本发明提供了一种高水氧阻隔性水性聚氨酯、其制备方法及双组分聚氨酯胶。本发明先采用阴离子表面活性剂对水滑石插层修饰，再加入氧化石墨进行超声处理，形成氧化石墨烯和剥离的水滑石纳米片这两种二维纳米片，表面带有大量含氧官能团的氧化石墨烯与显示正电性的水滑石纳米片在静电作用驱动下，自组装形成了一种松散的有序复合结构，即石墨烯‑水滑石自组装体；再将上述自组装体与水性聚氨酯分散体混合，从而得到高水氧阻隔性水性聚氨酯分散液。其中，石墨烯‑水滑石自组装体形成复杂曲折的特殊防扩散渗透路径，抑制了水、氧的侵入，能够有效提升水氧阻隔性，而且，能够使水性聚氨酯分散液具有良好的成膜及粘结性。