聚氨酯相關(guān)專利統(tǒng)計(jì)分析

夏侯國論

(廣州城市職業(yè)學(xué)院 科研處， 廣東 廣州 510405)

聚氨酯具有黏結(jié)性好、耐磨、抗撕裂、抗曲撓性好，便于加工，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，可制成聚氨酯泡沫塑料、涂料、彈性體、黏合劑、合成革、纖維、防水材料等，被廣泛地應(yīng)用于運(yùn)輸、水利、國防、航天、印刷、家電、醫(yī)療、機(jī)械、建材、紡織、冶金、體育、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，是一種多功能的聚合物材料[1]。聚氨酯的工業(yè)化始于德國，拜耳公司于1941年開始生產(chǎn)硬泡、涂料和粘合劑等聚氨酯產(chǎn)品，美國、日本等國家也緊隨其后開始發(fā)展聚氨酯工業(yè)。中國聚氨酯工業(yè)開展較晚，于70年代末開始大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用[2]。

隨著各國對聚氨酯工業(yè)的重視，聚氨酯相關(guān)的專利不斷增加。專利是技術(shù)信息最為有效的載體，專利的申請情況可反映相應(yīng)領(lǐng)域的科研創(chuàng)新能力[3]。本研究對涉及聚氨酯領(lǐng)域的專利信息進(jìn)行了檢索和統(tǒng)計(jì)，分析了聚氨酯相關(guān)專利技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，為有關(guān)人員全面了解聚氨酯行業(yè)的技術(shù)發(fā)展情況提供參考。

一、聚氨酯專利歷年申請趨勢分析

本研究采用的數(shù)據(jù)來自佰騰網(wǎng)(https://www.baiten.cn)，搜索關(guān)鍵詞為：聚氨酯，時間范圍從1983年1月到2020年8月。如圖1所示：1983年至2001年聚氨酯相關(guān)專利數(shù)量增長緩慢，自2002年起增長較快，數(shù)量突破1000件，2005年突破2000件，此后專利申請數(shù)量快速增長，直至2018年到達(dá)頂峰30628件，2019年有所回落。2020年1—8月僅4134件，雖然不是全年的數(shù)據(jù)，但是可以預(yù)計(jì)2020年的數(shù)量會加速回落。近兩年專利量的急劇減少，說明聚氨酯技術(shù)發(fā)展已趨于成熟，技術(shù)創(chuàng)新空間萎縮。此外，2019年1月國家知識產(chǎn)權(quán)局提出強(qiáng)化知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域綜合監(jiān)管，嚴(yán)厲打擊非正常專利申請行為。這一政策出臺后，各類中國專利的申請數(shù)量都有所減少，聚氨酯相關(guān)的專利也不例外。

二、聚氨酯專利的類型分析

圖2為近20年與聚氨酯相關(guān)的中國專利類型變化，從圖2中可見聚氨酯專利類型主要為發(fā)明專利和實(shí)用新型專利。外觀專利很少，除了2010年有118件，其余年份均少于100件。從圖2中還可發(fā)現(xiàn)：聚氨酯相關(guān)的發(fā)明專利申請量增長很快，但是到2019年申請量突然降低。聚氨酯相關(guān)的授權(quán)發(fā)明專利量在2015年前平穩(wěn)增長，在2015年后獲得授權(quán)的發(fā)明專利量開始減少，并且在2017年后驟降。而與聚氨酯相關(guān)的實(shí)用新型專利量呈現(xiàn)穩(wěn)步上升趨勢，在2015年之前數(shù)量少于授權(quán)的發(fā)明專利數(shù)量，2015年之后開始大幅度超越授權(quán)的發(fā)明專利數(shù)量，即便到了2019年也沒有如同發(fā)明專利一樣下降，而是微增13件。近五年來聚氨酯相關(guān)的實(shí)用新型專利量超越了授權(quán)發(fā)明專利量，說明聚氨酯相關(guān)技術(shù)越來越傾向于應(yīng)用方向，這有利于國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但也說明聚氨酯材料的基礎(chǔ)理論創(chuàng)新已到達(dá)瓶頸。

