本发明属于高分子材料领域，尤其是涉及一种阻燃热塑性弹性体合金材料及其制备方法。
背景技术：
通信系统是利用天线中的振子等辐射部件将电磁波信号发射出去来传递信息日常中接触到的无线电通信、广播/电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文、WIFI等工程系统都属于通信系统。在整个通信系统中天线发挥着核心作用，在天线安装及使用过程中，为了保护辐射部件不被外界破坏或干扰，通常还在辐射部件的外面设置了保护壳体，利用该壳体将辐射部件包围起来以起到保护作用。为了发挥天线的最大功效，要求天线外壳对电磁波的传递影响尽可能小，因此对外壳的材料选择需要考虑材料的电气性能指标值，例如，介电常数、正切角损耗值等，外壳材料相对介电常数越大，则电磁波在空气与天线外壳分界面上的反射就越大，这将降低电磁波传输效率；损耗角正切tgδ越大，电磁波在穿透天线外壳过程中转化为热量而损耗的能量就越多。此外，由于有些天线的使用环境处于户外，因此对外壳材料的老化性能提出了较高的要求。
目前通信天线外壳材料主要分为热固性材料和热塑性材料，热固性材料主要使用不饱和聚脂树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂等与玻璃纤维复合而成，热固性材料机械强度较高，耐候性能较好，尺寸稳定性较好等优点；但是热固性材料一般密度较高，外壳整体重量较重(密度1.7-2.0g/cm3)，介电常数较高(4.0-5.5)，无法回收循环利用，此外热固性类外壳成型复杂，综合成本较高而且成型过程污染较大，对人体健康影响较大等缺陷。用量最大也最常用的天线外壳热塑性材料主要是PVC类，聚氯乙烯(PVC)材料是目前使用最为广泛的塑料材料之一，它具有价格便宜、软硬可调、阻燃性能好、耐化学腐蚀好、电气性能优异等优点，应用在天线外壳上重量相对较轻(密度1.4-1.65g/cm3)，耐候性较好，综合成本较低等优点。虽然PVC材料具有诸多优点，但是也存在耐热较差(热变形温度60℃左右)，介电常数相对较高(3-4.8)，强度相对较低，本色含有卤素等缺陷。此外，天线外壳材料常用的热塑性材料还包含ABS、ASA、HIPS、PP等材料，ABS、PS材料介电常数为2.8-3.0，价格便宜，由于本身分子结构中含有不饱和双键，因此不适宜应用在户外。ASA耐候性优异，是户外应用的首选材料，不过ASA介电常数在2.8-3.3之间，而且成本较高，这就限制了其大规模使用。PP材料介电常数为2.2左右，密度低、成本低廉，不过强度较低、老化性较差，也限制了其使用。
目前，通信天线外壳的材料往低介电常数、高耐候、低重量、绿色环保、可回收、阻燃等方向发展，目前现有的热固性或热塑性材料或多或少都存在一定的缺陷。随着通信行业的快速发展，无论是国家层面或普通消费者对信号的传播速度和质量要求越来越高，因此，开发透波性能好、高耐候、具有阻燃功能的绿色环保的天线外壳材料具有重要的经济价值和社会意义。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在提出一种阻燃热塑性弹性体合金材料及其制备方法，以解决目前通信行业天线外壳材料常用的热固性材料存在的介电常数较高、密度大、不环保等缺陷和PVC材料耐温性差、介电损耗大、含卤等问题而其他热塑性材料性能无法同时兼顾各方面性能等技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种阻燃热塑性弹性体合金材料，由包括如下重量份数的组分组成：
进一步的，所述热塑性弹性体为共轭二烯单体单元和链烯基芳香族单体单元为主体的嵌段共聚物；
优选地，所述共轭二烯单体单元为丁二烯或异戊二烯，所述链烯基芳香族单体单元为苯乙烯、α-甲基苯乙烯或对-甲基苯乙烯；
更优选地，所述链烯基芳香族单体单元为苯乙烯。
进一步的，所述链烯基芳香族单体单元的含量为嵌段共聚物总重量的5wt％-70wt％，优选地，所述链烯基芳香族单体单元的含量为嵌段共聚物总重量的18wt％-45wt％。
进一步的，所述热塑性弹性体中的不饱和双键的氢化率为85％以上；优选地，所述热塑性弹性体中的不饱和双键的氢化率为93％以上；更优选地，所述热塑性弹性体中的不饱和双键的氢化率为96％以上。
