CN111793357A - 用于具有优异的耐久性和耐磨性的蜗轮的组合物及使用其制造的蜗轮 - Google Patents

用于具有优异的耐久性和耐磨性的蜗轮的组合物及使用其制造的蜗轮 Download PDF

Info

Publication number
CN111793357A
CN111793357A CN202010256336.XA CN202010256336A CN111793357A CN 111793357 A CN111793357 A CN 111793357A CN 202010256336 A CN202010256336 A CN 202010256336A CN 111793357 A CN111793357 A CN 111793357A
Authority
CN
China
Prior art keywords
composition
polyamide
resin
nanoclay
relative viscosity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010256336.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111793357B (zh
Inventor
李振源
千永娥
吴祐政
梁在景
金载和
金秀敏
郭旻瀚
李相绿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Chem Ltd
Hyundai Mobis Co Ltd
Original Assignee
LG Chem Ltd
Hyundai Mobis Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chem Ltd, Hyundai Mobis Co Ltd filed Critical LG Chem Ltd
Publication of CN111793357A publication Critical patent/CN111793357A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111793357B publication Critical patent/CN111793357B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/22—Toothed members; Worms for transmissions with crossing shafts, especially worms, worm-gears
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0442—Conversion of rotational into longitudinal movement
    • B62D5/0454—Worm gears
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/02—Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/06—Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/17—Toothed wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409—Electric motor acting on the steering column
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/12—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes
    • F16H1/16—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes comprising worm and worm-wheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/06—Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties
    • F16H2055/065—Moulded gears, e.g. inserts therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及具有优异的耐久性和耐磨性的用于蜗轮的组合物以及使用该组合物制造的蜗轮。在一个实施方式中，所述用于蜗轮的组合物包括聚酰胺树脂，其中，所述聚酰胺树脂包括相对粘度(RV)为2.5或更高的聚酰胺66树脂和相对粘度(RV)为1.0或更高的聚酰胺12树脂。

