1.1.1.1 C5石油树脂现状与发展 1.1.1.2 用途 C5石油树脂可与其他石油树脂混合使用,或是作为添加剂使用。由于其对油品油脂类及其它合成树脂具有良好的相容性,能溶解在许多溶剂中,与其他物质配合耐水性、耐酸性好,熔点低,粘合性好,因而在许多方面得到越来越多的应用。表22是典型的石油树脂的一般特性和用途。
(一) 在胶粘剂中的应用 国外越60%的C5石油树脂用于胶粘剂,该产业已成为十分兴旺的新兴产业,涉及建筑业的结构与装饰、汽车组装、轮胎、木材加工、商品包装、书刊装订、卫生用品、制鞋业等领域。石油树脂是许多胶粘剂,特别是新型胶粘剂如热熔胶、压敏胶必不可少的增粘剂。 (1) 热熔胶用增粘剂 热熔胶是加热熔化产生流动性,涂布在被粘接物体上,冷却后固化粘合的一种胶粘剂。热熔胶属工业胶粘剂,应用领域相当广泛,主要包括:妇女卫生巾、婴儿纸尿裤等一次性卫生用品的制作;食品、饮料、啤酒的纸箱封箱;木工家具制作;书本的无线装订;标签、胶带的生产;香烟过滤嘴的制作;服装、粘合衬得生产;其他领域,如电缆、汽车、冰箱、制鞋业等。热熔胶在使用时必须配以增粘剂才能粘接牢固。 表 1 典型的石油树脂的一般特性和用途[iv] 品种 一般特性 主要用途
脂肪族石油树脂 色浅、耐热、耐候性好、软化点低、与非极性聚合物相容、与极性聚合物不相容
热熔胶、胶粘带及橡胶增粘
等
脂环族石油树脂 软化点高、有臭气、氧化稳定性较差、反应性好、共聚性好 油墨、涂料、胶粘剂、沥青改性、橡胶增粘
芳香族石油树脂 软化点高、价廉、色差、与极性聚合物相容、与非极性聚合物不相容 油墨、涂料、热熔胶、橡胶增粘 C5/C9共聚石油树脂 极性和非极性聚合物都相容 涂料、油墨、胶粘剂、橡胶增粘 加氢树脂 色浅、无臭、价高、氧化稳定性好 胶粘剂、聚合物改性
(2) 压敏胶用增粘剂 压敏胶制品主要为压敏胶带、压敏标签等。压敏胶带可作为电绝缘胶带、各种包装密封胶带、印刷标签用胶带、医用外科创伤膏使用。所用胶粘剂可采用天然橡胶、合成橡胶或热熔胶,不管使用何种粘结剂,均需配以增粘剂。近年来,C5石油树脂以其剥离粘接强度高,快粘性好,价格较低的特点,开始逐步取代交割较高的萜烯树脂和松香树脂而占主导地位。 (二) 涂料添加剂 在涂料工业方面,是由树脂常用于与其他物质混合,这样既降低了产品成本,又使涂料的光泽、硬度、防水性和耐化学性得以改善。石油树脂通常用来制造增强乳胶涂料,浅色的石油树脂可用于生产油溶性涂料,以提高其光泽和附着力。石油树脂作为尤其添加剂,可加快漆膜俄干燥速度,提高漆的耐水性、耐酸碱性以及表面硬度和光泽,可用于刚才的防锈漆、船底漆以及一般的家具漆等。 道路标志漆是石油树脂的主要用途之一,尤其是熔路标漆在国外发展很快,国外石油树脂路标漆的用量占路标漆总量的25%~30%。随着汽车的普及和高速公路的发展,熔接型交通路标漆已成为路标漆的主流。这种路标漆具有干燥速度快、耐久性好、无溶剂等特点,是由树脂、颜料、反射材料、增塑剂、无机填料等组成。含有10~30%加氢石油树脂的路标漆具有足够的耐久性、良好的热稳定性和耐候性。随着国内大量建设高速公路的一般道路,用于路标漆的石油树脂将大量增加。目前,我国公路总里程约为150万千米,根据公路建设的规划,到2020年,多有用有50万人口以上的大城市将由高等级公路连接形成网络,公路的总里程数达到300万千米,高速公路达8万千米,而公路漆的用量约为1.0吨/千米,由此可见,C5石油树脂的需求量是巨大的。目前年需求量为1.8万吨,预计每年涂料行业所需的石油树脂将超过2.5万吨。 目前国内高速公路所用的热熔型路标漆,所用的树脂为C5石油树脂,软化点为97~110℃,色相为2~3,酸值<0.1,价格为1.2~1.3万元/吨[i]。
(三) 油墨添加剂 石油树脂能溶于烃类树脂中,且软化点高、性能稳定,因而适用于印刷油墨。它对印刷油墨的流变性和连接料的稳定性影响很大,而且在组成中石油树脂只要达到松香的55~60%即可获得最佳的增塑作用。在配方中加入石油树脂能改进印刷油墨的光泽和耐磨性。预计我国用于油墨的石油树脂将超过1万吨/年。
(四) 合成橡胶添加剂 在橡胶中加入C5是由树脂可起到软化、补强、增粘等作用,从而改善橡胶的加工性能,其用量为15%左右。目前最适合丁基内胎生产,对硫化干扰小,可使105℃热永久变形系数减小,提高丁基内胎的使用寿命。国外已在丁苯橡胶、顺丁橡胶、卤化丁基橡胶等合成橡胶中大量使用C5石油树脂,预期将达到1万吨/年。
(五) 纸张施胶剂 石油树脂经马来酸酐改性,再经碱化,即可溶于水中。在造纸工业中以前均用松香作为上浆剂,石油树脂与松香相比,有利于提高纸张的平滑度、疏水性、 适印性及耐起泡性。松香是现在用的最多的施胶剂,占全部施胶剂的80%以上。石油树脂比松香富有疏水性,取代松香作施胶剂效果更好。