进一步的，所述苯乙烯共聚物为苯乙烯单体合成得到的通用级聚苯乙烯，所述通用级聚苯乙烯在200℃/5kg条件下的熔融流动系数为2-20g/10min，优选地，所述通用级聚苯乙烯在200℃/5kg条件下，熔融流动系数为2-8g/10min。
进一步的，所述相容剂为共轭二烯单体单元和链烯基芳香族单体单元为主体的嵌段共聚物、马来酸酐接枝的共轭二烯单体单元和链烯基芳香族单体单元为主体的嵌段共聚物、马来酸酐单元与链烯基芳香族单体单元为主体的嵌段共聚物中的一种或两种以上的混合物。
进一步的，所述阻燃剂为环保溴系阻燃剂、锑系阻燃协效剂或磷酸酯类阻燃剂中的一种或两种以上的混合物；优选地，所述环保溴系阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴代三嗪或溴化环氧中的一种或两种以上的混合物，所述锑系阻燃协效剂为锑白；所述磷酸酯类阻燃剂为磷酸三苯酯或二苯基磷酸酯。
进一步的，所述加工润滑剂为硬脂酸类润滑剂、聚乙烯类润滑剂、酯类润滑剂、石蜡类润滑剂、酰胺类润滑剂中的一种或两种以上的混合物。
进一步的，所述抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂、亚磷酸脂类辅助抗氧剂或主抗氧剂与辅助抗氧剂复配得到的复合抗氧剂中一种或两种以上的混合物。
进一步的，所述光稳定剂是受阻苯甲酸酯类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂、苯并三唑类光稳定剂、二苯甲酮类光稳定剂中的一种或两种以上的混合物。
进一步的，所述填料为硫酸钡、滑石粉、碳酸钙、二氧化钛、高岭土中一种或两种以上的混合物。
上述阻燃热塑性弹性体合金材料的制备方法，包括如下步骤：将称取的各组分加入高混机预混5-15min，经双螺杆挤出机塑化、挤出切粒，得到所述合金材料。
进一步的，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为10：1-40：1，所述双螺杆挤出机的各段螺杆温度为180-220℃，螺杆转速为300-500rpm，喂料转速为300-500rpm，优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为20：1-35：1。
相对于现有技术，本发明所述的一种阻燃热塑性弹性体合金材料及其制备方法具有以下优势：
(1)本发明所述的阻燃热塑性弹性体合金材料创造性利用热塑性弹性体和苯乙烯共聚物进行直接共混，得到低介电常数、低介电损耗、高耐候、阻燃、机械性能优良、绿色环保的材料，克服目前天线行业常见材料介电性能、耐候性、力学性能、环保要求等无法同时兼顾的缺陷，并将本发明产品原创性地应用在通讯天线行业和建材、园林设备等行业。
(2)本发明的阻燃热塑性弹性体合金材料的制备方法通过选用合适的加工设备和工艺，克服了传统苯乙烯类弹性体复杂繁琐(需要预塑化)的加工工艺的缺点，本发明制备方法工艺简单，易于操作和控制，非常适于工业化生产，产品综合成本低，应用领域广泛。
(3)本发明通过调节热塑性弹性体和苯乙烯共聚物的混合比例，可以灵活实现材料不同性能(力学性能、硬度)的调整，可满足不同的加工方式(挤出成型、注塑成型、吹塑成型)需求。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
实施例和对比例中提到的：
SEBS为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，采用台橡的SEBS 6150；
SEPS为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，选用科腾的G1750；
GPPS为通用级聚苯乙烯，选自锦湖的GP 125E；
HIPS为高抗冲聚苯乙烯，选用陶氏的1300；
ASA为丙烯酸酯类橡胶体与丙烯腈、苯乙烯的接枝共聚物，选用苯领的778T；
PP选用中沙石化的PP EP548RQ；
溴代三嗪：选自韩国宇进BTAC-245；
溴化环氧：选自韩国宇进CXB-714C；
锑白：选自杭州科利有限公司S-12N；
磷酸酯类阻燃剂：选自浙江万盛公司CFP-220。
