一种浅色C5/C10共聚树脂的制备方法技术领域
本发明属于石油树脂的制备领域,特别涉及一种浅色C5/C10共聚树脂的制备方
法。
背景技术
石油树脂是以乙烯装置的副产物C5、C9馏分等为主要原料,经催化聚合或自由基
聚合得到的固态或粘稠状液态的中低相对分子量聚合物。按树脂构成的单体和分子结构,
可大致分为芳烃石油树脂、脂肪族石油树脂及脂环族石油树脂等。
乙烯副产C5馏分目前已广泛应用于树脂合成,其中间戊二烯(PD)、环戊二烯(CPD)
等为石油树脂合成中的主要单体。乙烯副产C10馏分,亦即C10抽余油,为裂解萘馏分提取萘
后获得,其中含有茚(Indene)、甲基茚(Methyl-Indene)、甲基苯乙烯(Methyl-Styrene)、
萘、甲基萘等适用于合成的芳烃单体,这些芳烃单体都含有大共轭电子云结构,容易与某些
拥有亲电基团单体进行共聚;此外芳环也是一个理想亲电取代反应底物,易在芳环上引入
各类极性基团进行化学改性。
专利CN94110604.7提供了一种采用液体复合三氯化铝双阳离子络合物(LAL)作催
化剂,以富含苯乙烯、茚的C9馏分为原料制备11#色,可用于橡胶轮胎行业的苯乙烯-茚树脂
的方法;吕景峰等提及了利用石油裂解副产品C9生产软化点97℃,色号为12#的苯乙烯-茚
树脂;US4113931提供了一种催化聚合制备茚树脂的连续生产工艺;专利US2285416提供一
种适用于胶黏剂领域的苯并呋喃-茚共聚树脂的制备方法;US4603186提供一种低特性粘度
的丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-甲基苯乙烯/苯乙烯-茚四元共聚物的制备方法;
JP2014237620A提及高纯度茚及茚树脂的制备,但未详细介绍茚树脂制备工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种浅色C5/C10共聚树脂的制备方法,本发明
方法聚合条件温和,所得共聚石油树脂具有色相浅、适宜的软化点及优良的相容特性。
本发明的一种浅色C5/C10共聚树脂的制备方法,包括:
(1)乙烯副产C10馏分减压精馏截取沸点在140~210℃的C10馏分A;将馏分A、C5双
烯烃富集馏分B、C5单烯烃馏分C按质量比1∶(1~4)∶(1~4)混合得到聚合原料D;
(2)溶剂中加入聚合原料D,同时加入无水三氯化铝催化剂,在25~90℃下反应2.5
~5h,然后后处理,即得浅色C5/C10共聚树脂;其中溶剂占总物料的30~60wt%;无水三氯
化铝催化剂占总物料质量0.5~2wt%。
所述步骤(1)中加压精馏为在真空度-0.085~-0.096MPa下减压精馏。
所述步骤(1)中C10馏分A的组分包括:苯乙烯0.5~10wt%,甲基苯乙烯5~
25wt%,茚8~40wt%,甲基茚5~50wt%,双环戊二烯0~2wt%,其余为C8~C10饱和芳烃组
分。
所述步骤(1)中C5双烯烃富集馏分B的组分包括:异戊二烯0~35wt%,间戊二烯10
~70wt%,环戊二烯0~20wt%,其余为C4~C6烃类组分。
所述步骤(1)中C5单烯烃馏分C的组分包括:异戊烯10~60wt%,正戊烯5~
15wt%,2-戊烯10~30wt%,环戊烯0~30wt%,其余为C4~C6烃类组分。
所述步骤(2)中聚合原料D,其组分为苯乙烯0.06~3.33wt%,甲基苯乙烯0.56~
8.33wt%,茚0.89~13.33wt%,甲基茚0.56~16.67wt%,双环戊二烯0~0.67wt%,异戊二
烯0~23.33wt%,间戊二烯1.67~46.67wt%,环戊二烯0~13.33wt%,异戊烯1.67~
40wt%,正戊烯0.83~10wt%,2-戊烯1.67~20wt%,环戊烯0~13.33wt%,其余为C4~C10
烃类组分。
步骤(2)中在带搅拌的高压反应釜内进行反应。
所述步骤(2)中溶剂为沸点在40~80℃的饱和烷烃、环烷烃中的一种或几种,或为
沸点在80~200℃的饱和芳烃混合物。
溶剂为沸点在40~80℃的饱和烷烃、环烷烃中的一种或几种,如正戊烷、异戊烷、
环戊烷、甲基戊烷、正己烷、环己烷等,或者为沸点在80~200℃的饱和芳烃混合物,如苯、甲
