石油樹(shù)脂(petroleum resins)乃因其來(lái)源為石油衍生物而得名，一般可分類(lèi)為C5 alphatic(脂族類(lèi))、C9 aromatic(芳香烴類(lèi))、DCPD(環(huán)脂二烯類(lèi)，cycloaliphatic)及純單體(如poly SM、AMS(alpha methyl styrene)等產(chǎn)品)等四種型態(tài)，其組成分子皆是碳氫化合物，故又稱(chēng)之為碳氫樹(shù)脂(hydrocarbon resins，HCR)。石油樹(shù)脂與cumaran-indene樹(shù)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(chēng)為tackifier resins。石油樹(shù)脂是一種通稱(chēng)，其所指為低分子量(數量平均分子量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(shù)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(guò)改質(zhì)的產(chǎn)品，如C5/C9(脂族和芳香烴混合類(lèi))、酚、terpene等改質(zhì)C9石油樹(shù)脂及氫化石油樹(shù)脂。

一、石油樹(shù)脂的制造

石油樹(shù)脂雖區分為四類(lèi)，但制造方式大致相同，除部份DCPD樹(shù)脂以熱聚合產(chǎn)制外，余均應用陽(yáng)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(yáng)離子聚合的特色為反應速率快，chain transfer 繁復，觸媒易為原料中的不純物或分子結構等因素影響而終止反應，因此反而可聚合成分子量500~2,000的聚合體，而加強增黏效果。

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(guò)的原料聚合、中和及樹(shù)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(lái)調整樹(shù)脂的性質(zhì)；聚合反應則是隨著(zhù)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(lái)進(jìn)行反應。制程中主要的反應參數有進(jìn)料的全部或相對濃度、觸媒類(lèi)別及其濃度、溫度。以上幾項必須小心控制，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、連續式、多階連續式。其中批次反應的分子量分析較廣，而多階連續式的產(chǎn)率較高且分子量分布較窄。原料調配在石油樹(shù)脂制程中屬相當重要一環(huán)，經(jīng)由調配不同餾份的進(jìn)料油，可調整其分子結構及成品的外觀(guān)性質(zhì)。例如，C5與C9共聚合或添加部份純單體作為改質(zhì)，此外為調整石油樹(shù)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(shù)脂接上酸根。

典型石油樹(shù)脂制程

二、性質(zhì)

石油樹(shù)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測試，可顯示石油樹(shù)脂抗熱程度及硬度，一般由于應用種類(lèi)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(shù)脂之色澤最佳(Gardner<1)，C5樹(shù)脂次之(Gardner<5)，而C9及DCPD最深。

3.不飽和度—為量測石油樹(shù)脂分子結構中所殘留未反應的雙鍵數量，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，而最佳方式是以石油樹(shù)脂直接在polymer matrix 中量測Tg及 cloud point。其余尚有黏度、酸價(jià)、耐候性、耐熱性等指標，因應用領(lǐng)域不同而有其不同的測試方式。

三、用途

石油樹(shù)脂主要功能為提供增黏及潤濕效果，不同種類(lèi)的石油樹(shù)脂或增黏劑，有一定的互通性，但在各應用領(lǐng)域上也有各自的獨特性。主要應用領(lǐng)域為涂料 、接著(zhù)劑、熱熔膠、感壓熱熔膠、感壓膠、道路漆(路標漆)、油墨與橡膠。

資料來(lái)源：工研院經(jīng)資中心ITIS計劃整理