制備聚氨酯的主要原料有聚己二酸-1,4-丁二醇（分子量2500~3000，酸值低于0.5mgKOH/g）；聚己二酸-1,4-丁二醇-1,6-己二醇（分子量4500~5000，酸值低于1.0mgKOH/g）；聚ε-己內酯（分子量2000，酸值低于0.1 mgKOH/g）等多元醇；二苯基甲烷-4,4′-二異氰酸酯（MDI）,己二異氰酸酯（HDI）和異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）等二異氰酸酯；1.4-丁二醇和1,6-己二醇等擴鏈劑。合成方法主要有本體法（熔融法）和溶液法，按分子量增大的方式又可分直接法與擴鏈法，熔融法又可分鑄模法和機械法。
制備聚氨酯膠黏劑常用熔融聚合法，而溶劑品種對反應速度有較大的影響，溶劑的極性越大，異氰酸酯與羥基的反應越慢。故在聚氨酯膠黏劑制備中，采用烴類溶劑（如甲苯）時反應速度比酯、酮溶劑快，一般先讓二異氰酸酯與低聚物二醇液體在加熱情況下本體聚合，當黏度增大到一定程度，攪拌困難時，才加適量氨酯級溶劑稀釋，以便繼續均勻的進行反應。溶劑型雙組分聚氨酯膠黏劑的羥基組分合成中，欲得到較高的分子量時一般采用此法。隨著反應溫度升高，異氰酸酯與各類活性氫化合物的反應速率加快，在有特殊催化劑作用下其自聚反應速度也加快，但當反應溫度在130~150度時，各個反應的速率常數都相似。130度以上異氰酸酯基團與氨基甲酸酯或脲鍵反應，產生交聯鍵，且在此溫度以上，所生成的氨基甲酸酯、脲基甲酸酯或縮二脲很不穩定，可能會分解，一般羥基化合物與二異氰酸酯的反應溫度以60~100度為宜。
擴鏈法又稱二部法，即首先由二元醇與過量的二異氰酸酯反應生成端異氰酸酯預聚物，再用二元醇或二元胺進行擴鏈形成所需分子量的聚氨酯。擴鏈法生產平穩，重現性好，產物性能好且穩定，用得較多。從工藝上說，用本體縮聚法制備聚氨酯膠黏劑，有間歇法和連續法兩種，間歇法為一般方法即在反應釜中進行，連續法一般在雙螺桿反應擠出機中進行。
與間歇法相比，連續聚合過程是短短幾分鐘內完成的，而間歇法則需數小時甚至十幾小時；連續聚合過程是一個強制運動過程，而間歇法基本是靜置過程；在完全相同的條件下確定物料配比時，不必擔心R→1時聚合物分子量M→∞的情況發生，這是因為連續聚合裝置中雙螺桿的剪切起了保證作用。當R≥1.0時，間歇法生產的聚氨酯膠黏劑膠粒難以長期貯存，連續法生產的膠粒（R≥1.0的一定范圍內）不但有穩定的性能，且有較長的貯存穩定性。用間歇法生產的產品，其膠粒的黏度指標較難控制，而連續法生產的膠粒黏度是穩定的。
聚氨酯膠黏劑通過一些方法改性，如與聚甲基丙烯酸甲酯等共混改性可提高拉伸強度和初黏性；加入叔丁基苯酚甲醛樹脂可增大初黏性，最終強度變化不大；添加0.01份結晶的成核劑如1~5um的金紅石型二氧化鈦可使膠黏劑的初黏強度和熱穩定性能得到改進，添加1%的三氯化鐵也能提高粘接強度和耐熱性能。水劑化主要指聚氨酯乳液的制備，研究進展不夠理想，關鍵問題是選擇適當的分散方法，通常是將聚氨酯溶于有機溶劑中，然后加入適當的水和乳化劑攪拌而形成乳液。
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