本发明涉及一种石墨烯改性聚合物复合材料的制备方法，包括天然鳞片石墨，依次包括以下步骤：制备氧化石墨烯、制备类基体官能化改性的氧化石墨烯、制备改性石墨烯和制备A151‑GE/聚偏氟乙烯复合材料，本发明的优点：通过Hummers法制备氧化石墨烯，再选用含类基体基团的硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行接枝改性并还原得到改性石墨烯，一方面提高了石墨烯在有机溶剂中的分散性，另一方面通过将氧化石墨烯还原为石墨烯，使填料发挥其固有的性能优势，促使复合材料的热性能、机械性能在填料添加量较少时就获得较大的增强，提高复合材料的导热系数、热稳定性和拉伸强度，大大提高其综合性能。