Description

用于具有优异的耐久性和耐磨性的蜗轮的组合物及使用其制 造的蜗轮
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年4月4日在韩国知识产权提交的申请号为10-2019-0039409的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种用于蜗轮的组合物，所述组合物具有优异的耐久性和耐磨性，以及使用该组合物制造的蜗轮。
背景技术
电机驱动动力转向系统(MDPS)是使用电动机的最新转向性能系统，已广泛应用于小型车和中型车。与液压动力转向不同，MDPS无需使用液压动力即可驱动直接连接至转向系统的电动机，并且相比于传统的液压动力转向系统，具有提高的燃油效率和使用寿命，以及出色的轻量化特性。
MDPS根据由诸如车速传感器和转向扭矩传感器之类的各种传感器感测到的车辆行驶状况，在电子控制系统中精确地驱动电动机。由电动机产生的扭矩通过减速器传递至转向柱或小齿轮，从而辅助驾驶员操作与转向柱和小齿轮连接的方向盘的转向力。因此，电机驱动的动力转向系统在低速行驶期间提供轻便且舒适的转向状态，而在高速行驶期间提供沉重且稳定的转向状态。此外，电机驱动的动力转向系统可以应对突发的紧急情况实现快速的转向操作，从而提供转向性能以帮助驾驶员维持最佳的转向条件。
MDPS(电动机驱动的动力转向)系统包括蜗杆，蜗轮和用于驱动减速器的电动机。其中，蜗轮是MDPS的关键部分，由于NVH(噪音，振动和粗糙度)问题，因此它由具有优异的耐久性的塑料材料制成，而不是由金属制成。
作为在现有技术中使用的蜗轮材料，主要使用高分子量聚酰胺66(PA66)。然而，当将高分子量聚酰胺66应用于蜗轮时，蜗轮的耐久性受到限制。因此，需要开发耐久性优异的蜗轮材料。
在传统蜗轮材料的开发中，通常添加诸如润滑剂，硅树脂和PTFE的组分以改善材料的耐磨性，并且使用具有高分子量或高相对粘度的基质树脂。另外，为了通过增加硬度来改善材料的耐磨性，还添加了诸如玻璃纤维和碳纤维的增强材料。
当如上所述在蜗轮材料的开发中使用高分子量聚合物时，由于蜗轮材料的粘附磨损性能的改善，蜗轮材料的耐磨性变得更好。然而，材料的分子量越高，流动性越低，这可能导致较低的注射成型性和较低的生产率。另外，蜗轮材料由于其改善的粘附磨损性能而显示出比低分子量聚合物更好的耐磨性，但是由于其低流动性，其疲劳磨损性能会因为在产品成型期间出现的内应力而变差。由于这种疲劳磨损性能的恶化，在载荷反复作用于蜗轮部件中的摩擦表面，随着时间的流逝，由于内应力而容易产生裂纹，并且在应力集中在裂纹处时，部件的磨损和破裂可能突然发生。
同时，添加润滑剂例如硅油降低了摩擦系数，从而减小了彼此接触的两产品的粘附磨损。但是，由于润滑剂成分具有低的分子量，施用在蜗轮表面上的润滑剂成分自身在长时间后可能会发生粘附磨损，并且由于润滑成分的细小颗粒的脱落而引起的干式滑动(蜗轮产品的表面被夹在该表面之间的脱落的细小颗粒或其他异物、灰尘等磨损的磨损现象)会促进蜗轮表面的磨损，从而蜗轮表面的耐磨性可能会变差。
另外，当诸如油脂的化学材料与蜗轮表面接触时，蜗轮表面可能会发生腐蚀磨损，从而产生磨损碎片，该磨损碎片也会通过干式滑动而促进磨损，从而降低了蜗轮表面的耐磨性。另外，由于表面裂纹的发生，可能会出现蜗轮产品破裂的现象。
因此，传统技术在短时间重复向产品表面施加载荷的条件下可以实现优异的耐磨性，但是具有在长时间反复向表面施加负荷的条件下蜗轮的耐磨性急剧降低的局限性。近年来，在长时间重复施用比以前更高的负荷的严苛使用环境中，传统的蜗轮材料出现了在不经受恶劣环境的情况下就破裂的现象。因此，需要开发一种具有优异的耐磨性并且易于注射成型的材料。
在韩国专利申请公开No.2018-0135541(于2018年12月21日公开；标题为“用于制造蜗轮的方法”)中公开了与本公开有关的背景技术。
发明内容
本公开的一个目的是提供一种用于蜗轮的组合物，该组合物具有优异的耐久性，耐磨性和尺寸稳定性。
本公开的另一个目的是提供一种用于蜗轮的组合物，该组合物具有优异的耐化学性和耐吸湿性。
本公开的又一个目的是提供一种用于蜗轮的组合物，该组合物即使在长时间施加载荷的条件下，也表现出优异的耐磨性。
本公开的又一个目的是提供一种用于蜗轮的组合物，该组合物具有优异的注射成型性、生产率和经济效益。
本公开的又一个目的是提供一种使用所述用于蜗轮的组合物制造的蜗轮。
本公开的一个方面涉及一种用于蜗轮的组合物。在一个实施方式中，用于蜗轮的组合物包括聚酰胺树脂，其中，聚酰胺树脂包括相对粘度(RV)2.5或更高的聚酰胺66树脂和相对粘度(RV)为1.0或更高的聚酰胺12树脂。
在一个实施方案中，所述用于蜗轮的组合物可进一步包含改性的纳米粘土。
在一个实施方案中，所述用于蜗轮的组合物可包含90wt％至99.9wt％的聚酰胺树脂和0.1wt％至10wt％的改性纳米粘土。
在一个实施方案中，所述聚酰胺树脂可进一步包括相对粘度(RV)为2.5或更高的聚酰胺6树脂。
在一个实施方案中，基于所述组合物的总重量，所述聚酰胺树脂可包括50wt％至85wt％的聚酰胺66树脂，5wt％至20wt％的聚酰胺6树脂和5wt％至40wt％的聚酰胺12树脂。
在一个实施方案中，聚酰胺66树脂可具有2.5至5.5的相对粘度(RV)，聚酰胺6树脂可具有2.5至3.5的相对粘度(RV)，且聚酰胺12树脂可具有1.4至2.8的相对粘度(RV)。
