石油樹脂(petroleumresins)乃因其來源為石油衍生物而得名，一般可分類為C5alphatic(脂族類)、C9aromatic(芳香烴類)、DCPD(環(huán)脂二烯類，cycloaliphatic)及純單體(如polySM、AMS(alphamethylstyrene)等產(chǎn)品)等四種型態(tài)，其組成分子皆是碳氫化合物，故又稱之為碳氫樹脂(hydrocarbonresins，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tackifierresins。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，有時會添加少許促進劑。陽離子聚合的特色為反應(yīng)速率快，chaintransfer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，而加強增黏效果。
制程中有以下的幾個重要步驟—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及一些促進劑，如HCl、t-BuCl,H2O或酚、或加熱方式來進行反應(yīng)。制程中主要的反應(yīng)參數(shù)有進料的全部或相對濃度、觸媒類別及其濃度、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(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，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—以RingandBallMethod測試，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。例如油漆涂料要求的軟化點在110~120℃，而橡膠則要求有80~100℃的軟化點。
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，以溴價或碘價表之。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。
4、兼容性—有solubilityparameter及anilinepoint等多種指針，而最佳方式是以石油樹脂直接在polymermatrix中量測Tg及cloudpoint。其余尚有黏度、酸價、耐候性、耐熱性等指針，因應(yīng)用領(lǐng)域不同而有其不同的測試方式。
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)域上也有各自的獨特性。主要應(yīng)用領(lǐng)域為涂料、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。
四、市場概況
估計全球石油樹脂(含cumarone-indene樹脂)產(chǎn)量大約85萬公噸，其中美洲(大部分為美國)占47%，歐洲占28%，亞洲占25%。以類別區(qū)分，則C5及DCPD石油樹脂約占38%，C9及cumarone-indene樹脂占約45%，氫化石油樹脂占約17%。未來樹脂的成長應(yīng)以C5及氫化石油樹脂為主。
日本于1999全年石油樹脂產(chǎn)量為13.7萬公噸，其中5.3萬公噸外銷，日本國內(nèi)實際消耗8.4萬公噸。
臺灣現(xiàn)有元良、聯(lián)超生產(chǎn)C9石油樹脂，金峰在遭祝融后停工。2000年底和益化工公司開始生產(chǎn)氫化石油樹脂，目前產(chǎn)品已供應(yīng)國內(nèi)外接著劑業(yè)者。C9石油樹脂生產(chǎn)估計約2.4萬公噸，其中外銷約1.8萬公噸。2000年臺灣進口石油樹脂量估算約1.36萬公噸，以C5及氫化石油樹脂為最大宗。氫化石油樹脂進口約5,500公噸。和益化工公司生產(chǎn)的Fuclear®氫化石油樹脂，是自行研發(fā)、設(shè)計到建廠的成果，其產(chǎn)品性質(zhì)可達同系列歐、美、日產(chǎn)品的規(guī)格。產(chǎn)品分為全氫化FP系列及部份氫化FM系列。
中國大陸被視為石油樹脂全球成長率最大的地區(qū)，但其境內(nèi)只有數(shù)家石油樹脂生產(chǎn)廠家，產(chǎn)能不大，產(chǎn)品品質(zhì)較差，不適合作為氫化的進料。目前已有ExxonMobil及Eastman兩家美國公司與大陸石化業(yè)者合資設(shè)廠，已開始供應(yīng)產(chǎn)品，目前生產(chǎn)C5、DCPD及其氫化產(chǎn)品。而Hercules原計畫與燕山石化生產(chǎn)各類石油樹脂，但Hercules碳氫樹脂部門已為Eastman并購，故計畫可能終止。