模塑齿轮制造技术

一种通过模塑含有下列组分的树脂组合物生产的模塑齿轮：（Ａ）１００份（重量）基本上直链的聚亚芳基硫醚树脂，其熔体粘度（在温度为３１０℃和剪切速率为１２００／秒）为１０００～５０００泊，（Ｂ）５～４００份（重量）无机填料。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种树脂齿轮。具体地说，本专利技术涉及一种在高温下具有高齿根强度、高精度、重量轻、耐磨蚀、只发出低噪声并能容易地以低成本大规模生产的树脂齿轮。树脂齿轮在重量轻、自润滑性能、耐腐蚀、低噪声、可加工性、大批生产性和成本方面优于金属齿轮。因此，树脂齿轮广泛用于各种不同领域，例如汽车零件、电子和电气用具以及通用机器的部件。然而，由于树脂齿轮在机械强度、耐热、热变形和因加工期间的收缩而引起的尺寸精度问题方面远不如金属齿轮，所以，还不能令人满意地达到使之小型化、增加其强度或拓宽其可使用的温度范围的目的。在各种树脂当中，聚缩醛树脂是一种可注射模塑的热塑性树脂，已被用作齿轮的重要树脂材料，因为它具有各方面协调的性能和生产性。然而，最近，有甚至在需要更高温度和更高负荷的领域中使用树脂齿轮的需求，而在这些条件下在高温时，甚至聚缩醛树脂的强度也降低，或该树脂软化和变形。尤其，最近用于汽车领域的风挡刮水器驱动齿轮或动力车窗驱动齿轮因为空间有限通常必须与马达相连。结果，齿轮因马达发热而被加热。此外，对齿轮的小型化也有需求。在这些情况下，普通树脂因齿根强度不够而不能使用。虽然有很多树脂具有高熔点和高软化点，甚至在高温时也不易于变形，但不仅具有齿轮所要求的性能而且也能满足经济要求的树脂目前还难以得到。这就是说，现在重要的问题是要改进树脂齿轮在高温时的机械性能，尤其是齿根强度，而在克服普通树脂齿轮的不足的同时又不损害其优点，例如重量轻、自润滑性能、耐腐蚀、低噪声、大批生产性和可加工性。虽然聚亚芳基硫醚树脂如聚亚苯基硫醚树脂具有高耐热性而且通常适于制备齿轮，但本专利技术者发现，普通聚亚芳基硫醚或其组合物在高温时齿根强度不够。因此，急需进一步改进齿根强度。在为通过解决上述问题制成近来急需的、可在高温使用的齿轮之目的而进行的深入研究之后，本专利技术者已通过使用一种具有特定分子量和基本上直链分子结构的聚亚芳基硫醚树脂作为基本树脂，结合使用无机填料，成功地生产出一种在高温具有高齿根强度的预期树脂齿轮。至此，本专利技术已告完成。因此，本专利技术提供一种通过模塑含有下列组分的树脂组合物生产的模塑齿轮(A)100份(重量)基本上直链的聚亚芳基硫醚树脂，其熔体粘度(在310℃的温度，1200/秒的剪切速率下)为1000～5000泊，和(B)5～400份(重量)无机填料。本专利技术的齿轮包括一个该组合物的模塑齿轮零件和一个与该齿轮零件连接的传动轴。本专利技术者已进一步发现，通过模塑含有上述组分(A)和(B)以及(C)0.01～5份(重量)至少一种选自氨基烷氧基硅烷、环氧基烷氧基硅烷、巯基烷氧基硅烷和乙烯基烷氧基硅烷的硅烷化合物的树脂组合物而生产的模塑齿轮，具有进一步改善的高温齿根强度，而且实际上是特别有用的。用于制作本专利技术的齿轮的组合物的基本树脂(A)是一种主要含有重复单元-(Ar-S)-的聚亚芳基硫醚树脂(下文简称为PAS)，其中Ar代表亚芳基。这些亚芳基(例如)如下 其中R代表最好具有1～6个碳原子的烷基或苯基，n代表1～4的整数， 萘基( )。可以使用只由一种属于含有上述亚芳基的亚芳基硫醚基团的重复单元组成的均聚物，而在某些情况下，从组合物的可加工性观点来看，最好是由不同种重复单元组成的共聚物。在均聚物当中，特别好的是其中亚芳基是对亚苯基的聚对亚苯基硫醚(下文简称为PPS)。可以使用具有两种或多种亚芳基硫醚基团的共聚物，其中亚芳基如上所述。它们当中，特别好的是具有对亚苯基硫醚基团和间亚苯基硫醚基团的组合的共聚物。从诸如耐热性、可模塑性和机械性能等这样一些性能的观点来看，它们当中含至少60%(摩尔)、尤其至少70%(摩尔)的对亚苯基硫醚基团的共聚物是较好的。间亚苯基硫醚基团的含量较好的是5～40%(摩尔)，特别好的是10～25%(摩尔)。