在一个实施方案中，所述改性的纳米粘土可以是用包含三烷基铵盐和烷基季铵盐中的一种或多种的改性剂处理的纳米粘土，其中所述纳米粘土可以包括膨润土，锂蒙脱石，氟锂蒙脱石，蒙脱石，皂石，贝得石，蛭石和麦羟硅钠石中的一种或多种。
在一个实施例中，改性的纳米粘土可具有0.11g/cm3至0.25g/cm3的堆积密度以及
Figure BDA0002437468620000041
至
Figure BDA0002437468620000042
的d间距。
在一个实施方案中，所述改性剂的浓度可以为85meq/(100g纳米粘土)至125meq/(100g纳米粘土)。
在一个实施方案中，改性剂可包括双(氢化牛脂烷基)二甲基盐。
在一个实施方式中，所述用于蜗轮的组合物可以具有其中改性的纳米粘土连接在聚酰胺树脂的氢键位置的结构。
在一个实施方案中，所述用于蜗轮的组合物在按照ISO 9352进行的泰伯磨损试验(磨轮：H-10；施加到一个轮的负载：1kg；70rpm；以及3,000个循环)前后重量差为200mg或更小。
本公开的另一方面涉及一种使用所述用于蜗轮的组合物制造的蜗轮。
根据本公开的所述用于蜗轮的组合物可以具有优异的耐久性，耐磨性，尺寸稳定性，耐化学性和耐吸湿性。尤其是，即使在长时间反复向产品表面施加负荷的条件下，所述用于蜗轮的组合物也可以显示优异的耐磨耗性能。另外，所述用于蜗轮的组合物可以具有优异的流动性，注射成型性，生产率和经济效益。
附图说明
图1示出了根据本公开的一个实施方案的蜗轮。
图2是根据本公开的一个实施方案的蜗轮的透视图。
图3(a)显示了聚酰胺树脂的氢键结构，图3(b)显示了一个结构，其中改性的纳米粘土连接在根据本公开的聚酰胺树脂的氢键位置。
图4是使用根据本公开实施例的用于蜗轮的组合物制造的蜗轮的照片。
图5是显示评估本发明实施例7的蜗轮和本发明比较例3的蜗轮的耐久性结果的图。
图6(a)显示了在测试根据本发明实施例7的蜗轮的耐久性之后的润滑剂的照片，图6(b)显示了在测试本发明比较例3的蜗轮的耐久性之后的润滑剂的照片。
具体实施方式
在下列说明中，当相关公知技术或配置可能不必要地使本公开的主题不清楚时，将省略对其的详细描述。
另外，在以下描述中使用的术语是考虑到根据本公开的实施例获得的功能而定义的术语，其可以根据用户或操作者的选择或惯常做法进行更改。因此，术语的定义应基于整个说明书的内容来确定。
用于蜗轮的组合物
本公开的一个方面涉及一种用于蜗轮的组合物。在一个实施方式中，用于蜗轮的组合物包括聚酰胺树脂，其中，聚酰胺树脂包括相对粘度(RV)为2.5或更高的聚酰胺66树脂和相对粘度(RV)为1.0或更高的聚酰胺12树脂。
聚酰胺树脂
聚酰胺树脂可包括脂肪族聚酰胺树脂。例如，聚酰胺树脂包括聚酰胺66树脂和聚酰胺12树脂。当所述组合物包含满足该条件的聚酰胺树脂时，所述组合物的混溶性，耐磨性和伸长率是优异的。
在一个实施方案中，聚酰胺66树脂的相对粘度(RV)为2.5或更高。在该相对粘度条件下，可以改善组合物的耐磨性，同时组合物的流动性和互溶性优异。如果聚酰胺树脂的相对粘度低于2.5，则组合物的流动性和混溶性可能降低，或者组合物的耐磨性可能劣化。例如，聚酰胺66树脂的相对粘度可以为2.5至5.5。又例如，聚酰胺66树脂的相对粘度可以为2.6至2.9。例如，所述相对粘度可以是2.6、2.7、2.8或2.9。
在一个实施方案中，聚酰胺12树脂的相对粘度(RV)为1.0或更高。在该相对粘度条件下，组合物的流动性和混溶性可以是优异的。如果聚酰胺12树脂的相对粘度低于1.0，则组合物的流动性和混溶性可能降低，或者组合物的耐磨性可能劣化。例如，聚酰胺12树脂的相对粘度可以为1.4至3.3。又例如，聚酰胺12树脂的相对粘度可以为1.4至2.8。例如，可以是1.4至2.5。例如，所述相对粘度可以是1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2或3.3。
在一个实施方案中，相对粘度是在将1wt％的聚酰胺树脂添加到96％的硫酸中之后在25℃下测得的值。
在一个实施方案中，基于所述用于蜗轮的组合物的总重量，聚酰胺树脂可包括50wt％至85wt％的聚酰胺66树脂和15wt％至50wt％的聚酰胺12树脂。当聚酰胺66树脂和聚酰胺12树脂的含量在上述范围内时，该组合物可以具有优异的混溶性，尺寸稳定性，耐久性和耐磨性。
在一个实施方案中，聚酰胺树脂可以进一步包括聚酰胺6树脂。当包含聚酰胺6树脂时，组合物的耐磨性和伸长率可以是优异的。
在一个实施方案中，聚酰胺6树脂的相对粘度(RV)可以2.5或更高。在该相对粘度条件下，可以改善组合物的耐磨性，同时组合物的流动性和混溶性优异。例如，聚酰胺6树脂的相对粘度可以为2.6至3.5。再例如，它可以是2.9至3.3。再例如，它可以是3.0至3.3。
在其他实施方式中，基于所述用于蜗轮的组合物的总重量，聚酰胺树脂可包括50wt％至85wt％的聚酰胺66树脂，5wt％至20wt％的聚酰胺6树脂和5wt％至40wt％的聚酰胺12树脂。在这些含量条件下，可能会在聚酰胺树脂的组成成分之间产生不可预料的协同作用，因此该组合物的可溶混性和流动性可能是优异的，并且改善该组合物的耐磨性和伸长率的效果可能是优异的。例如，基于所述用于蜗轮的组合物的总重量，聚酰胺树脂可包括50wt％至60wt％的聚酰胺66树脂，10wt％至20wt％的聚酰胺6树脂和25wt％至35wt％的聚酰胺12树脂。
