特性异氰酸酯能自身聚合，芳香族异氰酸酯经自聚形成二聚体脲二酮，反应式为:该反应可逆，二聚体在高温下可分解，在无催化剂存在下，2,4-TDI二聚体在15 ℃开始分解，在175℃下完全分解。IPDI的二聚体可用作粉末涂料的固化剂，在高温下分解使聚酯固化。脂肪族异氰酸酯的二聚体目前未见报导。
