环氧树脂（EP）由于其具有优异的性能,应用于生活的方方面面,如粘合剂、涂层材料、封装材料和各种高性能复合材料等。但是环氧树脂受自身结构的限制,被点燃后难以自熄,对公共安全有相当大的威胁。因此,制备阻燃环氧树脂具有重要意义。此外环氧树脂作为一种聚合物,其本征导热能力较差,导热系数仅为0.2 W/（m·K）左右。随着5G的快速发展,电子元器件的尺寸不断变小,对散热的要求不断提升。另外一方面,热量的聚集也带来了火灾的隐患,作为封装材料的环氧树脂逐渐难以满足使用要求,制备具有高导热性能的环氧树脂复合材料迫在眉睫。针对环氧树脂在使用中存在阻燃性较差和导热效果不理想的问题,本论文一方面对其进行了阻燃改性,设计并制备了碳基纳米复合阻燃剂和磷氮系阻燃剂,并探究了阻燃环氧树脂的热稳定性、阻燃性能和阻燃机理;另一方面,对常用碳基导热填料进行表面改性,在此基础上设计制备了多功能导热环氧树脂复合材料。本论文主要研究内容如下:1.采用纳米复合的方式,使用交联聚磷腈对碳纳米管进行表面改性,制备了EP/AFP@CNTs复合材料。实验结果证明EP/AFP@CNTs复合材料具有较好的阻燃性能,添加2%时可以使得PHRR降低32.7%,但是未能达到UL-94 V-0等级,其LOI值也仅为26.5%。经过阻燃机理的研究,交联聚磷腈在燃烧过程中会起到催化成炭的作用,并且碳纳米管也会在炭层中起到桥梁的作用,进一步强化炭层的强度,起到凝聚相阻燃的作用。同时EP/AFP@CNTs复合材料的力学性能也因碳纳米管的存在得到了提升,DMA测试结果表明其储能模量提升了13.2%。并且在添加少量AFP@CNTs后,复合材料的导热性能也有一定提升,EP/AFP@CNTs 2.0 的导热系数为 0.363 W/（m·K）,相较于 EP 提升了 67.3%。2.为了进一步提高环氧树脂复合材料的阻燃性能,通过3,5-二氨基-1,2,4-三氮唑与DOPO和苯膦酰二氯反应,合成了两种含磷氮元素的阻燃剂N-DOPO和PPDAT,其中PPDAT为聚合型阻燃剂。研究结果表明,添加7.5%的N-DOPO后,环氧树脂复合材料的PHRR降低了 19.6%,TSP降低了 35.8%,在垂直燃烧中达到UL-94 V-0等级,LOI值为33.5%;添加7.5%的PPDAT后,环氧树脂复合材料的PHRR降低了 39.8%,TSP则下降了 69.7%,UL-94却只能达到V-1等级,LOI值为30.0%,说明N-DOPO对环氧树脂具有更好的阻燃效率。通过对燃烧过程中的气相和凝聚相产物进行分析后,确定EP/PPDAT复合材料只要以凝聚相阻燃为主,可以催化形成致密连续的炭层;而EP/N-DOPO复合材料由于DOPO基团的存在,除了存在凝聚相阻燃作用以外,还具有一定的气相阻燃作用,使得N-DOPO的阻燃效率更高。3.为了制备高导热阻燃环氧树脂复合材料,选择本征导热能力比碳纳米管更高的石墨烯作为导热填料,使用氮化硼纳米片对石墨烯进行改性,利用静电吸附的方式将氮化硼纳米片自组装在石墨烯片层上,得到复合导热填料GBN。并且使用第三章中制备的N-DOPO阻燃剂进行阻燃处理,制备出高导热和优秀电绝缘性能的阻燃环氧树脂复合材料。研究结果表明:GBN的制备过程中没有发生化学反应,氮化硼纳米片可以均匀的自组装在石墨烯片层上;在相同添加量下,经过热压制备的环氧树脂复合材料的导热性能更加优异,当GBN的添加量达到5 wt%时,导热系数最高为0.931 W/（m·K）,体积电阻率保持在1014Ω·m左右,与纯环氧树脂相似。这是因为绝缘的氮化硼也均匀的分散在基体之中,切断了导电电子的传播路线。在垂直燃烧测试中可以达到UL-94V-0等级,并且LOI值为35.0%。导热填料GBN可以在凝聚相中发挥作用,进一步提升阻燃效率。