本发明属于乳液领域，尤其涉及一种卷材涂料用水性乳液及其制备方法和应用。本发明提供的水性乳液由包括以下重量份组分的原料制成：乙烯基单体70～110份；复合乳化剂2～10份；引发剂0.2～10份；pH调节剂0～4份；水80～120份；所述复合乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、壬基酚聚氧化乙烯醚、乙氧基化烷基酚硫酸铵、壬基酚乙氧基化物、辛基酚乙氧基化物和反应型乳化剂中的至少两种。本发明以水作为制备乳液的溶剂，通过选择特定的复合乳化剂，可使制成的乳液具有较小的粒径、较低的粘度和良好的储存稳定性，非常适用于制备卷材涂料。