在熱熔膠行業(yè)，國內(nèi)外正逐漸用石油樹脂代替天然松香和萜烯樹脂以滿足包裝品、壓敏膠帶等一次性用品的要求。石油樹脂作為熱熔膠用增黏樹脂代替松香和平萜烯樹脂是當(dāng)前不可避免的發(fā)展趨勢。

什么是石油樹脂？

石油樹脂是以乙烯裝置的副產(chǎn)物C5和C9餾分為原料，經(jīng)陽離子聚合得到的低分子聚合物，根據(jù)原料的不同石油樹脂大致可以分為以C5餾分為原料的C5脂肪族石油樹脂、以C9餾分為原料的C9芳香族石油樹脂、以C5和C9餾分為原料的C5-C9共聚石油樹脂，以及雙環(huán)戊二烯(DCPD)脂環(huán)族石油樹脂和加氫改性石油樹脂5大類。

石油樹脂的軟化點(diǎn)一般為80-140 ℃，相對密度為0.970～0.975，相對分子質(zhì)量小于2×103，不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，具有酸值低、粘合性好、耐水和耐化學(xué)品等特性，并有調(diào)節(jié)黏性和熱穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。因此，石油樹脂完全可以取代松香樹脂、萜烯樹脂用于熱熔膠和壓敏膠增黏劑，起到改進(jìn)浸潤性、提高粘合性的作用。石油樹脂的出現(xiàn)還解決了天然松香和萜烯樹脂來源有限、熱穩(wěn)定性差、價(jià)格昂貴和容易老化等問題；而且使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％的石油樹脂就能達(dá)到松香樹脂改性熱熔膠的性能。

在配制熱熔膠、壓敏膠時(shí)，僅靠基體樹脂只有在一定溫度下熔融時(shí)才具有粘結(jié)力，一旦溫度下降，粘結(jié)就會(huì)下降甚至失去粘結(jié)能力。在彈性體中加入石油樹脂，不但可以提高熱熔膠的黏性和浸潤性，提高表面接觸效果和特性粘合性能，獲取理想的黏性、內(nèi)聚強(qiáng)度和界面強(qiáng)度之間的平衡；還可以通過調(diào)節(jié)膠粘劑的流變性，提高混合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，調(diào)節(jié)熱熔膠的耐熱溫度，從而擴(kuò)大熱熔膠的使用環(huán)境。

作為由成分復(fù)雜的單烯烴和雙烯烴聚合而來的非晶態(tài)石油樹脂沒有固定的熔點(diǎn)，樹脂的環(huán)球軟化點(diǎn)成為決定樹脂性能的重要因素，石油樹脂的其他物理性質(zhì)如色度、相容性、熔融黏度、酸值和碘值等也是決定石油樹脂應(yīng)用領(lǐng)域的重要因素。用于熱熔膠行業(yè)的石油樹脂指標(biāo)下表所示。

除上述基本要求外，熱熔膠、壓敏膠用石油樹脂還應(yīng)具有熱穩(wěn)定性好、剪切強(qiáng)度高、固化速度快、填料分散均勻穩(wěn)定和浸潤性強(qiáng)等特點(diǎn)。國外熱熔膠、壓敏膠用石油樹脂的制備方法很多，所用的改性劑也多種多樣，苯乙烯及其衍生物、萜烯、蒎烯、馬來酸酐及成分復(fù)雜的C9餾分等都用于增黏樹脂的制備。

增黏樹脂與聚合物基體之間的相容性是和兩者的極性及樹脂的相對分子質(zhì)量相關(guān)的物理量。極性相同、相對分子質(zhì)量相近則相容性好，如芳香性的聚苯乙烯(PS)與天然橡膠不相容，卻與含芳香性的丁苯橡膠相容；平均相對分子質(zhì)量為650的聚乙烯基環(huán)己烷(PVCH)與天然橡膠很好相容，但相對分子質(zhì)量為l 800的PVCH與天然橡膠之間卻不相容。在制備熱熔膠時(shí)石油樹脂與彈性體之間若不相容或者相容性很差，在體系中增加石油樹脂很容易引起壓敏膠初粘強(qiáng)度、持粘強(qiáng)度和180°剝離強(qiáng)度三者同時(shí)降低，石油樹脂并不能起到增黏作用。

石油樹脂的特性與熱熔膠性能的關(guān)系如下：

石油樹脂的軟化點(diǎn)一般由樹脂相對分子質(zhì)量的大小和樹脂的結(jié)構(gòu)決定，比其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg高約40～50 ℃，相對分子質(zhì)量越大，環(huán)狀結(jié)構(gòu)比重越高，石油樹脂的軟化點(diǎn)越高。

石油樹脂軟化點(diǎn)對熱熔膠的持粘強(qiáng)度有很大影響。樹脂軟化點(diǎn)越高，樹脂的內(nèi)聚強(qiáng)度越強(qiáng)，膠粘劑的持粘強(qiáng)度越高，熱熔膠的使用溫度也就越高，應(yīng)用范圍越廣。所以在使用時(shí)都要求增黏樹脂的軟化點(diǎn)盡量高些，但過高的軟化點(diǎn)可能會(huì)提高樹脂的熔融黏度，降低了熱熔膠的浸潤能力，反而不利于熱熔膠的粘接。若通過提高熱熔膠的施膠溫度的方法降低熔融黏度，容易造成因施膠溫度過高而引起基體樹脂發(fā)生熱降解，降低了熱熔膠的使用壽命。石油樹脂的軟化點(diǎn)一般在80～130 ℃之間比較合適。此外，石油樹脂軟化點(diǎn)對熱熔膠的固化速度、熱熔膠的施膠速度也有很大影響。軟化點(diǎn)過高還容易引起熱熔膠的硬化和結(jié)皮。

熔融黏度低的熱熔膠能夠在基材上得以較好地鋪展，增大了熱熔膠與基材之間的接觸面積，提高了熱熔膠對被粘接物的浸潤程度，有利于熱熔膠與被粘接物間界面強(qiáng)度的提高；但熔融黏度過低，一方面可能會(huì)引起熱熔膠體系內(nèi)填料產(chǎn)生沉降造成物料成分分布不均，另一方面可能會(huì)造成熱熔膠因內(nèi)聚強(qiáng)度的降低反而不利于粘接。石油樹脂熔融黏度以150～250 mPas為宜。

目前，世界石油樹脂正向著淡色化、專業(yè)化、多用途化和電子束固化等方向發(fā)展。由于歷史條件等原因，我國增黏樹脂長期以來一直以松香樹脂和萜烯樹脂為主，而石油樹脂發(fā)展緩慢，相容性、軟化點(diǎn)等主要質(zhì)量指標(biāo)與國外同類產(chǎn)品之間還有很大差距，高軟化點(diǎn)、低色度的耐候性樹脂、共聚樹脂、改性DCPD樹脂、無色的加氫石油樹脂一直依靠進(jìn)口。

在C5石油樹脂改性方面應(yīng)努力開發(fā)新型改性劑，以制備出色度更低、軟化點(diǎn)更高、適用范圍更廣的C5石油樹脂；加大C9餾分的精餾程度、改善C9石油樹脂的色度，得到質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的C9和C5-C9石油樹脂，以滿足我國熱熔膠、壓敏膠用石油樹脂日益增長的需要。

（本文來自石油樹脂網(wǎng)）