[发明专利]模塑齿轮

说明书

本发明涉及一种树脂齿轮。具体地说，本发明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，但本发明者发现，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，本发明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，本发明已告完成。

因此，本发明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。

本发明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。

本发明者已进一步发现，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。

用于制作本发明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。

在可用于本发明的组分（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。