環氧樹脂(EP)材料具有高模量、高強度和耐化學性好等優點，由于環氧樹脂含有活潑的環氧基團，可直接參與水性聚氨酯的合成反應。常見環氧改性的水性聚氨酯是將環氧樹脂與聚氨酯反應后部分形成網狀結構，以提高水性聚氨酯涂膜的機械性能及耐熱性、耐水性和耐溶劑性等綜合性能。
環氧樹脂改性通常采用機械共混或共聚的方法。采用機械共混法時EP和PU之間沒有化學鍵的結合，利用EP的疏水性和PU鏈中的羧基以及聚醚鏈段的親水性，使PU包覆EP，最終形成核-殼結構而達到改性的效果。共聚法是將EP接枝到PU鏈上，在乳液的穩定性上，共混法比共聚法更具有優勢。機械共混法由于環氧基團被包裹在核內進行開環反應，所以體系較穩定。而共聚法在預聚階段生成的支鏈結構導致相對分子質量增大，使預聚體的粘度增大;環氧基團的催化開環使得部分乳液粒子形成交聯物而緩慢沉淀。體系中的NCO基團還可能同EP鏈上的環氧基團反應，生成噁唑酮結構。
黃先威等研究了環氧樹脂用量、加入方式、溫度等因素對乳液穩定性并分析了影響涂膜性能的因素，發現當EP的質量分數超過7%時，預聚體粘度過大，而且乳液穩定性也變差。其原因可能是隨著環氧樹脂加入量的增加，乳液中位于膠粒外殼的環氧基團也隨之增加，其在三乙胺的催化作用下進行開環反應，乳液粒子之間形成的交聯物增多而沉淀。Jang J K等研究了不同NCO\OH比值(R值)對樹脂及涂膜性能的影響,R值較小時，分散液的外觀及其涂膜的硬度、耐水性等較差，隨著R 值的增大，一方面聚合物鏈中硬段含量增大，提高了涂膜的硬度;另一方面體系中游離的NCO增多，在乳化擴鏈的過程中形成更多的交聯，生成更多的疏水性鏈段--氨基甲酸酯，使硬段更集中，增強了硬段結晶微區的交聯作用，降低了PU 的吸水率，提高了涂膜的耐水性。
