玄武岩纤维复合材料中国专利态势分析

贾立娜 王科

玄武岩纤维是以天然玄武岩经高温熔融后拉制而成的无机非金属纤维，具有强度高、电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。玄武岩纤维在生产中产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后对环境友好，无任何危害，因此属于绿色、环保材料[1]。我国于2002年将“玄武岩连续纤维及其复合材料”列为国家“863”计划，并于2005年通过自主创新掌握了全电熔的连续玄武岩纤维生产技术。在政策支持下，经过十多年的发展，目前，我国连续玄武岩纤维的总产量已经超过了国外产量的总和[2]。

基于玄武岩来源广泛，资源丰富，绿色环保和良好的化学稳定性以及优异的力学强度、抗拉伸能力、隔音隔热等物理性能，玄武岩纤维可用于制备各种复合材料，具有广泛的应用潜能。目前，含有玄武岩纤维的混凝土复合材料、沥青混合料、增强树脂基复合材料、金属/合金复合材料、以及与其他纤维的复合材料等在国防军工、航空航天、消防、环保、车船制造、石油化工、电力电子、体育、医疗以及土木工程等领域应用愈加广泛[3]。

本文以中国玄武岩纤维复合材料的专利数据为研究样本，通过分析该领域中国专利申请趋势，技术来源、技术构成及主要创新主体情况，对中国玄武岩纤维复合材料专利布局情况有所了解，尤其对高校和科研院所在玄武岩纤维复合材料领域专利申请进行分析，从专利角度解读中国玄武岩纤维复合材料的发展现状，为中国玄武岩纤维复合材料领域的技术合作、技术转化提供参考。

1 专利申请概况

截至2021年11月，已公开的玄武岩纤维复合材料领域中国专利申请量有近5 000件，其中以发明专利为主，发明专利占比81.6%（见图1）。

从专利申请量增长情况看，1987—2004年之间，中国玄武岩纤维复合材料领域的专利申请量较低，该阶段专利申请量仅占中国玄武岩纤维复合材料领域专利申请量的0.2%。1987年和1989年各有1件中国专利公开了将玄武岩纤维与尼龙材料复合成型用于机械零件制造，以及将玄武岩纤维与聚丙烯腈纤维复合用于车船摩擦片的技术，但之后十多年均再没有玄武岩纤维复合材料领域专利提交申请。直到2000年后，才又开始有零星玄武岩纤维复合材料领域专利出现。

2005—2010年，玄武岩纤维复合材料领域中国专利申请累计200余件，玄武岩纤维复合材料专利申请进入缓慢发展期。2005年，我国自主研发了全电熔连续玄武岩纤维生产技术，从此，玄武岩纤维在我国实现产业化，其复合材料也开始逐渐发展起来。这一时期，东南大学、武汉理工大学、上海博格工业用布有限公司、深圳市海川实业股份有限公司等在玄武岩纤维复合材料领域有较多研发活动。

2011年后，玄武岩纤维复合材料领域的中国专利申请量每年超过100件，年均增长率达37%，步入快速发展阶段，这一阶段专利申请量占玄武岩纤维复合材料领域总体专利的95.4%（见图1）。近3年来虽然专利申请年增长率有所降低，但年专利申请量仍处于高位，维持在每年700件左右。

2 专利技术构成情况

从专利申请的国际专利分类号（IPC）看玄武岩纤维复合材料的技术构成，有11个IPC分类号的专利占比超过4%（见图2）。其中IPC为C04的玄武岩复合材料（涉及水泥、混凝土、人造石、陶瓷、耐火材料，主要为混凝土复合材料和沥青混合料）专利申请最多，占比达到29.1%；而IPC为C08的玄武岩复合材料（涉及有机高分子化合物、其制备或化学加工、以其为基料的组合物，主要为增强树脂基复合材料）专利申请也较多，占比达25.8%。除此以外，玄武岩纤维复合材料专利还有较多涉及层状产品、建筑物、塑料加工、道路/铁路/桥梁用复合材料、染料/涂料/粘合剂、工程原件或部件（绝热）、基本电气元件等技术。

