聚氨酯涂料是以聚氨酯树脂作为主要成膜物质，再配以颜料、溶剂、催化剂及其他辅助材料等所组成的涂料。
聚氨酯树脂是含有氨基甲酸酯—NHCOO—基团的聚合物，通常由多异氰酸酯（含—NCO基团）或其加成物与含活泼氢（主要是羟基中的活泼氢）的聚多元醇反应而成。异氰酸酯R—N═C═O（异氰酸H—N═C═O）具有两个共轭双键，非常活泼，极易与其他含活泼H原子的化合物反应，生成聚氨酯树脂。异氰酸酯的碳原子呈正电性，异氰酸基在反应时是亲电子的，易被亲核试剂所攻击。
聚氨酯材料不但具有优良的物理化学性能，如耐化学品性、耐磨性好，硬度高，力学性能良好等，而且施工温度范围广。
种类
聚氨酯涂料的类型和品种很多，有许多不同的分类方法。按照包装类型可分为单罐装（单组分）聚氨酯涂料和双罐装（双组分）聚氨酯涂料。单组分聚氨酯涂料使用方便，打开包装即可使用，但性能较差；双组分聚氨酯涂料使用时需先混合，性能较好，但必须现用现配，并在一定时间（施工期限）内用完，否则混合后的涂料发生化学反应，无法使用造成浪费。双组分聚氨酯涂料又分为催化固化型聚氨酯涂料和羟基固化型聚氨酯涂料。羟基固化型双组分聚氨酯涂料是目前市场上用量最大的聚氨酯涂料。按照所使用的分散介质可分为有机溶剂型、无溶剂型、高固体型、水分散型、粉末涂料类等聚氨酯树脂涂料。其中有机溶剂型聚氨酯树脂涂料在聚氨酯涂料生产领域占有一定的地位。无溶剂型、高固体型、水分散型、粉末涂料类聚氨酯涂料是各国为减少挥发性有机溶剂、减少污染、节省能源而大力研制和开发的类型。按照涂料的固化情况可分为常温固化型（白干型）和加热固化型（烘烤型）两大类。大多数聚氨酯涂料既可常温固化，也可加热固化，加热固化后的聚氨酯涂料性能优于常温固化的聚氨酯涂料。
组成
聚氨酯涂料的主要组分有多元醇和异氰酸酯，因此按主要低聚物多元醇类型，可将水性聚氨酯涂料分为聚醚型、聚酯型及聚烯烃型等，分别指采用聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作为低聚物多元醇而制成的水性聚氨酯。还有聚醚-聚酯、聚醚-聚丁二烯等混合型。按聚氨酯的异氰酸酯原料分，可分为芳香族异氰酸酯型、脂肪族异氰酸酯型、脂环族异氰酸酯型。按具体原料还可细分，如TDI型、HDI型、IPDI型等。
按使用形式分为单组分和双组分。单组分水性聚氨酯是指可直接使用，或无须交联剂即可得到所需使用性能的水性聚氨酯，主要包括热固性聚氨酯、含封闭异氰酸酯的水性聚氨酯、光固化水性聚氨酯、第三代水性聚氨酯等几个品种。
双组分水性聚氨酯分为利用水性聚合物多元醇与多异氰酸酯固化剂发生交联固化反应的水性聚氨酯体系和向水性聚氨酯中添加外交联剂如碳化二亚胺、氮丙啶或氨基树脂等发生交联固化反应的水性聚氨酯体系。
根据聚氨酯分子侧链或主链上是否有离子基团或是属于亲水基聚合物，水性聚氨酯可分为阴离子型、阳离子型、非离子型及混合型。阴离子型一般是指分子主链或侧链上含有阴离子型亲水性基团的水性聚氨酯。阳离子型一般是指主链或侧链上含铵离子（一般为季铵离子）或锍离子的水性聚氨酯，绝大多数情况是季铵阳离子；非离子型一般是指分子中不含离子基团的水性聚氨酯，亲水性链段一般是中低相对分子量聚氧化乙烯，亲水性基团一般是羟甲基。混合型一般是指聚氨酯分子结构中同时具有离子型及非离子型亲水基团或链段。
按原料及结构分可分为聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多异氰酸酯乳液、封闭性聚氨酯乳液。按分子结构可分为聚氨酯乳液（热塑性）和交联型水性聚氨酯（热固性）。交联型又可分为内交联型和外交联型。内交联型在合成时形成一定支化交联分子结构，或引入可热反应性基团，是稳定的单组分体系。外交联型是在体系中添加能与聚氨酯分子链中基团起反应的交联剂，是双组分体系。
按水性化方法分类，水性聚氨酯可分为内乳化法和外乳化法。
发展史
1937年，德国Bayer等首先利用异氰酸酯和多元醇进行聚合反应制得聚氨酯，并获得了德国专利。1940年左右，聚氨酯发泡材料问世，聚氨酯弹性体也相继开发出来。随后Bayer等成功研制了聚氨酯涂料，该涂料的多异氰酸酯组分牌号为Desmodur，多羟基组分牌号为Desmophen。1941年，德国卡洛泽斯（Carothers）等采用丁二醇和六亚甲基二异氰酸酯（HDI）进行加成聚合，制得了聚氨酯纤维。1953年后，德国Bayer公司首先成功开发无毒性的多异氰酸酯组分，其牌号为Desmodur L。1985年，Bayer公司成功研制耐候性的脂肪族多异氰酸酯——HDI缩二脲。我国在20世纪50年代后期才开始研制聚氨酯树脂。1956年，大连染料厂首次合成了甲苯二异氰酸酯，并于1958年将其应用于聚氨酯涂料的试生产。直至1965年，在天津、上海等地才有小批量商品涂料生产。20世纪60年代末70年代初，随着涂料工业的发展，聚氨酯涂料的各项优异性能逐渐为涂料生产厂和广大用户所认识，生产工艺和施工技术不断完善，为聚氨酯涂料的发展创造了条件，有力地推进了聚氨酯涂料的生产和应用。1969年以后，我国先后成功开发了六亚甲基和十亚甲基二异氰酸酯单体的生产工艺，使聚氨酯涂料在生产和应用方面取得了许多可喜的成果，如聚氨酯木器漆、环氧-聚氨酯尿素造粒塔防腐漆、聚氨酯油罐漆、脂肪族聚氨酯航空漆、弹性聚氨酯抗渗耐油涂料、聚氨酯改性过氯乙烯出口机床漆、聚氨酯塑胶跑道铺面材料及其标志划线漆等。