水性聚氨酯的制取大多采用两种方式：外乳化法和自乳化法。外乳化法将聚氨酯预聚物缓慢添加到含乳化剂的水中，产生粗粒乳液，再送入乳化器产生粒径恰当的乳液。该法制备的聚氨酯乳液胶体稳定性较差，适用于材料的表面处理，如羊毛的不粘处理等。水性聚氨酯乳液的制取大多采用聚合物自乳化法，也就是在聚合物分子链上引进一定量的亲水性基团，在特定条件下分散形成稳定乳液。自乳化法操作简便，制得的乳液性能比外乳化法要好，现阶段合成水性聚氨酯都使用这种方法。

合成水性聚氨酯，通常先把低聚物二醇（或多元醇）、扩链剂和二异氰酸酯预先反应，制作而成一定分子量的预聚体或高分子量聚氨酯树脂以后，再采用相转移方式将它溶解或乳化于水中。水性聚氨酯的制备工艺主要包括下面几种。

(1)由低聚物二醇、二异氰酸酯，或是小分子扩链剂，制备端一NCO基聚氨酯预聚体，或者在有机溶剂中制取高分子量聚氨酯，在乳化剂及高剪切力作用下乳化。

(2)由中低分子量的聚氧化乙烯二醇作为低聚物二醇原材料，与二异氰酸酯（或及扩链剂)制取聚氨酯或预聚体，再分散于水。

(3)选用含羧基、磺酸基或叔氨基团的扩链剂制取聚氨酯或其预聚体，中和，制作而成离子型聚氨酯并乳化。根据实际情况，中和可以在乳化前或乳化同步进行，预聚体的乳化过程可用二胺扩链。

(4)制取聚氨酯-脲-多胺(PUUA)。PUUA在稀酸水溶液中乳化，或PUUA与环氧氯丙烷(ECH)的加成物在酸的水溶液中乳化，获得阳离子型聚氨酯乳液。PUUA与二元酸酐反应，在碱水溶液中乳化，或PUUA与ECH的加成物与内酯或磺内酯反应，在碱水中乳化，可获得阴离子型聚氨酯乳液。

(5)使聚氨酯含有亲水的羟甲基，引进羟甲基的办法是使用聚氨酯的氨基与甲醛的反应，或含一NCO的聚氨酯的预聚体与过量三乙醇胺反应。

(6)先制取含PEO等亲水性链节或基团的端—NCO预聚体，再和亚硫酸氢钠醇水反应并乳化，预聚体还可以与酮肟或己内酰胺等封闭剂反应，并乳化于水，此方法产生封闭聚氨酯乳液。

(7)选用含羧基、磺酸钠或叔氨基团的低聚物多元醇制取聚氨酯预聚体并离子化，乳化于水。使用以上方法制备的水性聚氨酯产品种类繁多，用途广泛，性能较好。