水性聚氨酯的分子不是簡單的溶解在水中，而是大量的分子團聚成圓球狀膠粒“漂浮”在水中，通過膠粒和水的親和力防止膠粒沉淀，形成穩定的聚氨酯分散體。

　　從以上圖我們可以看到，聚氨酯粒子能夠在水中穩定存在是依靠粒子自身重力和粒子與水的親和力的平衡。若親和力大于或等于重力，則粒子可以穩定存在，樹脂亦可穩定;若親和力小于重力，則粒子沉降，樹脂則發生沉淀或分層。

　　如何保障聚氨酯樹脂有足夠的親和力。現在通常的作法是在水性聚氨酯的分子鏈中接入和水有親和力的基團或鏈段，一般是帶有陽離子、陰離子或非離子鏈的材料。若聚氨酯分子中接入的是陽離子，則該法制得的水性聚氨酯為陽離子型，陰離子和非離子亦然。這些親水基團或鏈段處于聚氨酯粒子表面，形成帶電層或膠體層對粒子產生包覆效果，且相鄰粒子的保護層相互排斥，防止粒子團聚而失穩。

　　高固含和低固含水性聚氨酯穩定體系的差別。

　　高固含水性聚氨酯粒子往往比低固含的大很多，一般認為30%固含樹脂的粒徑在50nm左右，而50%以上固含樹脂的粒徑往往大于200nm，這樣導致粒子自身重力往往大很多，根據重力/親和力平衡原理，高固含樹脂的粒子與水應具有更強的親和性。為了維持較強的穩定性，聚氨酯粒子要具有更強的保護層，所以要選擇更強電解性粒子或鏈段接入聚氨酯分子中。