本发明公开了一种阻隔TPU/功能氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法，首先采用改进的hummers法制备氧化石墨烯，然后用异氟尔酮二异氰酸酯对氧化石墨烯进行有机改性得到功能氧化石墨烯，最后将功能氧化石墨烯与TPU在涂膜机上复合成膜。经本发明方法制备的复合材料薄膜，功能氧化石墨烯作为一种良好的不渗透材料可以均匀的分散在TPU基体中，使复合薄膜具有非常好的阻隔水蒸气以及氧气等小分子物质的能力，阻隔性能大大增强，并且机械性能也得到一定的提升，而且薄膜透明性较好；可以广泛的应用在食品包装、药品包装封装材料等领域，并且本发明制备方法科学合理、工艺简单、可操作性强，可以大规模进行工业化生产。