溶聚丁苯橡胶中国专利技术分析及展望

熊 瑜

（国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京 100070）

随着欧盟强制颁布的轮胎标签法对轮胎滚动阻力（节能）、抗湿滑性能（安全）、耐磨性能（寿命）和绿色环保的要求越来越高[1]，轮胎行业对原材料提出了更高的性能指标。其中，溶聚丁苯橡胶（SSBR）作为丁苯橡胶的一种，因其更高的线性度、更低的相对分子质量和更窄的相对分子质量分布，被公认为是高性能轮胎胎面胶的重要原材料[2]。SSBR是以丁二烯和苯乙烯为单体，在有机锂引发剂作用下、在脂肪烃类有机溶剂中通过阴离子聚合反应得到的一种共聚物[3-6]。SSBR具有优异的耐热性能、耐磨性能、耐龟裂性能、路面抓着性能以及在高温下长时间暴露的耐屈挠性能良好[1，7-11]，此外SSBR的分子链规整性、弹性和耐候性好以及永久变形小和滚动阻力低[12]，SSBR可广泛应用于轮胎（胎面）、胶管、输送带、鞋底和气垫床等橡胶制品领域[13]。

SSBR的研发工作始于20世纪50年代末期，美国的菲利普斯公司采用有机金属锂引发阴离子聚合，成功地合成了SSBR，并于20世纪60年代初由美国菲利普斯公司和费尔斯通公司率先实现了SSBR的工业化生产[14]。SSBR的聚合工艺有连续聚合（包括单釜串联工艺、多釜串联工艺和其他连续聚合工艺）和间歇聚合两大类[10]。其中，间歇聚合生产灵活性大，品种应变性强，是现阶段SSBR生产较为常用的工艺模式。目前，国外生产SSBR的主要企业有法国拜耳弹性体公司、西班牙戴纳索弹性体公司、美国固特异轮胎橡胶公司、日本合成橡胶公司和韩国锦湖石油化学公司等。我国生产SSBR的主要企业有采用中国石油化工集团有限公司（中国石化）自有技术的北京燕山石油化工有限公司和巴陵石油化工有限责任公司、采用意大利埃尼公司技术的中国石油天然气股份有限公司（中国石油）独山子石化分公司、采用日本旭化成公司连续聚合工艺技术的中国石化上海高桥石油化工有限公司、采用比利时菲纳公司技术的中国石化茂名分公司等。此外，近年来SSBR的改性主要包括分子链末端官能化改性和分子链链中接枝改性的研究也逐渐活跃。分子链末端官能化改性包括封端法[15-16]、官能化引发剂合成法[17-18]和偶联改性法[19-20]等，分子链链中接枝改性包括溶液接枝法[21-22]和熔融接枝法。

本工作从专利视角出发，针对SSBR技术在中国的专利申请态势，梳理、总结、分析相关重点专利。以SSBR技术相关专利为研究对象，揭示该领域的专利布局特点，旨在厘清相关领域核心技术的发展方向，为我国在SSBR领域的研发、生产以及专利的布局提供相应的参考。此外，从侧面揭示了我国SSBR技术发展的机遇与挑战。

1 数据来源及检索方法

本工作以合享（incopat）数据库为专利数据来源，以SSBR中国专利为数据分析对象，利用关键词构建检索式TIABC＝（溶聚丁苯橡胶or SSBR or苯乙烯-丁二烯橡胶），检索日期为2023年5月7日，对检索到的专利逐篇进行筛选，得到与技术主题相关的专利1 057篇。由于专利公开期限滞后问题，2022和2023年的部分已提交申请但还未公开的专利不在本次检索结果中。

2 中国区域专利申请状况分析

2.1 总体发展趋势分析

我国受理的SSBR技术专利数量的年度变化趋势如图1所示。

图1 我国受理的SSBR技术专利申请数量的年度变化趋势Fig.1 Annual trend of number of SSBR technology patent applications accepted in China