主抗氧剂为THANOX 1010；辅助抗氧剂为THANOX 168，所述的光稳定剂A为受阻胺类光稳定剂，光稳定剂B为二苯甲酮类光稳定剂，均选用的是市售的通用种类。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种阻燃热塑性弹性体合金材料，由以下以重量份数的原料组成：SEBS 10份；GPPS 60份；溴代三嗪10份；锑白3份；磷酸酯类阻燃剂2份；马来酸酐接枝SEBS 3份；硬脂酸类润滑剂0.3份、聚乙烯类润滑剂0.2份、酯类润滑剂0.5份；主抗氧剂0.1份，辅助抗氧剂0.1份；光稳定剂A 0.4份，光稳定剂B 0.4份；碳酸钙10份。按上述质量份数配比称取各组分后，加入高混机预混10min，经双螺杆挤出机塑化、挤出切粒，得到阻燃热塑性弹性体合金材料。
实施例2
一种阻燃热塑性弹性体合金材料，由以下以重量份数的原料组成：SEPS 16份；GPPS 60份；溴化环氧5份；锑白2份；马来酸酐接枝SEBS 3份；硬脂酸类润滑剂0.5份、聚乙烯类润滑剂0.5份、酯类润滑剂0.5份、石蜡类润滑剂0.5份；主抗氧剂0.2份，辅助抗氧剂0.3份；光稳定剂A 1份，光稳定剂B 0.5份；硫酸钡10份。按上述质量份数配比称取各组分后，加入高混机预混10min，经双螺杆挤出机塑化、挤出切粒，得到阻燃热塑性弹性体合金材料。
实施例3
一种阻燃热塑性弹性体合金材料，由以下以重量份数的原料组成：SEBS 10份；GPPS 72份；溴化环氧10份；锑白5份；磷酸酯类阻燃剂2份；聚乙烯类润滑剂0.2份、酯类润滑剂0.3份；主抗氧剂0.1份，辅助抗氧剂0.1份；光稳定剂A 0.2份，光稳定剂B 0.1份。按上述质量份数配比称取各组分后，加入高混机预混10min，经双螺杆挤出机塑化、挤出切粒，得到阻燃热塑性弹性体合金材料。
实施例4
一种阻燃热塑性弹性体合金材料，由以下以重量份数的原料组成：SEBS 30份；GPPS 46份；溴代三嗪10份；苯乙烯-马来酸酐共聚物3份；硬脂酸类润滑剂2份、聚乙烯类润滑剂1份、酯类润滑剂1份；主抗氧剂0.2份，辅助抗氧剂0.3份；光稳定剂A 0.8份，光稳定剂B 0.7份。按上述质量份数配比称取各组分后，加入高混机预混10min，经双螺杆挤出机塑化、挤出切粒，得到阻燃热塑性弹性体合金材料。
实施例5
一种阻燃热塑性弹性体合金材料，由以下以重量份数的原料组成：SEBS 25份；GPPS 60份；苯乙烯-马来酸酐共聚物2份；硬脂酸类润滑剂1份、聚乙烯类润滑剂0.5份、酯类润滑剂0.5份；主抗氧剂0.2份，辅助抗氧剂0.2份；光稳定剂A 0.4份，光稳定剂B 0.2份；滑石粉5份。按上述质量份数配比称取各组分后，加入高混机预混10min，经双螺杆挤出机塑化、挤出切粒，得到阻燃热塑性弹性体合金材料。
对比例1-3
对比例1-3的原料采用如表1所示配方，制备方法同实施例1-5一致。
实施1-5和对比例1-3的具体配方如下表1所示(按重量份数)：
表1实施例和对比例配方
将上述实施例1-5及对比例1-3制得的样品在鼓风烘箱中于80℃干燥4小时后，用塑料注射成型机注塑成标准样条，注塑温度为200-220℃；将注塑好的样条在50％的相对湿度、23℃放置至少24小时后进行性能测试。进行测试，其中样条测试方法按如下方法进行：
拉伸性能：按ISO 527方法，拉伸速度50毫米/分钟；
弯曲性能：按ISO 178方法，试验速度2毫米/分钟；
缺口冲击强度：按ISO 180方法，4毫米厚的试样，悬臂梁缺口冲击；
耐候性按ISO 4892.2标准进行，老化1800小时后，记录材料的色差变化值(ΔE)和性能(缺口冲击强度)保持率；
介质损耗角正切tanδ及介电常数(ε)：按照GB/T 5594.4-1985，测试频率1GHz(室温)；
实施例1-5以及对比例1-3制得的样品的性能测试结果数据如下表2所示：
表2各样品性能测试结果
由表2可见：本发明制备的低介电常数、高耐候性阻燃热塑性弹性体合金材料与采用公开技术的对比例相比，不仅具有较低的介电常数和介电损耗，同时保持了优异的耐候性能和力学性能，可以广泛应用于通信行业、户外建材和园林设备领域。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。