本发明属于材料领域，具体为一种石墨烯复合材料的制备，通过化学氧化技术制备出氧化石墨，将制备出的氧化石墨与含两个异氰酸酯基的化合物反应，得到表面含异氰酸酯基的氧化石墨，除去过量游离的二异氰酸酯后再用封端剂反应封闭异氰酸酯基，通过热还原将氧化石墨还原成石墨烯，得到室温空气中稳定存在的封闭异氰酸酯基改性的石墨烯，将改性后的石墨烯与欲改性的含活泼氢的树脂在高温下反应接枝并复合。