本发明涉及一种基于回收聚乙烯的导热复合材料及其制备方法。第一步将回收来的废旧聚乙烯破碎成颗粒，接着依次用酸溶液和去离子水洗涤备用；第二步将碳材料和纳米氧化物按照一定比例混合，然后加入到醇溶液中搅拌，过滤后先烘干再高温焙烧备用；第三步将处理好的废旧聚乙烯、导热填料混合挤出成型，所得产品经酸溶液、去离子水洗涤后造粒、烘干，最终得到高杨氏模量、高导热系数的回收聚乙烯导热复合材料。本发明方法具有工艺简单、产品应用广价值高、处理能力强等诸多优点。