如果在本公开中仅应用聚酰胺66树脂，则由于其高吸湿率，组合物的可能会有显著的季节尺寸变化，因此，由于收缩和膨胀，组合物的耐磨性可能退化。相反，当在本公开中将聚酰胺66，聚酰胺6和聚酰胺12树脂一起应用时，该组合物可以具有低吸湿率，低收缩率和高尺寸稳定性，并且它们的季节性尺寸变化不显著，因此可以防止组合物的耐磨性退化。
另外，可以防止由于例如因在本公开的蜗轮的表面上施加润滑剂(例如油脂)而引起的化学反应和因部件之间反复摩擦产生的热量而出现的表面裂纹导致的组合物的耐磨性退化。
聚酰胺12树脂对诸如油脂的润滑剂具有高耐化学性。因此，当聚酰胺12树脂被包含在本公开的组合物中时，其可以具有防止由施加到本公开的蜗轮的表面上的润滑剂(油脂)引起的龟裂和干滑的优异效果。
另外，当应用本公开的聚酰胺树脂时，其延展性是优异的，即使在施加大负载的条件下，它在不破坏蜗轮的范围内可能会发生变形。因此，聚酰胺树脂具有防止由疲劳磨损引起的蜗轮破裂的优异效果。
尽管聚酰胺12树脂具有高分子量，但是由于其低熔点和高流动性而具有高优异的注射成型性，并且由于其低的吸湿性而还具有优异的尺寸稳定性。由于这些效果，聚酰胺12树脂可以通过最小化内部应力而具有抑制疲劳磨损的优异效果。
另外，聚酰胺6树脂比聚酰胺12树脂具有高剪切强度，由于其熔点比聚酰胺66树脂低而具有更好的流动性，并且通过在聚酰胺12树脂和聚氨酯66树脂之间赋予中间性质，可以最大化聚酰胺12树脂和聚氨酯66树脂之间的协同作用。
在一个实施方案中，基于所述组合物的总重量，所述聚酰胺树脂的含量可以为90wt％至99.9wt％。当聚酰胺树脂的含量在上述范围内时，该组合物的耐久性，耐磨性和耐冲击性可以是优异的。例如，聚酰胺树脂的含量可以为95wt％至99.5wt％。又例如，该含量可以为97wt％至99.4wt％。例如，含量可以为90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、99.1、99.2、99.3、99.4、99.5、99.6、99.7、99.8或99.9wt％。
改性的纳米粘土
改性的纳米粘土是通过用改性剂处理纳米粘土而获得的材料。当组合物包含改性的纳米粘土时，其可以具有优异的耐化学性和耐磨性。纳米粘土具有其中堆叠了各自具有1nm至100nm的宽度和长度以及0.1nm至3nm的厚度的层状晶体层的结构。
在一个实施方案中，纳米粘土可包括膨润土，锂蒙脱石，氟锂蒙脱石，蒙脱石，皂石，贝得石，蛭石和麦羟硅钠石中的一种或多种。
在一个实施方案中，改性的纳米粘土可具有0.11g/cm3至0.25g/cm3的堆积密度和
Figure BDA0002437468620000071
至
Figure BDA0002437468620000072
的d-间距。在这种条件下，组合物的耐磨性可以是优异的。例如，改性的纳米粘土可以具有7lb/ft3至14lb/ft3的堆积密度和
Figure BDA0002437468620000073
到
Figure BDA0002437468620000074
的d-间距。又例如，改性的纳米粘土的堆积密度可以为7lb/ft3至14lb/ft3。
在一个实施方案中，改性剂的浓度可以为85meq/(100g纳米粘土)至125meq/(100g纳米粘土)。在这种条件下，组合物的耐磨性可以是优异的。例如，改性剂的浓度可以是90meq/(100g纳米粘土)至100meq/(100g纳米粘土)。
在一个实施方案中，改性剂可包括三烷基铵盐和烷基季铵盐中的一种或多种。
在一个实施方案中，烷基季铵盐可包括二甲基苄基氢化牛脂季铵盐，二甲基氢化牛脂季铵盐，甲基牛脂双-2-羟乙基季铵盐，二甲基氢化牛脂2-乙基己基季铵盐和双(氢化牛脂烷基)二甲基盐中的一种或多种。
在一个实施方案中，烷基季铵盐可以包括具有下式1结构的双(氢化牛脂烷基)二甲基盐：
[式1]
Figure BDA0002437468620000081
其中T是牛脂，其包含65wt％以下的C18、30wt％以下的C16和5wt％以下的C14。
图3(a)显示了聚酰胺树脂的氢键结构。图3(b)显示了一个结构，其中改性的纳米粘土连接在根据本公开的聚酰胺树脂的氢键位置。
参照图3，根据本公开的用于蜗轮的组合物可以具有其中改性的纳米粘土连接在聚酰胺树脂的氢键位置的结构。连接的改性纳米粘土可以抑制由于润滑剂的渗透而引起的聚合物链分解，从而阻止了产品的变色机理，并且抑制了由于分解的润滑剂组分而引起的粘附磨损和腐蚀性碎屑。另外，在本发明的聚酰胺树脂中嵌入和剥离改性纳米粘土可以减小刮擦深度，通过增加硬度表现出优异的抑制磨损和干滑的效果，并改善组合物的耐磨性。
在一个实施方案中，基于所述组合物的总重量，改性纳米粘土的含量可以为0.1wt％至10wt％。当改性纳米粘土的含量在上述范围内时，其可以具有改善耐磨性的优异效果，并且该组合物的伸长率，耐久性和耐冲击性都是优异的。例如，改性纳米粘土的含量可以是0.5wt％至5wt％。又例如，其含量可以为0.6wt％至3wt％。例如，其含量可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10wt％。
在一个实施方案中，所述用于蜗轮的组合物可以通过将包含聚酰胺66树脂，聚酰胺6树脂，聚酰胺12树脂和改性纳米粘土的混合物由挤出机挤出而最终制备。例如，用于蜗轮的组合物可以通过将包括聚酰胺树脂和改性的纳米粘土的混合物引入双螺杆挤出机中熔融捏合并挤出该混合物来制备。在一个实施方案中，可以在200℃至280℃的挤出温度和100rpm至350rpm的螺杆转速下进行挤出。在这些条件下，可以容易地制备用于蜗轮的组合物。
