本发明涉及一种支化型水性聚氨酯纳米复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：a)将聚合物多元醇、亲水性单体和交联单体加入反应容器中，在温度为90℃，压力为‑0.095MPa下进行脱水处理；b)将物料降温至室温，再加入二异氰酸酯单体和延迟性催化剂搅拌均匀，反应0.5‑1.5小时，然后升温到80℃反应2‑4小时；c)将物料降温到40℃，加入扩链剂和有机溶剂进行扩链反应，反应时间为1‑3小时；d)将上述物料降温至室温，加入中和剂反应0.5‑1小时；e)将上述物料加入去离子水，高速搅拌进行乳化，脱去有机溶剂得到支化型水性聚氨酯纳米复合材料。该水性聚氨酯纳米复合材料具有良好的力学性能，在胶黏剂和涂料工行业上有广泛应用。