C5石油树脂的开发与应用
天津市化工科技信息研究所 王丽 中石化化工销售华北分公司 姜长祥
2010年我国乙烯产能达1466万t/a，同比增加33.6%；乙烯产量为1366.07万t，同比增长28.4%，自给率提
升至94.58%。在乙烯产量大幅提高带动下，其副产C5馏分也开发出众多下游产品，由燃料摇身一变成为重要的化
工原料。C5是乙烯工业中产量较大的一种副产品，占乙烯产量的11%～14%。2000年以前，C5主要用作燃料，化工
利用率不到20％。随着石油树脂、双环戊二烯改性不饱和聚酯树脂等产品的相继开发成功，C5化工利用水平不断提
高，截至2010年底国内C5化工利用率达到65%～70%。
C5石油树脂是以C5馏分为原料，进行聚合后制得的固态或粘稠状液态、相对分子质量在300~3000之间的低分
子聚合物，具有熔点低、混溶性好、酸值低、粘合性好、耐水、耐乙醇和耐化学药品等特点，广泛应用于橡胶助剂、
油墨、胶黏剂、高固含量涂料、造纸等领域。
一、C5石油树脂的分类
C5石油树脂聚合前大多要对C5馏分进行分离，根据原料的不同，C5石油树脂大致可分为以下几类：(1)混合
C5石油树脂，原料为经过初步分离或未经分离的混合C5馏分；(2)脂肪族C5石油树脂，以间戊二烯含量达50%（质
量分数）以上的C5馏分为原料，其数均分子量在300~2000，主链链节为脂肪烃结构； (3)双环戊二烯脂环族C5石
油树脂，以双环戊二烯（DCPD）为主要原料聚合而成；(4) 共聚树脂，分为C5／C9共聚树脂、C5和其他物质的共
聚树脂、双环戊二烯与其他物质的共聚树脂；(5)加氢改性石油树脂。
二、C5石油树脂的合成工艺
C5石油树脂的聚合工艺有两种，一种是热聚合工艺，其优点是不使用催化剂，工艺流程简单且经济，但反应温
度及反应压力较高，产品的色相较高。另一种是催化聚合工艺，一般采用Friedel-Crafts催化剂（如BF3或A1C13），
此类催化剂可与酚、醚、醛、烷基铝、脂肪族羧酸等化合物络合，以提高催化活性，是目前比较常用的方法，但产
出的树脂存在转化率和软化点低等问题。不同种类C5石油树脂的制备工艺差异很大。
1． 混合C5石油树脂
国内有些生产厂家仍使用混合C5全馏分制备石油树脂。工艺流程为：混合C5经过两段加热处理（加热处理温
度分别是 l80℃和135℃）使其中环戊二烯的含量降到1％以下，处理后的物料进入4个串联管式聚合反应器，反应
器入口温度为60℃，AlC13-异丙苯络合催化剂分4股分别加入4个反应器；反应产物经过脱活、洗涤、汽提和闪蒸
得到色相为 6#~10#的浅色石油料脂，产品收率为35％（以总原料计）。
2． 脂肪族C5石油树脂
以除去（双）环戊二烯及异戊二烯，间戊二烯质量分数为50％以上的C5馏分为原料，在氮气保护下加入适量
的芳烃稀释剂，加入催化剂A1C13，温度保持在25℃，加入浓缩间戊二烯和共聚单体，控制加料速度确保反应温度
不超过40℃，维持反应器中固体含量为45％～50％，聚合时间1～2h。聚合的产物送至碱洗塔，塔顶为脱催化剂的
聚合液；再送往水洗塔，除去聚合液中的残留催化剂和碱液；水冼塔顶物去汽提塔和减压蒸馏塔，蒸出稀释剂、未
聚合组分及低聚物，得到高相对分子质量固体石油树脂。
3． C5/C9共聚石油树脂的制备工艺
裂解C5馏分主要含乙烯基甲苯、茚、甲基苯乙烯等不饱和芳烃化合物，在C5成分中引入C9，两者共聚得到C5/C9
石油树脂。由于兼具脂肪族树脂和芳香族树脂的特性，C5/C9石油树脂在多种溶剂中有良好的溶解性，并可改善脂
肪族树脂的耐热性和耐候性。C5/C9石油树脂是在常温下反应生成的，调节C5与C9的配比可以得到不同性能的树