从耐热性和机械性能的观点来看，那些重复单元不按无规排列而按嵌段排列的聚合物(例如，在日本专利公开NO.14228/1986中所述的那些聚合物)是较好的，尽管可加工性基本上相同。在可用于本专利技术的组分(A)当中，较好的是由主要包含双官能卤代芳族化合物的单体缩聚生产的、具有基本上线型分子结构的聚合物。聚亚芳基硫醚，除了那些具有线型结构的之外，通常还包括具有通过使用少量可交联单体如具有三个或多个卤素取代基的多卤代芳族化合物形成的交联结构的那些，和通过上述具有线型结构的聚合物的氧化交联或热交联形成的那些。虽然交联的PPS是大家相当熟悉的，且在市场上比直链结构的更容易得到，但此类交联的PAS(PPS)对于获得本专利技术所预期的足够效应来说是不能令人满意。因此，要在本专利技术中使用的PAS(PPS)最好是具有基本上直链结构的而不形成如上所述的交联或支化结构的那一种。然而，要加以说明的是，支化的或交联的聚合物也是部分可用的。用作本专利技术中组分(A)的PAS的熔体粘度为1000～5000泊(在310℃的温度和1200/秒的剪切速率下)。尤其是，熔体粘度为1400～4000泊的PAS具有优异的机械性能，且是特别好的。在这个范围内的熔体粘度比普通PPS的熔体粘度高，而且它表明有更高的分子量。因此，除上述分子结构外，熔体粘度是本专利技术的另一重要组成特征。当熔体粘度低于这一范围时，齿根强度不够，不利于使用。当它超过5000泊时，在注射模塑步骤中树脂组合物的流动性对模塑操作来说是不够的。用作本专利技术的组分(A)的PAS可以同少量其它辅助热塑性树脂组合使用，只要它不妨碍本专利技术的目的即可。此处可用的其它热塑性树脂可以是那些在高温时稳定的树脂中的任何一种。它们包括芳族二羧酸与二醇的芳族聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯，或羟基羧酸的芳族聚酯;聚酰胺;聚碳酸酯;ABS树脂;聚苯醚;聚丙烯酸烷基酯;聚缩醛类;聚砜类;聚醚砜类，聚醚酰亚胺类，聚醚酮类和氟树脂类。这些热塑性树脂既可以单独使用，也可以其中两种或多种的混合物形式使用。在用于形成本专利技术的齿轮的组合物中作为组分(B)的无机填料对于保持在高温气氛下的刚性和改善齿根强度来说是不可缺少的。纤维状的、粉末状的、颗粒状的和片状的填料均可使用。在它们当中，较好的是具有显著改善齿根强度效应的纤维状填料。它们包括无机物质如玻璃、石棉、碳、硅石、硅石/矾土、氧化锆、氮化硼、氮化硅、硼和钛酸钾等的纤维，以及金属如不锈钢、铝、钛、铜和黄铜等的纤维。典型的纤维状填料是玻璃纤维和碳纤维。此外，高熔点有机物质如聚酰胺、氟树脂和丙烯酸树脂等的纤维也可以使用。粉末状的和颗粒状的填料包括炭黑;硅酸盐如硅石、石英粉、玻璃珠、玻璃粉、硅酸钙、硅酸铝、高岭土、滑石粉、粘土、硅藻土和硅灰石;金属氧化物如氧化铁、氧化钛、氧化锌和氧化铝;金属碳酸盐如碳酸钙和碳酸镁;金属硫酸盐如硫酸钙和硫酸钡;碳化硅;氮化硅;氮化硼和各种金属粉末。片状填料包括云母、玻璃片和各种金属箔。无机填料既可以单独使用，也可以其中两种或多种的混合物形式使用。这些填料最好先用一种粘合剂或一种表面处理剂处理，以改善齿根强度。在处理中，使用一种环氧、异氰酸酯、硅烷或钛酸盐化合物。对于100份(重量)聚亚芳基硫醚树脂，无机填料的用量是5～400份(重量)、最好是10～200份(重量)。当它低于5份(重量)时，刚性和齿根强度不够，而当它过多时，模塑操作就变得困难。用作与组分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过模塑含有下列组分的树脂组合物生产的模塑齿轮：Ａ）１００份（重量）基本上直链的聚亚芳基硫醚树脂，其熔体粘度（在温度为３１０℃，剪切速率为１２００／秒）为１０００～５０００泊（Ｐ），（Ｂ）５～４００份（重量）无机填料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：仁滕敏克，福井喜一郎，铃木政之，德重和友，
申请(专利权)人：塑料株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]