在一个实施方案中，所述用于蜗轮的组合物在按照ISO 9352进行的泰伯磨损试验(磨轮：H-10；施加到一个轮的负载：1kg；70rpm；以及3,000个循环)前后的重量差可以为200mg或更少。例如，所述重量差可以120mg或更少。又例如，所述重量差可以为60mg或更少。
在其他实施方案中，所述用于蜗轮的组合物在按照ISO 9352进行的泰伯磨损试验(磨轮：H-18；施加到一个轮的负载：1kg；70rpm；以及3,000个循环)前后的重量差可以为150mg或更少。例如，所述重量差可以为100毫克或更少。又例如，所述重量差可以为50mg或更少。
使用用于蜗轮的组合物制造的蜗轮
本公开的另一方面涉及一种使用用于蜗轮的组合物制造的蜗轮。图1示出了根据本公开的一个实施例的蜗轮。图2是根据本公开的一个实施例的蜗轮的透视图。参照图1和图2，根据本公开的蜗轮1000包括：圆柱形凸台部分300，在其中心形成有空腔；齿轮部分100具有沿其外圆周形成的多个齿轮齿110。轮毂部分200处于凸台部分300的外圆周与齿轮部分100的内圆周之间，其中，凸台部分300，齿轮部分100和轮毂部分200中的一个或多个可使用所述用于涡轮的组合物来制造。
根据本公开的用于蜗轮的组合物和使用该组合物制造的蜗轮可以具有优异的耐久性，耐磨性，尺寸稳定性，耐化学性和耐吸湿性。尤其是，即使在将载荷长时间反复施加于产品表面的条件下，用于蜗轮的组合物和蜗轮也可以表现出优异的耐磨性。另外，用于蜗轮的组合物和蜗轮可以具有优异的流动性，注射成型性，生产率和经济效益。
在下文中，将参照优选示例更详细地描述本公开的构造和效果。然而，这些示例被呈现为本公开的优选示例，并且不能以任何方式被解释为限制本公开的范围。本领域技术人员可以充分地并且技术上地设想这里未描述的内容，因此这里将省略对其的描述。
实施例和比较例
在本公开的实施例和比较例中使用的组分如下。
(A)聚酰胺66树脂：(A1)使用相对粘度为至少为2.2且低于2.5的聚酰胺66树脂。(A2)使用相对粘度为2.5至2.9的聚酰胺66树脂。(A3)使用相对粘度为4.8至5.3的聚酰胺66树脂。
(B)聚酰胺12树脂：(B1)使用相对粘度为1.4至3.3的聚酰胺12树脂。(B2)使用相对粘度为低于1.0的聚酰胺12树脂。
(C)聚酰胺6树脂：(C1)使用相对粘度为2.4至2.7的聚酰胺6树脂。(C2)使用相对粘度为2.9至3.3的聚酰胺6树脂。
(D)改性纳米粘土：(D1)使用通过用双(氢化牛脂烷基)二甲基盐处理膨润土而获得的改性纳米粘土。(D2)使用通过用烷基季铵盐处理膨润土而获得的改性纳米粘土。(D3)使用通过用三烷基铵盐处理膨润土而获得的改性纳米粘土。
实施例1至10和比较例1至6
使用下表1和2中所示的组分和含量，将组分进料到双螺杆挤出机(螺杆转速：250rpm；40Φ；进料速率：50kg/h)中，熔融捏合，并在260℃至280℃的挤出温度下挤出，从而制备粒状的蜗轮组合物(蜗轮齿轮齿)。然后，将蜗轮组合物进料到220吨的注射成型机中，并在以下条件下进行注射成型，从而制造出如图4所示的蜗轮。条件如下：圆柱浇口周围的温度：280℃至290℃；气缸中温：270℃至280℃；气缸进口温度：260℃至270℃；循环时间：190秒；冷却时间：130秒。
[表1]
Figure BDA0002437468620000101
Figure BDA0002437468620000111
[表2]
Figure BDA0002437468620000112
物理性能的评价
对于上述实施例1至10和比较例1至6，在下述条件下评价物理性能，并且评价结果示于上表1和2中。
(1)耐磨性试验1(mg)：根据标准ISO 9352进行了耐磨性试验。具体地，使用耐磨性试验机(Toyoseiki旋转磨损试验机)进行了耐磨性试验，用实施例和比较例的蜗轮组合物制备各自的3mm盘形试样。将每个样品放置在两个磨轮(H-10产品)之间，并以70rpm的转速旋转3,000个循环，同时使用1kg重量对其施加载荷，然后检查每个试样在测试前后的重量变化。
(2)耐磨性试验2(mg)：除了使用两种H-18产品作为磨轮外，以与耐磨性试验1相同的方式进行评估。
(3)耐久性的评估：对于代表实施例和比较例的实施例7和比较例3，在下表3所示的工况下进行了耐久性试验，并且试验结果示于图5中。
[表3]
Figure BDA0002437468620000121
参考图5的结果可以看出，与比较例3的蜗轮相比，本发明的实施例7的蜗轮的齿隙变化较小，这表明本发明实施例7的蜗轮具有比比较例3的蜗轮更好的耐久性性能。
(4)耐化学性的评估：通过检查施加到蜗轮的润滑剂是否会变色来评估耐化学性。在上述(3)的耐久性的评估中，将润滑剂(油脂)施用在实施例7和比较例3的蜗轮上，并评估了蜗轮的耐久性。接下来，观察施加到实施例7和比较例3的蜗轮的润滑剂是否变色，观察结果示于图6。图6(a)是显示实施例7的蜗轮的耐化学性的评估结果的照片。图6(b)是显示比较例3的蜗轮的耐化学性的评估结果的照片。参照图6所示的结果，可以看出，根据本公开的实施例7中的润滑剂没有变色，但是，在本公开的范围之外的比较例3中的润滑剂则变黑了。这表明当应用本公开内容的组合物时，它可以防止由润滑剂渗透引起的聚合物链分解，并且表现出抑制蜗轮的粘附磨损和由小的分解的润滑剂成分产生腐蚀性碎屑的优异效果，从而具有防止变色的优异效果(优异的耐化学性)。
本领域技术人员可以容易地对本公开进行简单的修改或变型，所有这样的修改或变型可以认为都包括在本公开的范围内。

