靳艷英，楊建勇

（國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，北京，100000）

異戊橡膠催化體系專利分析

靳艷英，楊建勇

（國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，北京，100000）

分析了異戊橡膠催化體系的專利申請趨勢及專利布局，有助于本領(lǐng)域技術(shù)人員了解行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)。

1 前言

天然橡膠廣泛應(yīng)用于國防、汽車、航天、衣服、乳膠制品等各個(gè)工民用領(lǐng)域，是重要的戰(zhàn)略資源。近年來，中國異戊橡膠工業(yè)化發(fā)展迅速，2010年4月，國內(nèi)第一套異戊橡膠裝置－茂名魯華的1.5萬噸/年稀土異戊橡膠投產(chǎn)；同年7月，青島伊科思3萬噸/年稀土異戊橡膠裝置投產(chǎn)。2011年，我國異戊橡膠產(chǎn)量2.5萬噸，進(jìn)口量則由2010年的6.57萬噸下降至2011年的4.96萬噸。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2012年7月底，國內(nèi)異戊橡膠產(chǎn)能達(dá)到9.5萬噸/年，并有12萬噸/年異戊橡膠在建。除此之外，燕山石化和吉林石化規(guī)劃分別建設(shè)3萬噸/年和5萬噸/年稀土異戊橡膠裝置。目前，除中國外，全球異戊橡膠只有6個(gè)國家實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。其中，俄羅斯異戊橡膠產(chǎn)能47萬噸/年，是第一大異戊橡膠生產(chǎn)國；美國、日本、羅馬尼亞和荷蘭異戊橡膠產(chǎn)能合計(jì)25.4萬噸/年；南非產(chǎn)能只有4000噸/年。雖然中國異戊橡膠工業(yè)化時(shí)間較晚，但是技術(shù)并不落后，尤其是稀土異戊橡膠方面。市場未動(dòng)，專利先行，對全球和中國異戊橡膠領(lǐng)域的專利申請進(jìn)行分析，可以幫助企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)及時(shí)掌握該領(lǐng)域的研究方向和市場熱點(diǎn)，學(xué)習(xí)歐美日等專利強(qiáng)國的專利申請策略，進(jìn)一步推動(dòng)中國異戊橡膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

催化體系的發(fā)展是異戊橡膠發(fā)展的基礎(chǔ)，綠色、節(jié)能、環(huán)保是聚合方法發(fā)展的新趨勢，本文將對異戊橡膠的催化體系技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的專利分析。

根據(jù)催化劑不同，異戊橡膠分為鈦系、鋰系和稀土三種體系，異戊橡膠的生產(chǎn)主要采用溶液聚合工藝，工業(yè)上具體采用的催化體系包括由氯化鈦/烴基鋁組成的Ziegler-Natta（簡稱鈦系）催化劑、有機(jī)鋰催化劑和稀土催化劑三種。與鈦系異戊橡膠相比，稀土異戊橡膠的微觀結(jié)構(gòu)更加規(guī)整，且質(zhì)量更均一，分子量更高，凝膠含量更低，同時(shí)具有較高的門尼黏度和較低的彈性恢復(fù)值等優(yōu)點(diǎn), 是未來一段時(shí)間順式異戊橡膠的主流發(fā)展方向。目前，世界上大多數(shù)公司以生產(chǎn)鈦系異戊橡膠為主，只有中國和俄羅斯的廠家生產(chǎn)稀土異戊橡膠，還有科騰公司生產(chǎn)鋰系異戊橡膠。

二 數(shù)據(jù)來源

本文采用的專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)來自國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利檢索與服務(wù)系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)日期為以申請日為準(zhǔn)，截至2010年12月31日。

三 專利申請趨勢分析

1954年美國的富豪公司用Ziegler引發(fā)劑合成了順-1,4含量達(dá)98%的鈦系異戊橡膠；1955年費(fèi)爾斯通公司用鋰系引發(fā)劑合成了順-1,4含量達(dá)92%的鋰異戊橡膠；1963年美國聯(lián)合碳化物公司的Von Dohlen申請了由三價(jià)稀土有機(jī)螯合物和含有鹵素原子的化合物及烷基鋁組成的催化體系聚合雙烯烴的專利。與此同時(shí)，中科院長春應(yīng)化所的沈之荃等人公開報(bào)道了二元稀土催化體系聚合丁二烯的結(jié)果，揭開了稀土元素用于雙烯烴定向聚合的序幕，成功地開發(fā)了稀土異戊橡膠。相應(yīng)地，1955-1965年間，開始出現(xiàn)異戊橡膠催化體系領(lǐng)域的專利申請，雖然申請量較少，而且主要集中于美國，但是代表了異戊橡膠催化體系領(lǐng)域的研究開始發(fā)展。

