本發(fā)明公開了一種納米碳纖維改性聚乙烯復合材料及其制備方法。本發(fā)明的一種納米碳纖維改性聚乙烯復合材料，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為：聚乙烯50%～70%、納米碳纖維5%～15%、增韌劑5%～10%、阻燃劑10%～15%、馬來酸酐接枝聚乙烯2%～5%、季戊四醇硬脂酸酯0.1%～2%、抗氧劑0.1%～1%，所述納米碳纖維為表面經(jīng)氧等離子體處理過的納米碳纖維。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明采用氧等離子處理納米碳纖維，使納米碳纖維表面發(fā)生氧化改性和含有大量的含氧活性基團，從而大大提高了納米碳纖維的表面浸潤性和粘結(jié)力，在用于改性聚乙烯時其具有顯著的增強、增剛和提高耐熱性能、導電性能的作用。