本发明公开了一种复合改性功能化石墨烯改性水性聚氨酯乳液及其制备方法，先使用异氰酸酯对氧化石墨烯进行处理，将异氰酸根基团接枝到GO的表面，制得表面含有大量反应活性更高基团‑NCO的还原氧化石墨烯，再使用改性剂对其改性，得到复合改性功能化石墨烯改性水性聚氨酯乳液。本发明制备方法有效的增加了氨基基团在氧化石墨烯表面的接枝率，增加了功能化氧化石墨烯和水性聚氨酯反应的活性位点，制得的乳液稳定、纳米粒子分散性好，同时，复合了功能化石墨烯的聚氨酯材料，赋予材料优异的力学性能、耐热性能、导电性能、表面性能等。