本发明公开了一种高耐性改性水性聚氨酯树脂及其合成方法与应用，所述方法包括以下步骤：1)使二异氰酸酯、多元醇、小分子扩链剂以及任选地乙烯基单体A混合反应，得到异氰酸酯封端预聚物；2)向异氰酸酯封端预聚物中加入中和剂和水，剪切分散得到预乳液，再加入多元胺扩链剂；3)向所得乳液中加入引发剂以及任选地乙烯基单体B，引发聚合得到改性水性聚氨酯树脂。本发明制得的改性水性聚氨酯树脂应用于工业漆涂料领域，其耐性提升明显，可解决工业涂料对高耐性的要求。