脂，C9比例愈高，得到树脂的软化点和粘度愈高，且溴价降低。
4． 加氢C5石油树脂
C5石油树脂加氢的目的是使其中的双键和部分苯环饱和，同时脱除C5树脂在聚合过程中残留的卤化物，以降
低色度，提高软化点，改善光热稳定性。加氢主要有浆态、喷淋塔、固定床3种方法，可采用一段或两段加氢工艺，
方法是将石油树脂溶于矿物油或环己烷等溶剂中，加入含镍或铝的催化剂，在加热状态下通入氢气进行反应，反应
产物经蒸馏后即可得到加氢改性石油树脂。
三、C5石油树脂的用途
1．涂料
热熔性路标漆主要成分是间戊二烯石油树脂，它不含溶剂、干燥速度快、施工时间短，使用寿命可达2～3年；
加入反光材料后，可提高夜间能见度，广泛应用于公路的路面标志。热熔性路标漆一般由间戊二烯石油材脂、增塑
剂、反光材料、颜料和骨料等组成，具有光稳定、热稳定性和相容性好，色浅、防水等特点。热熔涂料广泛应用于
食品包装行业，一般由石油树脂、EVA、微晶蜡和石蜡等组成，要求石油树脂具有色浅、低臭、相容性好、防水和粘
着力强等性能。
在热熔法调制清漆过程中加入石油树脂，能得到色相好的清漆，并且稳定性和光泽均较好。这类清漆包括油性
罩面清漆、船底清漆及速干防锈清漆等，所用的石油树脂是脂环族石油树脂。在环氧树脂、聚氨酯调和漆中加入脂
环族石油树脂后，硬度、屈曲强度、耐候性等性能提高。
临时性防锈漆主要用于钢结构部件，其组成主要有石油树脂、表面活性剂和溶剂、防腐蚀剂、石蜡等。对石油
树脂的要求是易溶于溶剂、化学稳定性好、与石蜡相容性好、色度浅、低臭。因此，C5 / C9共聚石油树脂、脂环
族石油树脂、脂肪族石油树脂都可以使用。
C5石油树脂与SIS的复配涂料用作屋顶防水材料，其性能优于沥青系防水材料，在高温天气条件下涂层不软化。
双环石油树脂溶于溶剂油或制成乳液，涂抹在新浇混凝土上可防止新浇混凝土失水。
2． 印刷油墨助剂
油墨是由颜料、溶剂、填充料、附加料和连接料等组成的具有一定流动性的浆状胶粘体，其中连接料是由树脂、
矿物油和天然油脂等组成。石油树脂对颜料润湿性好，与油墨中许多组分（如醇酸树脂、油墨溶剂、油料等）的相
容性较好，且溶剂释放性和抗水耐碱性良好。几乎所有的改性双环戊二烯石油树脂均适合做印刷油墨助剂。
3． 橡胶助剂
C5石油树脂在橡胶行业中主要用作增粘剂。其优点在于增粘效果好、价格低、与橡胶的相容性好、酸性小，并
且可改善胶料工艺加工性能，增加胶料的互粘性，对硫化无干扰，对硫化特性和产品最终性能无明显影响。
4． 粘合剂
C5石油树脂是热熔胶、压敏胶必不可少的组分，它在粘合剂配方中主要起增粘和控制粘度的作用。目前国外约
60%的C5石油树脂用于此领域。作为粘合剂的主要成分，C5石油树脂具有与高聚物基质的相容性好、粘接性能良好、
粘接性能较稳定、熔融粘度适度、耐热性能好等特性。
四、结语
随着我国石油化工工业的迅速发展，乙烯产能日益扩大，C5的资源也越来越丰富，如何把C5馏分的分离和综
合利用这步棋走好，已是一个急迫的命题。应当依托各大乙烯建立一批有一定规模，技术新，有自主研发能力的石
油树脂公司，改变以往石油树脂企业布点分散、规模小的局面；作为C5石油树脂的应用大国，应加大应用及研究开
发力度，着重对C5石油树脂的新工艺、新配方和新产品的开发研究，使它的下游产品得到进一步发展；要重视品牌
建设和向产品系列化和高端化过度；加快C5加氢石油树脂技术的产业化进程，从而提高石油树脂软化点(100℃以
上)，降低石油树脂的色度，扩大其应用领域。相信随着C5石油树脂企业的不断发展壮大，高软化点、无色的加氢
石油树脂及专用树脂将在国内早日实现产业化。