本申请属于紫外光固化水性涂料技术领域，尤其涉及一种双组份UV固化水性聚氨酯乳液及其制备方法和应用，其中，双组份UV固化水性聚氨酯乳液包括至少两种丙烯酸羟基酯封端的聚氨酯预聚物和小分子二元醇扩链的长链聚氨酯预聚物，至少两种丙烯酸羟基酯封端的聚氨酯预聚物在紫外光照下丙烯酸羟基酯发生交联反应，交联网络与线性聚氨酯构成半互穿网络结构，半互穿网络结构使得双组份UV固化水性聚氨酯涂膜同时具备优异的硬度、拉伸强度和断裂伸长率，解决了现有单一成膜组分的紫外光固化水性聚氨酯乳液成膜后，无法兼具韧性和强度的技术问题。