从图1可以看出，SSBR技术的中国相关专利最早出现在1993年，专利年度申请数量呈现上升趋势。具体来说，1993—2007年处于缓慢发展期，专利申请数量较少，年申请量不超过10件；2008—2014年处于发展期，年申请量从11件达到近50件，这段时期国外机构开始相继在我国进行专利布局，我国在相关产业的技术研究也日益增加；2015—2018年的申请量出现快速增长，尤其是2018年申请量达到了154件，这与国内企业和相关机构在SSBR技术研发和产业化布局方面的日趋活跃有关；不过，2019—2022年的申请数量有所下降，这可能与国内外大环境等因素有关。

2.2 中国区域专利申请来源国家分析

SSBR技术的中国专利申请来源国家构成如图2所示。

图2 SSBR技术的中国专利申请来源国家构成Fig.2 Composition of Chinese patent application source countries for SSBR technologies

从图2可以看出：在检索到的1 057件SSBR技术的中国申请专利中，国内相关企业、高校和研究机构申请了838件，占比79%；其余219件为其他国家或地区申请，占比21%，这些申请专利主要来源于美国、德国、日本、韩国和法国。由此可见，在SSBR技术领域，中国本土申请人的专利申请总数量占绝对优势，尤其是近年来布局密集。

SSBR技术的中国专利受理量居前5位的国家的年度分布如图3所示。

图3 SSBR技术的中国专利受理量居前5位的国家的年度分布Fig.3 Annual distribution of number of Chinese patent acceptances of top 5 countries for SSBR technologies

从图3可以看出，美国是较早进入该技术领域的国家，随后为中国，德国、日本和韩国相对较晚。其中，美国、德国、日本、韩国的专利申请数量始终保持稳定，增长较为缓慢；而中国自2009年起申请数量迅速增长，在2018年申请数量到达顶峰，随后一直维持相对较大的申请数量，且受理的相关专利集中在近10年。

2.3 中国区域专利申请地域分布分析

SSBR技术的中国专利在国内大陆地区的申请量分布（包括申请量大于10件的省市）如图4所示。

图4 SSBR技术的中国专利在大陆地区的申请量分布Fig.4 Distribution of number of Chinese patent applications for SSBR technologies in mainland China

从图4可以看出：北京的专利申请量最多，达到208件，其次是山东省的143件，再是浙江省的87件，这3个省市合计申请量438件，占大陆地区专利总量的52%；其后依次为江苏、广东、安徽、福建、辽宁、四川、上海、广西，这8个省市合计申请量占大陆地区专利总量的41%，剩余23个省市仅占7%。

由以上的分析可见，北京、山东和浙江已经成为我国SSBR技术研发的核心基地，江苏、广东、安徽、福建等省市也已经形成了我国SSBR技术研发的聚集区。

2.4 中国区域专利申请法律状态分析

国家知识产权局受理的SSBR技术的中国专利申请的法律状态如表1所示。

从表1可以看出，授权专利为355件，实质审查和公开专利共为266件。一般来说，专利法律状态信息可分为有效和失效两大类。利用专利存活率指标，即专利存活量/专利申请量比可衡量专利的整体质量情况。通过计算得出，专利存活率（专利授权率）为0.34。由此可知，我国SSBR技术的专利数量较多，有效专利占比相对较大，与近年来申请量的快速上升趋势相符合，一定程度上反映了我国SSBR技术的专利质量较高的特点。

2.5 专利技术领域分布

SSBR技术的中国专利申请数量居前15位的技术领域[基于国际专利分类（IPC）大组]如表2所示。

从表2可以看出，SSBR技术的中国专利主要集中在两个方面。（1）SSBR的合成与制备：主要包括SSBR的连续聚合（包括单釜串联工艺、多釜串联工艺和其他连续聚合工艺）和间歇聚合两大类技术，分类号有C08L9/06，C08L9/00，C08K3/22，C08K5/09等；（2）SSBR的开发与应用：主要包括SSBR在轮胎（胎面）、胶管、输送带、鞋底和气垫床等橡胶制品中的应用技术，分类号有C08L9/00，B60C1/00，C08K3/04，C08K3/36，C08K13/02，C08L7/00，C08L91/00，C08K13/04，C08L91/06，C08L15/00等。