Claims (13)

1.一种用于蜗轮的组合物，其包含聚酰胺树脂，其中：所述聚酰胺树脂包括相对粘度(RV)为2.5或更高的聚酰胺66树脂和相对粘度(RV)为1.0或更高的聚酰胺12树脂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中：所述组合物还包含改性的纳米粘土。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中：所述组合物包含90wt％至99.9wt％的聚酰胺树脂和0.1wt％至10wt％的改性纳米粘土。
4.根据权利要求3所述的组合物，其中：所述聚酰胺树脂还包括相对粘度(RV)为2.5或更高的聚酰胺6树脂。
5.根据权利要求4所述的组合物，其中：基于所述组合物的总重量，所述聚酰胺树脂包含50wt％至85wt％的聚酰胺66树脂，5wt％至20wt％的聚酰胺6树脂和5wt％至40wt％的聚酰胺12树脂。
6.根据权利要求5所述的组合物，其中：聚酰胺66树脂具有2.5至5.5的相对粘度(RV)，聚酰胺6树脂具有2.5至3.5的相对粘度(RV)，聚酰胺12树脂具有1.4至2.8的相对粘度(RV)。
7.根据权利要求2所述的组合物，其中：所述改性纳米粘土是用包含三烷基铵盐和烷基季铵盐中的一种或多种的改性剂处理的纳米粘土，其中所述纳米粘土包括膨润土，锂蒙脱石，氟锂蒙脱石，蒙脱石，皂石，贝得石，蛭石和麦羟硅钠石中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的组合物，其中：所述改性纳米粘土的堆积密度为0.11g/cm3至0.25g/cm3，并且d-间距为
Figure FDA0002437468610000011
至
Figure FDA0002437468610000012
9.根据权利要求7所述的组合物，其中：所述改性剂的浓度为85meq/(100g纳米粘土)至125meq/(100g纳米粘土)。
10.根据权利要求7所述的组合物，其中：所述改性剂包括双(氢化牛脂烷基)二甲基盐。
11.根据权利要求3所述的组合物，其中：所述组合物具有其中所述改性纳米粘土连接在所述聚酰胺树脂的氢键位置的结构。
12.根据权利要求1所述的组合物，其中：所述组合物在按照ISO 9352进行的泰伯磨损试验(磨轮：H-10；施加到一个轮的负载：1kg；70rpm；以及3,000个循环)前后的重量差为200mg或更少。
13.一种蜗轮，其使用权利要求1至12中任一项所述的用于蜗轮的组合物制造。
CN202010256336.XA 2019-04-04 2020-04-02 用于具有优异的耐久性和耐磨性的蜗轮的组合物及使用其制造的蜗轮 Active CN111793357B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0039409 2019-04-04
KR1020190039409A KR20200117385A (ko) 2019-04-04 2019-04-04 내구성 및 내마모성이 우수한 웜휠용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 웜휠

