體與被酮保護了的二元胺(酮亞胺體系)或肼(酮連氮體系)混合后，再用水分散，分散過程中，酮亞胺、酮連氮以一定的速率水解，釋放出游離的二元胺或肼與分散的聚合物微粒反應，得到的水性聚氨酯—脲具有良好的性能。
水性聚氨酯發(fā)展方向
聚氨酯漆膜豐滿、亮麗，具有優(yōu)異的耐腐蝕性、附著力、耐化學藥品性、耐候性，在膠粘劑涂料等領域得到廣泛的應用。但是單一的乳液在穩(wěn)定性、自增稠性、固含量以及聚氨酯樹脂涂膜耐水性、光澤等方面不盡如人意。丙烯酸樹脂具有機械強度高、耐老化、抗黃變、耐水性好等優(yōu)點，但又存在著耐有機溶劑性較差、耐熱性差、軟化點較低、耐磨性差等缺點。 因此聚氨酯和聚丙烯酸酯兩者在性能上具有很大的互補性，兩者結(jié)合可得到性能更加優(yōu)良的高聚物。水性體系中以丙烯酸樹脂對聚氨酯進行改性是未來重要的發(fā)展方向之一。