异戊橡胶催化体系专利分析

靳艳英，杨建勇

（国家知识产权局，北京，100000）

异戊橡胶催化体系专利分析

靳艳英，杨建勇

（国家知识产权局，北京，100000）

分析了异戊橡胶催化体系的专利申请趋势及专利布局，有助于本领域技术人员了解行业的发展动态。

1 前言

天然橡胶广泛应用于国防、汽车、航天、衣服、乳胶制品等各个工民用领域，是重要的战略资源。近年来，中国异戊橡胶工业化发展迅速，2010年4月，国内第一套异戊橡胶装置－茂名鲁华的1.5万吨/年稀土异戊橡胶投产；同年7月，青岛伊科思3万吨/年稀土异戊橡胶装置投产。2011年，我国异戊橡胶产量2.5万吨，进口量则由2010年的6.57万吨下降至2011年的4.96万吨。根据统计，截至2012年7月底，国内异戊橡胶产能达到9.5万吨/年，并有12万吨/年异戊橡胶在建。除此之外，燕山石化和吉林石化规划分别建设3万吨/年和5万吨/年稀土异戊橡胶装置。目前，除中国外，全球异戊橡胶只有6个国家实现工业化生产。其中，俄罗斯异戊橡胶产能47万吨/年，是第一大异戊橡胶生产国；美国、日本、罗马尼亚和荷兰异戊橡胶产能合计25.4万吨/年；南非产能只有4000吨/年。虽然中国异戊橡胶工业化时间较晚，但是技术并不落后，尤其是稀土异戊橡胶方面。市场未动，专利先行，对全球和中国异戊橡胶领域的专利申请进行分析，可以帮助企业和科研机构及时掌握该领域的研究方向和市场热点，学习欧美日等专利强国的专利申请策略，进一步推动中国异戊橡胶产业的发展。

催化体系的发展是异戊橡胶发展的基础，绿色、节能、环保是聚合方法发展的新趋势，本文将对异戊橡胶的催化体系技术进行系统的专利分析。

根据催化剂不同，异戊橡胶分为钛系、锂系和稀土三种体系，异戊橡胶的生产主要采用溶液聚合工艺，工业上具体采用的催化体系包括由氯化钛/烃基铝组成的Ziegler-Natta（简称钛系）催化剂、有机锂催化剂和稀土催化剂三种。与钛系异戊橡胶相比，稀土异戊橡胶的微观结构更加规整，且质量更均一，分子量更高，凝胶含量更低，同时具有较高的门尼黏度和较低的弹性恢复值等优点, 是未来一段时间顺式异戊橡胶的主流发展方向。目前，世界上大多数公司以生产钛系异戊橡胶为主，只有中国和俄罗斯的厂家生产稀土异戊橡胶，还有科腾公司生产锂系异戊橡胶。

二 数据来源

本文采用的专利文献数据来自国家知识产权局专利检索与服务系统，统计日期为以申请日为准，截至2010年12月31日。

三 专利申请趋势分析

1954年美国的富豪公司用Ziegler引发剂合成了顺-1,4含量达98%的钛系异戊橡胶；1955年费尔斯通公司用锂系引发剂合成了顺-1,4含量达92%的锂异戊橡胶；1963年美国联合碳化物公司的Von Dohlen申请了由三价稀土有机螯合物和含有卤素原子的化合物及烷基铝组成的催化体系聚合双烯烃的专利。与此同时，中科院长春应化所的沈之荃等人公开报道了二元稀土催化体系聚合丁二烯的结果，揭开了稀土元素用于双烯烃定向聚合的序幕，成功地开发了稀土异戊橡胶。相应地，1955-1965年间，开始出现异戊橡胶催化体系领域的专利申请，虽然申请量较少，而且主要集中于美国，但是代表了异戊橡胶催化体系领域的研究开始发展。

异戊二烯橡胶的大规模工业化生产始于20世纪60年代。美国Shell化学公司于1960年首先实现了用锂系引发剂合成聚异戊二烯的工业化生产，建成了世界上首套3.6万吨/年聚异戊二烯生产装置，得到低顺式异戊胶，商品名为Cariflex-IR。1962年，美国固特异公司建成了6.1万吨/年异戊橡胶生产线(引发剂为铝钛引发剂)，产品牌号为Natsyn。以后，荷兰、前苏联、意大利、法国、日本、罗马尼亚、南非和巴西等都相继实现了聚异戊二烯的工业化生产。这一时期异戊橡胶催化体系领域的专利申请量得到了突飞猛进的增长，如图1所示，从1965年开始，专利申请量有了明显的增长。自此开始，异戊橡胶催化体系领域的专利申请量整体上始终保持增长的趋势。

图1

四 专利申请地及申请人国籍分析

对全球专利申请数量排名前五位的国家进行申请目的地及流向分析，参见图2。

从主要的申请国来看，日本申请人除了在本国大量申请专利外，还在美国、欧洲专利局和德国申请了较大数量的专利，说明日本非常重视在本国以及美国和欧洲市场的专利保护，另外，日本在同为亚洲市场的中国和韩国也申请了一定量的专利。美国申请人除了在本国大量申请专利外，还在欧洲专利局、日本和德国申请了较大数量的专利，可见美国除了重视本国市场外，还非常重视欧洲市场，并且也没有放松对亚洲市场的技术输出。相对全球专利申请数量排名前两位的优势明显的日本和美国，德国比较重视在本国以及欧洲、美国和日本市场的专利布局，相对而言，在亚洲，特别是在中国和韩国的专利数量较少。

比较特殊的是，俄罗斯异戊橡胶产能47万吨/年，是第一大异戊橡胶生产国，作为异戊橡胶生产和出口大国的俄罗斯仅在本国申请了部分专利，并未在国外市场进行专利布局。同时，日本和美国等专利申请大国在俄罗斯也只有少量专利申请，而德国和中国则在俄罗斯没有进行异戊橡胶催化体系领域的专利申请，说明了俄罗斯的异戊橡胶自给率很高，无需依赖进口，在国外市场专利知识产权意识不强。

中国的申请主要集中在国内，虽然在日本、美国、德国和欧洲也拥有少量的申请，但是相比非常重视国外市场的日本、美国和德国等专利大国来说，无论在本国的申请量，还是在国外市场的申请量都存在较大的差距，说明中国在异戊橡胶领域的技术竞争力与日美欧等发达国家相比，目前还处于起步阶段。特别是中国的异戊橡胶的工业化生产自2010年才刚刚开始，现阶段还难以进入竞争激烈的日本和欧美等高端市场进行竞争。

图2

五 结论

中国申请人应当研究这些发达国家的专利技术，学习它们所采用的合理的专利申请技巧和专利保护策略。首先，中国申请人应当向日本和美国学习，通过大量的申请专利以保证在国内市场上的技术申请优势。其次，高效利用国外异戊橡胶生产技术是缩小与发达国家技术差距的捷径。中国的橡胶生产企业应及时进行专利分析，免费使用国外大量的已失效专利和虽未失效但未在中国申请的专利，从国外这些专利中进行技术借鉴，避免重复研究，高效利用研发资源。第三，橡胶生产企业和技术研究院所应积极合作，尽快将异戊橡胶催化体系的新技术转化为生产力。

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.