2.6 重要专利申请人

SSBR技术的中国专利申请人及专利申请量如图5所示。

图5 SSBR技术的中国专利申请人及申请量Fig.5 Chinese patent applicants and number of Chinese patent applications for SSBR technologies

从图5可以看出,专利申请人9个来自于中国（中国石油、中国石化、中策橡胶集团股份有限公司、北京化工大学、安徽中意胶带有限责任公司、万力轮胎股份有限公司、四川远星橡胶有限责任公司、三角轮胎股份有限公司和北京诺维新材科技有限公司），1个来自于美国（固特异轮胎橡胶公司），1个来自于德国（大陆轮胎公司），1个来自于法国（米其林技术公司），2个来自于日本（横滨橡胶株式会社和住友橡胶工业株式会社）。从主要申请人的分布情况来看，专利申请数量较大的申请人均为企业，高校仅有1个，这表明SSBR技术的研究与产业化已经趋于成熟。

德国、法国、美国和日本4个国家的5家典型企业在全球主要国家和地区的SSBR技术专利申请情况如表3所示。

表3 SSBR技术的主要国外专利申请人及其在不同国家和地区的专利申请量Tab.3 Main foreign patent applicants and their number of patent applications in different countries for SSBR technologies

从表3分析得出，德国、法国、美国和日本申请人通常都会通过《专利合作条约》途径在全球进行系统的专利布局，并围绕核心技术进行多方面的外围专利布局。而我国在SSBR技术领域排名前列的申请人大多以国内申请为主，海外布局非常欠缺。此外，固特异轮胎橡胶公司、大陆轮胎公司、米其林技术公司、住友橡胶工业株式会社、横滨橡胶株式会社在我国的专利布局数量均超过在其他国家和地区，这侧面说明国外知名企业对中国市场前景的看好。

2.7 国 外重要专利申请人在我国的专利布局分析

SSBR技术的中国专利申请数量排名前10位的国外专利申请人的专利布局如表4所示。

表4 SSBR技术的中国专利申请量排名前10位的国外专利申请人的专利布局Tab.4 Patent layout of top 10 foreign patent applicants of Chinese patent applications for SSBR technologies

从表4可以看出，SSBR技术的中国专利主要申请人来自于美国、德国、法国、日本和韩国。其中，米其林技术公司、住友橡胶工业株式会社、莫门蒂夫性能材料股份有限公司、普利司通株式会社、德国德固赛股份公司等在增强和增韧改性等领域有所布局；固特异轮胎橡胶公司、大陆轮胎公司、米其林技术公司、横滨橡胶株式会社、莫门蒂夫性能材料股份有限公司、韩国轮胎株式会社、普利司通株式会社、韩国轮胎与科技株式会社等在功能改性、交联改性、接枝改性和硫化改性等领域有较为全面的布局；除了莫门蒂夫性能材料股份有限公司外，其余9家企业在轮胎胎面、充气轮胎、工业软管、粘合剂等领域做了大量的布局。

3 结论

（1）SSBR技术专利申请数量在1993—2007年处于缓慢发展期，2008—2014年处于发展期，2015—2018年处于快速发展期，2019—2022年处于稳定发展期。

（2）SSBR技术专利申请主要集中在增强和增韧、交联和硫化改性、接枝改性以及橡胶制品的开发。

（3）SSBR技术在国外的开发已相对成熟，而在我国则仍处于合成研发与应用大规模推进阶段。

综上所述，我国SSBR技术正在合成研发与应用大规模推进阶段，具有广阔的应用前景，而我国又面临着核心专利掌握在国外企业手中、在海外专利布局缺乏等问题。因此，下阶段我国需加强SSBR技术的核心专利申请，同时推动海外的专利布局。