(六) 医用容器及包装材料添加剂 为了解决单独使用聚丙烯或聚定息作为医用容器及包装材料(如储血包、液体药物包装带、输液管等)时存在的耐热性差、透明性差和柔软性等问题,可用加氢石油树脂作为添加剂。此外,高新技术的发展将推进石油树脂在我国其他许多领域的应用,包括发展聚烯烃新品种、防震材料、光学记录材料、电影业的新应用等为石油树脂的应用开辟了更广阔的前景。 1.1.1.3 市场分析 从市场需求看,我国石油树脂的应用正处于高速发展阶段,近几年将以12%的年增长率增长。2004年C5石油树脂在胶粘剂方面的需求量为3万吨/年,在橡胶加工方面需求量为1万吨/年,路标漆方面年需求量1.8万吨/年,在涂料、油墨、造纸等方面石油树脂的年需求量在2.5万吨/年左右,另外在油田化学品、沥青改性剂等方面也有一定的用量,国内C5石油树脂的年需求量总计10万吨/年左右。 从供应情况来看,2001年C5石油树脂产量约5万吨,其中扬子-伊士曼公司的大部分产品用于出口。近年来石油树脂的进口量逐年增加,2000年达到2.8万吨,进口产品均为高档专用级石油树脂,2001年C5加氢石油树脂国内用量总计约8万吨左右,而国内的生产量仅有2万吨左右,其余均为进口。 高档的油墨专用树脂在中国几乎还是一片空白,我国的石油树脂生产企业应尽快占领这个市场。在油墨用DCPD树脂方面,除日本外,酚改性的DCPD树脂逐渐成为主流,如美国Lawter公司的AR-92,已成为打入中国市场的国外油墨专用树脂之一,其主要技术指标和性能特点如下:软化点160~180℃,Gardner色度15,酸值25以下,有较好的光泽和快干性能,软化点高,热稳定性和溶解性好,在高应力方面表现出稳定的流变性能,调色指数高。 从价格来看,国外石油树脂价格上涨速度为8~10%,国内市场因品种及质量不同,C5石油树脂的价格相差很大,国内C5石油树脂价格为7000~16000元/吨,其中混合C5石油树脂6000~8000元/吨,C5/C9共聚树脂9000~10000元/吨,C5加氢石油树脂根据其色度深浅价格在13000~16000元/吨。从价格趋势看,低档树脂价格上升有限,高档树脂的价格稳步上升。 石油树脂的价格也是根据石油树脂的品种和质量不同而变化,国产C5石油树脂价格范围为4000~16000元/吨,其中,混合C5石油树脂为4000~5000元/吨;C5/C9共聚树脂定价在9000~10000元/吨;C5加氢石油树脂根据色度深浅在8000~16000元/吨[ii]。 表 2 国外C5石油树脂的主要类别及厂商与品牌[iii] 类别 生产商 商品名 含50~70%间戊二烯馏分(又称间戊二烯浓缩液)的双烯/单烯聚合物 Hercules Piccotac
芳烃改性的间戊二烯浓缩液的聚合物 Goodyear Wingtack 76 萜烯改性的间戊二烯浓缩液的聚合物 Arizona Sta-tack 芳烃和萜烯改性的间戊二烯浓缩液 Arizona Superstatack C5馏分二聚后与C9共聚 Eastman Eastotax C5馏分二聚后与C9共聚再加氢 Eastman Eastotac 顺酐改性的C5树脂 日本瑞翁 Quintone C200s 选择单烯烃改性的间戊二烯浓缩液的聚合物 Goodyear Wingtack 95 脂环烃改性的C5树脂 Goodyear Wingtack 115 未分离C5馏分的聚合物 ICI Imprez 氢化C5树脂 日本丸善 Marakarez C5乳液型树脂 Exxon Escorez
表 3 日本石油树脂生产企业情况 种 类 公司名称 生产能力,万吨/年 种 类 公司名称 生产能力,万吨/年
脂肪烃类C5石油树脂 瑞翁 3.0 C5-C9共聚石油树脂
东邦化学 1.5 Tonex 1.5 瑞翁 1.0 三井化学 1.1 日本石油 0.2 丸善石油 1.1 丸善石油 0.25 小计 6.7 小计 2.95
脂肪烃类C5
石油树脂
三井化学 2.0 双环戊二烯(DCPD)树脂 荒川化学 1.5 日本石油 1.8 出光石油 1.0 Tosoh 1.8 Tonex 0.7 小计 5.6 丸善石油 0.3 小计 3.5 合计 18.75
表 4 我国C5石油树脂生产企业情况[iv] 单 位 生产能力,万吨/年 树脂种类 技术来源
扬子石化实业公司 1.8 C5加氢石油树脂和脂肪族石油树脂
与美国伊士曼合
资建设
兰化公司 0.8 C5加氢 大庆华科 1.0 C5 2.0 C5加氢(计划)
上海石化金森石油树脂有限公司 2.5 C5、C5/ C9共聚、DCPD(C5加氢为0.2万吨/年) 与美国埃克森合资建设
茂名石化华粤集团石油树脂有限公司 0.5 C5加氢(计划)
上海石化股份有限公司化工所 0.25 间戊二烯 北京化工研究院