高性能與低VOC含量相結合的水性聚氨酯涂料具有廣闊的應用前景。涂膜干燥時間短、外觀好、耐溶劑性好的水性聚氨酯涂料在木器涂料領域占有大量的市場份額;涂膜外觀美好、具有良好的耐低溫性和耐化學品性的水性聚氨酯皮革涂料，取代傳統溶劑型丙烯酸皮革涂飾劑、硝基纖維素皮革涂飾劑，成為皮革涂料的主要品種。此外水性聚氨酯涂料還能應用于塑料涂料、工業涂料和腐蝕保護涂料，滿足不同的性能要求。
隨著對水性聚氨酯結構、性能、成膜過程的反應機理等進一步研究，結合新的水性多元醇聚合物的合成技術，水性聚氨酯涂料將會變得方便施工，涂膜性能易于設計和優化，以滿足特殊用途。水性聚氨酯涂料的進展為：進一步完善和發展高性能無缺陷水性聚氨酯涂料體系;依聚氨酯分子的可裁剪特性，在聚氨酯鏈上引入特殊功能的分子結構如含氟、含硅聚合物鏈，賦予聚氨酯涂膜多功能性;在合成原料上采用可再生資源如植物油、松香及廢棄塑料制備多元醇，然后應用該多元醇合成水性聚氨酯，即可節省資源，又可改善水性聚氨酯涂膜性能。
水性聚氨酯涂料具有良好的耐磨性、柔韌性、耐低溫性、耐疲勞性，優良的粘附力，通過引人不同結構可得到性能不同的涂料(如醚鍵可提高涂層的彈性)，應用非常廣泛。如：
1在建筑上的應用
作為地面涂料，當基質為水泥時，一般采用雙組分潮氣固化、催化固化聚氨酷涂料，這類涂料與水泥地面粘合性好，不會因基質微裂導致涂層開裂，而且一次涂刷即可得到較厚的涂層，涂層光亮、豐滿，使用多年后性能仍然很好;當基質為木地板時，涂裝用的水性聚氨酯涂料一般為多官能團芳香族異氰酸酯自聚體與脂肪酸改性交聯聚酷制成的雙組分涂料，具有快干、耐磨擦、耐化學腐蝕等優點。外墻涂料要求具有良好的耐光、耐候性，一般采用以縮二脈作交聯劑的聚氨酯涂料，它具有快干、機械性能與耐化學品性能好的特點。
2在汽車上的應用
如今的汽車業面臨著日益嚴峻的環保法規和涂料性能要求，這導致了在汽車 內的配件上采用雙組分(2K)水性聚氨酯的趨勢。因此，現在三大汽車制造商都指定使用雙組分聚氨酯涂料來滿足環保法規，并使汽車內部配件獲得柔軟、奢華的外觀和質感，這些部件包括儀表板氣囊面層等許多東西。汽車車身涂料一般可以分為四層：電泳涂層、中涂層、底色漆層、罩光滲層。水性底色漆和水性中涂漆在歐洲廣泛應用，西歐的水性中涂漆主要是水性聚氨酯樹脂和封閉型異氰酸酯型樹脂兩種。另外聚氨酯涂料還可用作汽車的修補漆，德國90%汽車修補漆是由雙組分脂肪族二異氰酸酯與丙烯酸樹脂組成的涂料，涂層豐滿光亮。
3在皮革涂飾上的應用
皮革涂飾一般由聚氨酯樹脂、染料、助劑等組成，樹脂是其中的關鍵組分。我國在這方面也展了一些研究，如安徽大學科招精細化工廠開發出耐光、耐水、耐溶劑的綜合性能優良的聚氨酯乳液系列產品。但國外皮革徐飾相比，國內研究的水性聚氨酯使用方法單一，品種少，光亮度低、耐干耐擦等性能與國外相比尚有一定的差勝而且應用研究不足。
此外，水性聚氨酯涂料還可用于防水、防腐及玻璃、塑料、鋼材等的裝飾和保護。水性聚氨涂料的用途廣，但成本較高，這使其應用受到一限制。隨著我國石油化工的發展，特別是原料本的降低和人們環保意識的增強，水性聚氨酯;料的應用必將越來越廣泛。
