本发明提供了一种氧化铝改性石墨烯、石墨烯散热涂料及其制备方法,石墨烯散热涂料包括氧化铝改性石墨烯;氧化铝改性石墨烯的制备方法包括获取浓度为0.01g-0.8g/mL的硝酸铝溶液,将石墨烯分散到硝酸铝溶液中,分散均匀得到石墨烯硝酸铝混合溶液,过滤得到表面吸附硝酸铝的石墨烯,将表面吸附硝酸铝的石墨烯加热,得到氧化铝改性石墨烯。本发明提供的将氧化铝改性石墨烯加入石墨烯散热涂料中,氧化铝阻碍了石墨烯片与片之间的连接,石墨烯散热涂料更容易的平铺在整个基材表面,降低界面热阻,提高基材发射率,提高涂层热导率、散热性能,增强涂层的防腐性能,延长涂层使用寿命。