圖1 歷年聚氨酯專利申請量趨勢

圖2 2000—2019年中國聚氨酯相關(guān)專利的類型

三、聚氨酯專利技術(shù)分類統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)IPC分類，聚氨酯相關(guān)專利主要集中在以下領(lǐng)域(如圖3)：C部(化學(xué)、冶金)，B部(作業(yè)、運(yùn)輸)，A部(人類生活必需)和E部(固定建筑物)。主要涉及到如下大類(如圖4)：C08(有機(jī)高分子化合物、其制備或化學(xué)加工、以其為基料的組合物)，C09(染料、涂料、拋光劑、天然樹脂、黏合劑、其他類目不包含的組合物、其他類目不包含的材料的應(yīng)用)，B32(層狀產(chǎn)品)，H01(基本電氣元件)，E04(建筑物)，A61(醫(yī)學(xué)或獸醫(yī)學(xué)，衛(wèi)生學(xué))。其中C08和C09占了大多數(shù)，說明聚氨酯相關(guān)專利主要集中在新型聚氨酯的制備或加工，在涂料、黏合劑等方面有較多的應(yīng)用。

圖5為近20年聚氨酯相關(guān)專利的技術(shù)分類變化趨勢。由圖5可知，在2016年之前，專利量前三位分別為C部(化學(xué)、冶金)，B部(作業(yè)、運(yùn)輸)，A部(人類生活必需)。2016年起，E部(固定建筑物)的專利量超越了A部(人類生活必需)的專利量。這說明聚氨酯近幾年在建筑方面的應(yīng)用有較大的創(chuàng)新。

圖3 聚氨酯相關(guān)專利的IPC分類(部)

圖4 聚氨酯相關(guān)專利的IPC分類(大類)

圖5 2000—2019年聚氨酯相關(guān)專利技術(shù)分類變化趨勢

四、聚氨酯專利申請人分析

聚氨酯相關(guān)的專利量排前20位的申請人如圖6所示，國內(nèi)有9所高校，依次為：華南理工大學(xué)、東華大學(xué)、四川大學(xué)、北京化工大學(xué)、浙江大學(xué)、陜西科技大學(xué)、江南大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)；國內(nèi)還有6個公司，依次為：中國石油化工股份有限公司、國家電網(wǎng)公司、河北晨陽工貿(mào)集團(tuán)有限公司、比亞迪股份有限公司、萬華化學(xué)集團(tuán)有限公司、成都新柯力化工科技有限公司；國外有5個公司，依次為：德國巴斯夫歐洲公司、美國3M創(chuàng)新有限公司、德國拜爾材料科學(xué)股份公司、美國納慕爾杜邦公司、美國陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司。國內(nèi)的聚氨酯專利以高校為主，排名3-5位的都是高校。高校的專利轉(zhuǎn)化率不高，難以切實(shí)推動聚氨酯產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。因此，中國國內(nèi)申請人的研發(fā)和生產(chǎn)的結(jié)合尚有一定程度的脫節(jié)[4]，產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化相對國外還有一定差距。企業(yè)的專利轉(zhuǎn)化率較高，應(yīng)用性強(qiáng)，企業(yè)的專利量更能說明相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新程度。國外的5個公司都是知名大企業(yè)，其中巴斯夫歐洲公司和3M創(chuàng)新有限公司分別位居第一和第二，專利量遠(yuǎn)超第三位華南理工大學(xué)。這表明在聚氨酯領(lǐng)域，外企擁有較多的高新技術(shù)。中國聚氨酯行業(yè)在國際市場上雖然具有較強(qiáng)的競爭能力，但是存在產(chǎn)能過剩、產(chǎn)品技術(shù)含量低等問題，聚氨酯高端市場由國外企業(yè)主導(dǎo)。

從專利的法律狀態(tài)來看(如圖6)，多數(shù)申請人都在繼續(xù)申請聚氨酯相關(guān)的專利。其中河北晨陽工貿(mào)集團(tuán)有限公司在審的專利最多，國內(nèi)老牌聚氨酯公司萬華化學(xué)集團(tuán)有限公司在審的專利多，無權(quán)的專利幾乎沒有。說明這兩家企業(yè)在加速聚氨酯相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)。德國拜爾材料科學(xué)股份公司沒有在審的聚氨酯專利，主要是因?yàn)閺?015年9月開始，拜爾集團(tuán)的聚氨酯業(yè)務(wù)剝離到科思創(chuàng)(Covestro)公司。美國納慕爾杜邦公司在審的量很少，說明其在壓縮聚氨酯相關(guān)業(yè)務(wù)。

圖6 申請人專利量排行及法律狀態(tài)