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111793357A true CN111793357A (zh) 2020-10-20
CN111793357B CN111793357B (zh) 2023-05-09

Family

ID=70058131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010256336.XA Active CN111793357B (zh) 2019-04-04 2020-04-02 用于具有优异的耐久性和耐磨性的蜗轮的组合物及使用其制造的蜗轮

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11454309B2 (zh)
EP (1) EP3718857A1 (zh)
JP (1) JP6976370B2 (zh)
KR (1) KR20200117385A (zh)
CN (1) CN111793357B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0957790A (ja) * 1995-08-25 1997-03-04 Ube Ind Ltd 射出溶着用材料
JP2003083423A (ja) * 2001-06-29 2003-03-19 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置用減速ギア
JP2005273884A (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Nsk Ltd 合成樹脂製プーリ
CN103756300A (zh) * 2013-12-20 2014-04-30 铜陵市金利电子有限公司 一种阻燃的高透光尼龙垫圈材料
CN105949765A (zh) * 2016-06-15 2016-09-21 潘海云 一种尼龙合金塑料管材及其制备工艺
US20170066922A1 (en) * 2014-03-05 2017-03-09 Toyobo Co., Ltd. Polyamide resin composition
US20170342268A1 (en) * 2014-12-22 2017-11-30 Rhodia Operations Polyamide mixture having improved fluidity
US20180044519A1 (en) * 2016-08-10 2018-02-15 Hyundai Motor Company Polyamide 6,6 resin composition having toughness, abrasion resistance and frictional resistance
US20180179381A1 (en) * 2016-12-26 2018-06-28 Fuji Xerox Co., Ltd. Resin composition and resin molded article

