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(shì)。

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(duì)密度為0.970～0.975，相對(duì)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(duì)分子質(zhì)量相關(guān)的物理量。極性相同、相對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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)）