3 专利技术来源地情况

玄武岩纤维复合材料领域中国专利主要由本土申请人所申请，本土申请人所申请的专利占比高达99.1%。国外来华专利仅有46件，占比仅为0.9%，其中美国、法国、瑞士等国家有少量申请人在中国布局玄武岩纤维复合材料领域专利。

按照省份排名来看，江苏省、安徽省和四川省是中国玄武岩纤维复合材料领域专利申请排名前3位的省份，专利申请占比均超过中国总体专利申请的10%，与其他省份相比具有较大地域优势（见图3）。来自江苏省的东南大学、扬州大学、河海大学等，来自安徽省的安徽梦谷纤维材料科技有限公司、安徽江淮汽车集团股份有限公司、安徽省皖捷液压科技有限公司，来自四川省的四川航天五源复合材料有限公司、四川力智久创知识产权运营有限公司、德阳力久云智知识产权运营有限公司、四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司在玄武岩纤维复合材料领域积极研发并实施专利布局策略。

按照城市排名来看，成都市、北京市和南京市位列前3，来自成都市的四川航天五源复合材料有限公司、四川力智久创知识产权运营有限公司、四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司，来自北京市的北京工业大学、北京航空航天大学，来自南京市的东南大学、河海大学、江苏绿材谷新材料科技发展有限公司在玄武岩纤维复合材料领域积极探索并实施专利布局策略。

4 专利技术创新主体情况

企业是玄武岩纤维复合材料领域最主要的创新主体（见图4），企业专利申请量占比近70%，显示出我国玄武岩纤维复合材料领域产业化程度较高。除企业外，大专院校在玄武岩纤维复合材料领域的创新活跃度也较高，是该领域较为重要的研发力量。相对而言，科研院所在玄武岩纤维复合材料领域的创新活动并不活跃，专利申请量较低。

中国玄武岩纤维复合材料专利申请的TOP20申请人全部为本土申请人（见表1），其中企業有12家，其余8家为高校。显示出中国玄武岩纤维复合材料领域有较多企业具有突出的技术研发和产业转化能力。从地域上看，TOP20申请人中有6家为四川省企业，显示出四川省在玄武岩纤维复合材料领域具有最突出的龙头企业引导优势。

四川航天五源复合材料有限公司以其126件的专利申请量位居第一位，远超位居其后的东南大学、四川力智久创知识产权运营有限公司等申请人，其自2011年其就积极在玄武岩纤维复合材料领域进行研发并申请专利，至今仍保有突出的技术研发实力和专利布局意识。

从各主要专利申请人的技术活跃期看，大部分TOP20申请人目前仍在玄武岩纤维复合材料领域保持一定技术研发和专利布局活动。其中东南大学、扬州大学、西安建筑科技大学、四川炬原玄武岩纤维科技有限公司、吉林大学近3年专利申请量均超过10件，是近年来在玄武岩纤维复合材料领域技术研发和专利布局较为突出的创新主体。

4 高校和科研院所专利申请情况

虽然我国玄武岩纤维复合材料领域产业化已经较为成熟，部分企业研发水平较高，但高校和科研院所仍是我国科技创新的重要主体，拥有非常强的科研能力，是知识产权产出和转化的重要力量。我国玄武岩纤维复合材料领域专利中有近20%的专利申请掌握在高校和科研院所手中。因此加强企业和高校/科研院所的产学研合作，能够提高玄武岩纤维复合材料领域技术创新效率，加快技术产业化进程。本部分对我国玄武岩纤维复合材料领域高校和科研院所专利申请情况进行分析，为企业和技术合作和专利运营提供科学参考。

