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电气电子设备逐步向高频化、高功率密度化、轻量化发展,特别是5G通信所用到的芯片、设备,迫切需要同时具有低介电常数、低介质损耗、高导热、高绝缘等优异性能的绝缘介质材料。环氧树脂因具备优异的电气性能、耐热性能和力学性能等被广泛用于电气电子设备、器件、基板绝缘和封装。相比其他导热绝缘无机填料,氮化硼(BN)除具有高击穿场强、高导热性能外,其介电常数与介质损耗最低,是理想的导热填料。大量氮化硼填充改性可以大幅度提升环氧树脂的导热性能和耐电老化性能等。但未经改性处理的氮化硼因其表面惰性,在环氧树脂中很难大量填充,而且难以均匀分散,限制了其性能发挥。本文分别用表面化学改性法、物理改性法、机械力化学效应改性法对氮化硼粉体表面进行改性并制备性能优异的复合材料,研究表面改性对复合材料黏度、导热性能与电气性能的影响。化学改性研究表明,利用硅烷偶联剂对氮化硼直接进行表面化学改性,能够降低复合材料的黏度。填充30wt%用KH550、KH560、KH570改性后氮化硼的复合材料黏度分别为682830、151602、245392mPa·s,比填充未改性氮化硼的复合材料的黏度分别降低26.4%、83.7%、73.5%,KH560降黏效果相对最好。直接使用偶联剂进行表面化学改性对提升热导率无效果。先使用氢氧化钠碱溶液对氮化硼粉体表面活化改性再使用硅烷偶联剂化学改性,能够提高复合材料的热导率,氮化硼填充量为30wt%、40wt%时,复合材料的热导率分别为1.16、1.71W/m·K,是纯环氧树脂(0.18W/m·K)的6.4、9.5倍,并且该法制备的复合材料的黏度可进一步降低,30wt%填充量时,复合材料的黏度为126978mPa·s,较填充未改性的降低了86.3%。物理改性研究表明,物理作用可大幅度降低复合材料的黏度,填充30wt%物理改性氮化硼的复合材料,黏度最低为3656mPa·s,是未改性前的1/254。物理改性能够降低环氧树脂/氮化硼体系的黏度从而提高氮化硼在环氧树脂基体中的最大填充量,提升复合材料的热导率,最大填充量可达50wt%,复合材料的热导率为1.82W/m·K,是纯环氧树脂的10.1倍。机械力化学效应改性研究表明,对氮化硼进行机械力化学效应改性可降低复合材料的黏度,提高其热导率,先加偶联剂再进行机械力化学效应改性的工艺效果最佳。填充30wt%先加KH550、KH560、KH570再进行机械力化学效应改性5小时的氮化硼的复合材料的黏度分别为12475、5287、8017mPa·s,是未改性前的1/33、1/79、1/52,对KH560改性强化效果最佳。填充50wt%先加KH550、KH560、KH570再进行机械力化学效应改性5小时的氮化硼的复合材料的热导率分别是1.54、1.63、1.67W/m·K,是纯环氧树脂的8.6、9.1、9.3倍。机械力化学效应改性时间在2.5～10h范围内,改性时间越长,复合材料黏度越小,但热导率略微降低,可根据实际需求确定改性时间。填充50wt%先加KH560再进行机械力化学效应改性2.5h的氮化硼的复合材料黏度为12344mPa·s,是未改性前的1/34;热导率为2.05W/m·K,是纯环氧树脂的11.4倍。添加过氧化氢溶液然后进行机械力化学效应改性,最后添加偶联剂,能够增强硅烷偶联剂改性效果,填充30wt%该工艺改性的氮化硼的复合材料黏度为2973mPa s,是未改性前的1/140。对于50、10、2μm的六方氮化硼来说,粒径越大,复合材料黏度越低,热导率越高。三种粒径混配制备的复合材料的黏度与导热性能劣于单一 50μm的。电气绝缘性能研究表明,填充30wt%氮化硼的复合材料具有优异的电气性能,属于高击穿场强、高电阻率、低介电常数与介质损耗的材料,符合电气及电子设备的使用要求,并且机械力化学效应改性能够优化复合材料的绝缘性能。