苯、二甲苯、三甲苯等
所述步骤(2)中后处理为聚合液以5wt%NaOH水溶液在30~90℃温度下碱洗脱除
催化剂,然后以清水洗涤至中性,获得浅黄色树脂液;然后树脂液先经40~100℃温度下常
压蒸馏脱除C5溶剂,再于温度180~250℃、压力-0.075~-0.090MPa下减压精馏脱除C10溶
剂及低聚物。
所述步骤(2)中浅色C5/C10共聚树脂软化点80~110℃,Gardner色号≤6#。
有益效果
(1)本发明采用C5烯烃与C10馏分经催化聚合得到共聚树脂,树脂分子内兼具脂肪
烃和芳香烃结构,具有优良的胶黏性能和相容性能;
(2)通过调整原料中C5与C10馏分可聚组分比率,可以有效调节树脂软化点、色号、
熔融粘度等性能,使树脂具有广泛的应用领域;
(3)本发明工艺简便,获得共聚树脂色号浅、软化点适中,产品适用于SBS、SIS等体
系的胶黏剂领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明
而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人
员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定
的范围。
乙烯副产C10原料、C10馏分A的典型组成:
表1 C10馏分的典型组成,wt%
组分
C10原料
C10馏分A
苯乙烯
2.5
3.0
二甲苯
3.0
4.5
甲基苯乙烯
13.0
23.0
三甲苯
7.0
12.0
双环戊二烯
0.5
1.0
茚
16.0
25.0
甲基茚
18.0
30.0
萘
21.0
0.5
其余组分
19.0
1.0
C5馏分B的典型组成:
表2 C5馏分B的典型组成,wt%
组分
C5馏分B
异戊二烯
15.0
间戊二烯
48.0
环戊二烯
1.5
其余组分
35.5
C5馏分C的典型组成:
表3 C5馏分C的典型组成,wt%
组分
C5馏分C
异戊烯
45.0
正戊烯
12.5
2-戊烯
8.5
环戊烯
20.0
其余组分
14.0
实施例1
将C10馏分A、C5馏分B及C5馏分C按质量比1∶3∶2混合得到聚合原料D。在带搅拌的
高压反应釜内预先加入占总物料60wt%的环己烷溶剂,之后缓慢加入聚合原料D,同时加入
占总物料质量1.0wt%的无水三氯化铝催化剂,令其在30℃下反应3小时,得到红棕色聚合
液。
上述聚合液以5wt%NaOH水溶液在70℃温度下碱洗脱除催化剂,然后以清水洗涤
至中性,得到浅黄色树脂液;上述树脂液先经70℃温度下常压蒸馏脱除C5溶剂,再于温度
220℃、压力-0.090MPa下减压精馏脱除C10溶剂及低聚物,即得到软化点为105℃,Gardner
色号为4#的C5/C10共聚石油树脂。
实施例2
将C10馏分A、C5馏分B及C5馏分C按质量比1∶4∶2混合得到聚合原料D。在带搅拌的
高压反应釜内预先加入占总物料60wt%的二甲苯溶剂,之后缓慢加入聚合原料D,同时加入
占总物料质量1.0wt%的无水三氯化铝催化剂,令其在60℃下反应3小时,得到红棕色聚合
液。
上述聚合液以5wt%NaOH水溶液在90℃温度下碱洗脱除催化剂,然后以清水洗涤
至中性,得到浅黄色树脂液;上述树脂液先经70℃温度下常压蒸馏脱除C5溶剂,再于温度
240℃、压力-0.090MPa下减压精馏脱除C10溶剂及低聚物,即得到软化点为113℃,Gardner
色号为6#的C5/C10共聚石油树脂。
实施例3
将C10馏分A、C5馏分B及C5馏分C按质量比1∶4∶4混合得到聚合原料D。在带搅拌的
高压反应釜内预先加入占总物料60wt%的正己烷溶剂,之后缓慢加入聚合原料D,同时加入
占总物料质量1.5wt%的无水三氯化铝催化剂,令其在50℃下反应5小时,得到红棕色聚合
液。
上述聚合液以5wt%NaOH水溶液在70℃温度下碱洗脱除催化剂,然后以清水洗涤
至中性,得到浅黄色树脂液;上述树脂液先经70℃温度下常压蒸馏脱除C5溶剂,再于温度
220℃、压力-0.090MPa下减压精馏脱除C10溶剂及低聚物,即得到软化点为89℃,Gardner色
号为4#的C5/C10共聚石油树脂。