本发明提供一种石墨烯/POSS复合协效无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，该阻燃聚丙烯复合材料按重量份数计，其原料组分包括聚丙烯70～85份，单分子膨胀型阻燃剂15～30份，低聚倍半硅氧烷0.1～5份，石墨烯0.05～5份；其制备方法是将聚丙烯、单分子膨胀型阻燃剂、低聚倍半硅氧烷、石墨烯加入磨盘形力化学反应器中，于转速50～300r/min下固相剪切粉碎混合2～30次，将所得混合物加入至双螺杆挤出机中挤出造粒，即得石墨烯/POSS复合协效无卤阻燃聚丙烯复合材料的料粒。所制备的阻燃聚丙烯复合材料阻燃效率高，并且膨胀型阻燃剂添加量大幅降低，对比同类阻燃聚丙烯复合材料力学性能大幅提高。