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5874748A (ja) * 1981-10-29 1983-05-06 Toray Ind Inc ポリアミド樹脂組成物
JP3714648B2 (ja) * 1997-05-12 2005-11-09 三井化学株式会社 熱可塑性樹脂組成物の製造方法
JP4622017B2 (ja) * 1999-07-23 2011-02-02 東レ株式会社 円形構造部を有する成形品の製造方法
DE10239326A1 (de) * 2002-08-27 2004-03-18 Ems-Chemie Ag Hochviskose Formmassen mit nanoskaligen Füllstoffen
US20070021558A1 (en) * 2005-05-12 2007-01-25 Kenichi Shinohara Polyamide resin composition
JP6515538B2 (ja) * 2015-01-13 2019-05-22 宇部興産株式会社 積層チューブ
KR102395672B1 (ko) * 2015-12-15 2022-05-11 주식회사 만도 전동식 조향장치의 감속기
JP7169191B2 (ja) * 2016-07-05 2022-11-10 デンカ株式会社 アクリルゴム組成物
KR102017079B1 (ko) 2017-06-13 2019-09-03 주식회사 만도 웜휠의 제조 방법
JP2019038994A (ja) * 2017-08-24 2019-03-14 ユニチカ株式会社 発泡成形用ポリアミド樹脂組成物、発泡用ポリアミド樹脂ペレット混合物および発泡成形体
CN107663371B (zh) * 2017-09-19 2019-11-19 江门市德众泰工程塑胶科技有限公司 一种用于环保电镀的脂肪族聚酰胺复合物及其制备方法
EP4151886A1 (en) * 2018-04-23 2023-03-22 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Cellulose-containing gear
KR20200115784A (ko) * 2019-03-26 2020-10-08 현대모비스 주식회사 내구성 및 내흡습성이 우수한 웜휠용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 웜휠
US11396936B2 (en) * 2020-03-17 2022-07-26 Mando Corporation Reducer of power steering apparatus for vehicle

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0957790A (ja) * 1995-08-25 1997-03-04 Ube Ind Ltd 射出溶着用材料
JP2003083423A (ja) * 2001-06-29 2003-03-19 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置用減速ギア
JP2005273884A (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Nsk Ltd 合成樹脂製プーリ
CN103756300A (zh) * 2013-12-20 2014-04-30 铜陵市金利电子有限公司 一种阻燃的高透光尼龙垫圈材料
US20170066922A1 (en) * 2014-03-05 2017-03-09 Toyobo Co., Ltd. Polyamide resin composition
US20170342268A1 (en) * 2014-12-22 2017-11-30 Rhodia Operations Polyamide mixture having improved fluidity
CN105949765A (zh) * 2016-06-15 2016-09-21 潘海云 一种尼龙合金塑料管材及其制备工艺
US20180044519A1 (en) * 2016-08-10 2018-02-15 Hyundai Motor Company Polyamide 6,6 resin composition having toughness, abrasion resistance and frictional resistance
US20180179381A1 (en) * 2016-12-26 2018-06-28 Fuji Xerox Co., Ltd. Resin composition and resin molded article

Also Published As

Publication number Publication date
EP3718857A1 (en) 2020-10-07
CN111793357B (zh) 2023-05-09
JP2020169315A (ja) 2020-10-15
KR20200117385A (ko) 2020-10-14
JP6976370B2 (ja) 2021-12-08
US20200318723A1 (en) 2020-10-08
US11454309B2 (en) 2022-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011157073A (ja) ポリアミド樹脂組成物
EP1826242B1 (en) Polyamide resin composition containing glass fiber
EP1788026B1 (de) Verstärkte Polyamidformmassen
US9896637B2 (en) Sliding member, method of manufacturing sliding member, and gear
CN111793357B (zh) 用于具有优异的耐久性和耐磨性的蜗轮的组合物及使用其制造的蜗轮
JP2009536891A (ja) 電気パワーステアリング装置用のギヤ
JP2005240940A (ja) 樹脂歯車
KR20200082325A (ko) 자동차 부품용 내마모 윤활성 복합소재 및 이를 포함하는 자동차 기어 부품
JP2016200184A (ja) 摺動部材および摺動部材の製造方法
JP6579360B2 (ja) ギヤの製造方法
US7728071B2 (en) Gear for electric power steering device
JP2004115624A (ja) 自動車用摺動部材
JP2014111435A (ja) 電動パワーステアリング装置及びその製造方法
JP2016064714A (ja) 電動パワーステアリング装置用減速ギヤ及び電動パワーステアリング装置
JP2015150984A (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2006290062A (ja) 電動パワーステアリング装置用減速ギヤ
JP2015127162A (ja) 電動パワーステアリング装置用減速ギヤ
Sahai et al. Study on performance of multiwall carbon nanotubes and functionalized multiwall carbon nanotubes/poly aryl ether ketone polymer composite gears
JP2016064751A (ja) 電動パワーステアリング装置用減速ギヤ及び電動パワーステアリング装置
JP2007168482A (ja) 電動パワーステアリング装置用減速ギア
JP2007168718A (ja) 電動パワーステアリング装置用減速ギア
KR20210101655A (ko) 플라스틱 복합소재
JP2007176230A (ja) 電動パワーステアリング装置用減速ギア
KR20090023005A (ko) 전력 조향 장치용 웜 기어
de Lucas Gontijo et al. USE OF GRAPHENE IN SHEET MOLDING COMPOUND (SMC) FOR APPLICATIONS IN ELECTRIC VEHICLES

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant