以六亚甲基二异氰酸酯（HDI）为改性剂，四氢呋喃为溶剂，在没有催化剂的情况下，以碱性木质素为原料，采用简便易行的制备方法合成了改性木质素（ML）。然后，将合成的ML分散在羟基丙烯酸树脂中，以HDI三聚体为固化剂，二月桂酸二丁基锡为催化剂，在室温下制备改性木质素基聚氨酯复合材料。傅立叶变换红外光谱（FTIR）和元素分析证实，当HDI用量为0.2g时，与纯聚氨酯（PU）膜（9.79MPa）和使用未改性木质素制备的木质素基聚氨酯（LPU）膜（7.17MPa）相比分别提高了23.2%和68.3%。在添加木质素或ML之后，聚氨酯膜的断裂伸长率增加。MLPU-0.2的水接触角增加到96°，高于PU（74°）和LPU（68°）。MLPU-0.2（3H）的铅笔硬度高于PU（H）和LPU（2H）。改性木质素基聚氨酯有望用于海洋防腐涂料。