石油樹脂(petroleum resins)乃因其來源為石油衍生物而得名，一般可分類為C5 alphatic(脂族類)、C9 aromatic(芳香烴類)、DCPD(環(huán)脂二烯類，cycloaliphatic)及純單體(如poly SM、AMS(alpha methyl styrene)等產(chǎn)品)等四種型態(tài)，其組成分子皆是碳?xì)浠衔?，故又稱之為碳?xì)錁渲?hydrocarbon resins，HCR)。石油樹脂與cumaran-indene樹脂、松香脂及polyterpene等石化產(chǎn)品之主要用途皆為為增黏劑之用，故亦稱為tackifier resins。石油樹脂是一種通稱，其所指為低分子量(數(shù)量平均分子量Mn小于2000)之熱塑性高分子，是由裂解汽油餾份經(jīng)由熱或觸媒聚合而得。

石油樹脂的性態(tài)可從黏稠液態(tài)到固態(tài)，顏色則由水白色到暗褐色。此外亦有一些是經(jīng)過改質(zhì)的產(chǎn)品，如C5/C9(脂族和芳香烴混合類)、酚、terpene等改質(zhì)C9石油樹脂及氫化石油樹脂。

 一、石油樹脂的制造

石油樹脂雖區(qū)分為四類，但制造方式大致相同，除部份DCPD樹脂以熱聚合產(chǎn)制外，余均應(yīng)用陽離子聚合法，常用觸媒為BF3、AlCl3 等Friedel –Crafts酸，有時(shí)會(huì)添加少許促進(jìn)劑。陽離子聚合的特色為反應(yīng)速率快，chain transfer 繁復(fù)，觸媒易為原料中的不純物或分子結(jié)構(gòu)等因素影響而終止反應(yīng)，因此反而可聚合成分子量500~2,000的聚合體，而加強(qiáng)增黏效果。

制程中有以下的幾個(gè)重要步驟—選擇及前處理原料油、將處理過的原料聚合、中和及樹脂的分離。其中前處理尤其不可或缺，以事先除掉不良物后再選擇不同組成的進(jìn)料來調(diào)整樹脂的性質(zhì)；聚合反應(yīng)則是隨著原料之不同使用AlCl3、BF3及一些促進(jìn)劑，如HCl、 t-BuCl, H2O或酚、或加熱方式來進(jìn)行反應(yīng)。制程中主要的反應(yīng)參數(shù)有進(jìn)料的全部或相對(duì)濃度、觸媒類別及其濃度、溫度。以上幾項(xiàng)必須小心控制，才能有好的產(chǎn)量、分子量及分子量分布。

聚合方式可分為批次式、連續(xù)式、多階連續(xù)式。其中批次反應(yīng)的分子量分析較廣，而多階連續(xù)式的產(chǎn)率較高且分子量分布較窄。原料調(diào)配在石油樹脂制程中屬相當(dāng)重要一環(huán)，經(jīng)由調(diào)配不同餾份的進(jìn)料油，可調(diào)整其分子結(jié)構(gòu)及成品的外觀性質(zhì)。例如，C5與C9共聚合或添加部份純單體作為改質(zhì)，此外為調(diào)整石油樹脂成品的極性或酸價(jià)，亦可在原料中添加馬林酸酐(MA)、酚及松香(rosin)等化學(xué)組成，或者利用接枝分式使石油樹脂接上酸根。

二、性質(zhì)

石油樹脂為低分子量(Mw=500~2,000)聚合物，依用途要求而有如下之重要特性：

1.軟化點(diǎn)—以Ring and Ball Method測(cè)試，可顯示石油樹脂抗熱程度及硬度，一般由于應(yīng)用種類的要求而有不同的軟化點(diǎn)。例如油漆涂料要求的軟化點(diǎn)在110~120℃，而橡膠則要求有80~100℃的軟化點(diǎn)。

2.顏色—一般是在50wt% 甲苯溶液中以Gardner 色階表示，通常以純單體樹脂之色澤最佳(Gardner<1)，C5樹脂次之(Gardner<5)，而C9及DCPD最深。

3.不飽和度—為量測(cè)石油樹脂分子結(jié)構(gòu)中所殘留未反應(yīng)的雙鍵數(shù)量，以溴價(jià)或碘價(jià)表之。不飽和度高，表示其耐候性及耐熱性差，易氧化或結(jié)碳；但不飽和度高也易于接枝。

3.兼容性—有solubility parameter 及aniline point 等多種指標(biāo)，而最佳方式是以石油樹脂直接在polymer matrix 中量測(cè)Tg及 cloud point。其余尚有黏度、酸價(jià)、耐候性、耐熱性等指標(biāo)，因應(yīng)用領(lǐng)域不同而有其不同的測(cè)試方式。

三、用途

石油樹脂主要功能為提供增黏及潤濕效果，不同種類的石油樹脂或增黏劑，有一定的互通性，但在各應(yīng)用領(lǐng)域上也有各自的獨(dú)特性。主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橥苛?、接著劑、熱熔膠、感壓熱熔膠、感壓膠、道路漆(路標(biāo)漆)、油墨與橡膠。