表1為近10年聚氨酯相關(guān)專利排名前10位的申請人專利量趨勢對比，總的來說國內(nèi)高校和企業(yè)的聚氨酯相關(guān)的專利量增長勢頭強(qiáng)勁，而外企增長平穩(wěn)，其中三個外企的2019年專利量均為0件。這說明近10年來，中國聚氨酯行業(yè)處于快速發(fā)展的階段，國內(nèi)研發(fā)投入不斷加大，預(yù)計(jì)未來幾年將打入國際高端市場，搶占國外企業(yè)的市場份額。

五、聚氨酯專利的產(chǎn)出區(qū)域分布

本研究共搜索到202304件專利，以中國專利為主，還包括美國專利9721件，日本專利5759件，德國專利4865件。由于本文數(shù)據(jù)來源網(wǎng)站的國外專利數(shù)據(jù)庫沒有其國內(nèi)數(shù)據(jù)庫齊全，且年限從1983年開始，故搜索到的國外專利數(shù)目有一定局限性。美國、德國和日本的聚氨酯工業(yè)發(fā)展較早，研發(fā)力量雄厚，擁有先進(jìn)的聚氨酯技術(shù)。中國起步晚，但近10余年來在聚氨酯領(lǐng)域的研發(fā)投入增加，發(fā)展迅猛。從搜索到的數(shù)據(jù)中可以看出，在聚氨酯領(lǐng)域，中國的專利量遙遙領(lǐng)先，這與中國是世界上最大的聚氨酯原材料生產(chǎn)基地和聚氨酯制品最大的生產(chǎn)消費(fèi)市場相匹配。

表1 2010—2019年聚氨酯專利排名前10位申請人專利量

聚氨酯相關(guān)專利在世界范圍內(nèi)的產(chǎn)出國家比較集中，在中國國內(nèi)的產(chǎn)出區(qū)域也是分布不均衡。圖7為2019年各省市的聚氨酯專利量，排名前三位的分別是江蘇省、廣東省和浙江省，排名后三位的分別是寧夏回族自治區(qū)、青海省和西藏自治區(qū)。各地區(qū)專利件數(shù)差距極大，排在前面的幾千件，排在后面的幾十件，甚至5件。

圖8為近5年排名前十位的省市的聚氨酯相關(guān)發(fā)明專利的授權(quán)量。排名前三位的依次是江蘇省、廣東省和浙江省。從圖8可見，江蘇省、廣東省、浙江省、安徽省近幾年的聚氨酯專利授權(quán)量增長明顯，但是在2019年出現(xiàn)回落。同比，山東省、上海市、福建省雖然增速不快，但是在2019年繼續(xù)保持增長。預(yù)計(jì)在未來幾年，江蘇省在聚氨酯領(lǐng)域會繼續(xù)保持全國領(lǐng)先，而山東省、上海市、福建省的排名會前移。

圖7 2019年各省市聚氨酯專利申請量

圖8 2015—2019年排名前十位的省市聚氨酯發(fā)明專利授權(quán)量

六、結(jié)語

聚氨酯自上世紀(jì)30年代被發(fā)明以來，已經(jīng)發(fā)展了80余年，技術(shù)漸趨成熟。近幾年來各國在聚氨酯領(lǐng)域的發(fā)明專利增速放緩，實(shí)用新型專利增速加快。新型聚氨酯的制備、聚氨酯類涂料和黏合劑是研究重點(diǎn)，其在固定建筑物方面的技術(shù)創(chuàng)新明顯加速。聚氨酯相關(guān)專利的中國發(fā)明人以高校為主，科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化率較低。建議高校與企業(yè)應(yīng)主動加強(qiáng)合作，聯(lián)合設(shè)立研究開發(fā)機(jī)構(gòu)，共同推進(jìn)中國聚氨酯產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，掌握核心技術(shù)，步入高端市場。中國國內(nèi)的聚氨酯專利產(chǎn)出區(qū)域主要集中在江蘇省、廣東省和浙江省等幾個沿海省市，聚氨酯產(chǎn)業(yè)也聚集在這些區(qū)域。在未來，聚氨酯研發(fā)大省要加強(qiáng)基礎(chǔ)性研究，帶領(lǐng)中國的聚氨酯行業(yè)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展時代。在技術(shù)升級的同時，逐步淘汰低端企業(yè)，減小聚氨酯這一化工行業(yè)在安全和環(huán)保方面的風(fēng)險。