中国高校/科研院所在玄武岩纤维复合材料领域专利申请数量最多的TOP10申请人中，东南大学、扬州大学和西安建筑科技大学位居前3位，专利申请量均超过30件，目前有效/在审专利数量也均超过20件，拥有较强的技术研发实力和专利运营基础（见表2）。从技术方向看，大部分TOP10申请人的技术方向集中在沥青混合料、混凝土、树脂基复合材料方向，此外东南大学、武汉理工大学和北京工业大学在金属复合材料领域，吉林大学在陶瓷复合材料领域也有一定技术优势和专利储备。

我国高校/科研院所在玄武岩纤维复合材料领域的技术合作实施情况较好，合作专利申请占比达16.3%，而中国整体合作专利占比仅为7.7%（见图5），显示出中国高校/科研院所在玄武岩纤维复合材料领域具有较好的技术合作经验和基础。

玄武岩纤维复合材料领域的专利合作申请TOP10中国高校/科研院所中，东南大学、河南交通职业技术学院表现突出，合作专利申请数量在10件以上（见表3），拥有较多技术合作研发经验。其中东南大学所申请的共66件专利中，有16件为合作研发所得，技术合作经验丰富。东南大学在玄武岩纤维复合材料领域的合作对象并不固定，其在该领域有16位合作者（部分专利由2位以上申请人共同申请），合作者中主要为企业，部分为高校和科研院所。合作次数最多的是与浙江石金玄武岩纤维有限公司合作申请了3件专利，此外，其与北京特希达技术研发有限公司和江苏绿材谷新材料科技发展有限公司也合作申请了2件专利。河南交通职业技术学院的13件专利全部为合作申请，合作对象则主要为河南交院工程技术有限公司，为该学院的技术转化关联公司，合作申请专利的主要目的是便于专利技术转移转化。

我国高校/科研院所在玄武岩纤维复合材料领域的专利运营情况并不理想，专利运营占比仅为5.2%，而中国整体的专利运营占比则达9.2%（见图6），显示出我国企业在玄武岩纤维复合材料领域的專利运营较为活跃，而高校/科研院所在该领域的专利运营具有较大上升空间。从专利运营类型来看，中国整体玄武岩纤维复合材料领域的专利运营主要以专利权转移为主，专利权质押和专利实施许可占比均较小。而高校/科研院所在各类专利运营中占比均低于中国整体，代表技术转移转化指标的专利权转移和专利实施许可占比分别仅为4.7%和0.4%。因此，在玄武岩纤维复合材料领域，我国高校/科研院所应着力提高专利权转移和实施许可比率，提高玄武岩纤维复合材料的技术转移转化水平。

6 结语

2011年以后，我国在玄武岩纤维复合材料领域的专利申请处于稳定上升状态，本土企业成为技术创新的主要力量，已经形成较为成熟的产业化发展态势，国外创新主体在该领域的专利布局较少，外部竞争压力较小。江苏省、安徽省和四川省在该产业的区域优势明显，尤其四川省拥有较多在玄武岩纤维复合材料领域专利申请数量突出的企业，具有明显的龙头企业引导优势。

我国高校和科研院所在玄武岩纤维复合材料领域并未发挥出应有的技术研发优势力量，专利申请数量并不突出，与企业间的技术合作以及专利技术转移转化率均有较大提升空间。玄武岩纤维复合材料领域企业除挖掘自身研发能力外，可以分析各高校/科研院所专利布局特点，有针对性的与高校/科研院所接洽，通过合作研发、购买专利权或获得专利实施许可的方式来提高研发效率，节约研发成本，同时促进高校/科研院所的技术转移转化，形成双赢。

10.19599/j.issn.1008-892x.2022.01.004

参考文献

[1] 王子焱，钟昊天，贾钰，等.连续玄武岩纤维生产与制品开发现状分析[J].矿产保护与利用，2020，6（3）：161—178.

[2] 胡显奇.玄武岩纤维：拥有完全自主产权的战略性创新材料[J].中国战略新兴产业，2015，1（11）：63—65.

[3] 林希宁，张凤林，周玉梅.玄武岩纤维及其复合材料的研究进展[J].玻璃纤维，2013（2）：39—44.