異戊二烯橡膠的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)始于20世紀(jì)60年代。美國Shell化學(xué)公司于1960年首先實(shí)現(xiàn)了用鋰系引發(fā)劑合成聚異戊二烯的工業(yè)化生產(chǎn)，建成了世界上首套3.6萬噸/年聚異戊二烯生產(chǎn)裝置，得到低順式異戊膠，商品名為Cariflex-IR。1962年，美國固特異公司建成了6.1萬噸/年異戊橡膠生產(chǎn)線(引發(fā)劑為鋁鈦引發(fā)劑)，產(chǎn)品牌號(hào)為Natsyn。以后，荷蘭、前蘇聯(lián)、意大利、法國、日本、羅馬尼亞、南非和巴西等都相繼實(shí)現(xiàn)了聚異戊二烯的工業(yè)化生產(chǎn)。這一時(shí)期異戊橡膠催化體系領(lǐng)域的專利申請量得到了突飛猛進(jìn)的增長，如圖1所示，從1965年開始，專利申請量有了明顯的增長。自此開始，異戊橡膠催化體系領(lǐng)域的專利申請量整體上始終保持增長的趨勢。

圖1

四 專利申請地及申請人國籍分析

對全球?qū)＠暾垟?shù)量排名前五位的國家進(jìn)行申請目的地及流向分析，參見圖2。

從主要的申請國來看，日本申請人除了在本國大量申請專利外，還在美國、歐洲專利局和德國申請了較大數(shù)量的專利，說明日本非常重視在本國以及美國和歐洲市場的專利保護(hù)，另外，日本在同為亞洲市場的中國和韓國也申請了一定量的專利。美國申請人除了在本國大量申請專利外，還在歐洲專利局、日本和德國申請了較大數(shù)量的專利，可見美國除了重視本國市場外，還非常重視歐洲市場，并且也沒有放松對亞洲市場的技術(shù)輸出。相對全球?qū)＠暾垟?shù)量排名前兩位的優(yōu)勢明顯的日本和美國，德國比較重視在本國以及歐洲、美國和日本市場的專利布局，相對而言，在亞洲，特別是在中國和韓國的專利數(shù)量較少。

比較特殊的是，俄羅斯異戊橡膠產(chǎn)能47萬噸/年，是第一大異戊橡膠生產(chǎn)國，作為異戊橡膠生產(chǎn)和出口大國的俄羅斯僅在本國申請了部分專利，并未在國外市場進(jìn)行專利布局。同時(shí)，日本和美國等專利申請大國在俄羅斯也只有少量專利申請，而德國和中國則在俄羅斯沒有進(jìn)行異戊橡膠催化體系領(lǐng)域的專利申請，說明了俄羅斯的異戊橡膠自給率很高，無需依賴進(jìn)口，在國外市場專利知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)不強(qiáng)。

中國的申請主要集中在國內(nèi)，雖然在日本、美國、德國和歐洲也擁有少量的申請，但是相比非常重視國外市場的日本、美國和德國等專利大國來說，無論在本國的申請量，還是在國外市場的申請量都存在較大的差距，說明中國在異戊橡膠領(lǐng)域的技術(shù)競爭力與日美歐等發(fā)達(dá)國家相比，目前還處于起步階段。特別是中國的異戊橡膠的工業(yè)化生產(chǎn)自2010年才剛剛開始，現(xiàn)階段還難以進(jìn)入競爭激烈的日本和歐美等高端市場進(jìn)行競爭。

圖2

五 結(jié)論

中國申請人應(yīng)當(dāng)研究這些發(fā)達(dá)國家的專利技術(shù)，學(xué)習(xí)它們所采用的合理的專利申請技巧和專利保護(hù)策略。首先，中國申請人應(yīng)當(dāng)向日本和美國學(xué)習(xí)，通過大量的申請專利以保證在國內(nèi)市場上的技術(shù)申請優(yōu)勢。其次，高效利用國外異戊橡膠生產(chǎn)技術(shù)是縮小與發(fā)達(dá)國家技術(shù)差距的捷徑。中國的橡膠生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行專利分析，免費(fèi)使用國外大量的已失效專利和雖未失效但未在中國申請的專利，從國外這些專利中進(jìn)行技術(shù)借鑒，避免重復(fù)研究，高效利用研發(fā)資源。第三，橡膠生產(chǎn)企業(yè)和技術(shù)研究院所應(yīng)積極合作，盡快將異戊橡膠催化體系的新技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。

Analysis on patent application about catalyst system for isoprene rubber

Jin Yanying ,Yang Jianyong(also the first auther)
(State Intellectual Property Office of the People’s Republic of China，Beijing,100000)

Analysed the patent application on the catalyst system for isoprene rubber, to help the reserchers to know the development of the technology.