基于专利情报的中国工程塑料技术发展分析

【摘" 要】工程塑料由于具备良好的物理和化学性能，得到了广泛的研究和应用。论文通过解读中国工程塑料领域的技术专利申请及布局状况、对比分析国内外龙头企业的专利布局策略，以供国内相关创新主体进行研发和专利布局借鉴参考。

【关键词】工程塑料；专利情报；专利分析；专利布局

【中图分类号】F273.1；G255.53" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "【文献标志码】A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "【文章编号】1673-1069（2024）10-0124-03

1 引言

工程塑料是指能够长期作为结构材料承受机械应力，并在较宽的温度范围内和较为苛刻的化学物理环境中使用的塑料材料。与通用塑料相比，工程塑料拥有更加优异的机械性能、电性能、耐化学性、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性等优点。按照用量、性能和使用范围划分，工程塑料可分为通用工程塑料和特种工程塑料。

特种工程塑料根据特殊用途需求研制，与通用工程塑料相比性能更优异、更耐高温和腐蚀，能够应对各种严苛和复杂工况的要求[1]。

本文从专利数据分析角度探究中国工程塑料产业的研究热点和技术发展趋势，为国内相关企业进行技术研发和专利布局提供数据支撑。

2 中国工程塑料专利申请概况

第一，中国工程塑料领域专利申请起步晚、长寿专利占比较少，近20年来处于高位运行态势。截至2023年10月1日，本文通过incoPat数据库对中国工程塑料领域的专利进行检索分析发现，中国工程塑料领域的专利申请量在全球排名第一，总计为82 730件。1985-1995年，专利申请量呈平稳态势，每年申请量均维持在100件左右；从1996年开始，专利申请量进入增长阶段，2006年当年专利申请量突破1 000件；2007-2016年，进入急剧增长阶段，这与中国经济高速增长的时间相吻合；2017-2022年，专利申请量趋于稳定，每年均维持在6 000件以上。从有效专利量来看，由于中国专利申请起步较晚，因此维持有效的专利占比较大。目前，中国工程塑料领域有效发明专利共计24 116件，失效专利38 514件。但是，维持10年以上的长寿有效专利（6 567件）占比较少，约占中国工程塑料领域有效专利总量的27.2%。由于中国专利制度起步较晚，发明专利的申请日集中于2010年之后，因此维持年限在10年以上的专利较少。

第二，中国工程塑料领域有效专利在2005年超越美国，在2011年超越日本。中国工程塑料领域的有效专利量在2005年之前，一直落后于美国和日本，在2005年之后每年的有效发明专利量超越美国，然后不断缩小与日本之间的差距，在2011年超越日本，并在近10年不断扩大与美国和日本之间的差距。

第三，中国工程塑料领域的专利申请人主要来自中国本土，海外申请人中日本、美国、德国、韩国、荷兰申请人在中国进行专利申请的占比较大。中国工程塑料领域的专利申请主要来自中国本土，占比高达80.65%。海外申请人中，日本申请人在中国的专利申请量最大，占比达到7.93%，美国（3.77%）、德国（2.25%）、韩国（1.91%）、荷兰（1.45%）等国家的申请人也在中国布局了一定的专利。

第四，中国工程塑料领域的专利申请人以企业为主，高校、科研院所也占据了较大的比重。在中国工程塑料领域的专利中，企业的专利申请量最多，申请量为67 285件，占比约为80%；高等院校和科研单位的申请量分别为10 794件和3 054件，合计占比约为17%；个人申请量较少。在中国工程塑料领域专利的主要申请人中（见图1），来自中国本土的企业有金发科技（1 595件）、中国石化（758件）、合肥杰事杰新材料股份有限公司（551件），来自中国的科研院所有中国科学院

（1 073件）、东华大学（662件）、四川大学（442件）；美国化工巨头陶氏杜邦（772件）排名第三；日本三菱（766件）、东丽（740件）分别位列第四和第六；德国的巴斯夫（566件）也位列前十。由此可见，在中国工程塑料这一产业当中，国际巨头均在中国布局了大量的专利，从而确保了其在中国市场的竞争地位。

3 中国工程塑料专利技术布局状况

第一，中国工程塑料领域专利布局的产品品类以通用工程塑料为主，特种工程塑料专利申请量近年来明显上升，且逐渐缩小与通用工程塑料之间的差距。通用工程塑料是中国工程塑料产业的重点领域，相关专利申请占比最大，在近20年专利申请总量的占比中，始终大于特种工程塑料的申请量。在2016年之前，通用工程塑料领域的专利申请量实现持续增长，在2016年之后趋于稳定，2018年之后略有下降，通用工程塑料专利申请量的峰值出现在2016年的

5 219件：特种工程塑料领域的专利申请则呈逐年增长的趋势，且在2016年之后趋于稳定，并开始缩小与通用工程塑料之间的差距，中国特种工程塑料的专利申请量峰值是2020年的2 887件。

第二，中国通用工程塑料专利中聚酰胺、聚碳酸酯、热塑性聚酯等是布局重点，中国特种工程塑料专利中聚酰亚胺/聚酰胺酰亚胺、氟塑料等是布局重点。中国工程塑料领域各类产品的专利申请占比如图2所示。从具体产品来看，中国工程塑料领域的专利主要集中于热塑性聚酯（聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯）、聚酰胺、氟塑料（聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯）、聚酰亚胺/聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯等重点产品。其中，热塑性聚酯的专利申请量占全部工程塑料专利申请量的26%，位居各工程塑料品类之首；聚酰胺的专利申请量占比约为17%，仅次于热塑性聚酯。特种工程塑料中氟塑料的专利申请量最多，其占全部工程塑料专利申请量的11%；聚酰亚胺/聚酰胺酰亚胺次之，占比约为10%。

第三，中国工程塑料领域中主要品类的专利申请量峰值均集中在2016-2021年，且在该期间内每年都保持较高的保有量。在通用工程塑料领域，热塑性聚酯近20年的专利申请量增长最为明显，自2016年开始，每年的申请量均超过2 000件，并在2021年达到峰值2 536件；聚酰胺、聚碳酸酯这两类产品的专利申请量均在2016年之前呈快速增长的趋势，在2016年之后趋于稳定，聚酰胺自2016年之后，每年的专利申请量维持在1 000～1 400件，聚碳酸酯则在2016年之后，每年的专利申请量维持在600～1 000件；聚甲醛、改性聚苯醚近10年来每年的专利申请量均维持在100件上下，没有明显的变化；丙烯腈丁二烯苯乙烯的专利申请量自2012年开始，呈波动式变化趋势，申请量有所起伏，峰值为2016年的508件。在特种工程塑料领域，氟塑料的专利申请量在2016年之前呈快速增长趋势，在2016年之后趋于稳定，并在2018年达到峰值870件；聚酰亚胺/聚酰胺酰亚胺的专利申请趋势和氟塑料相似，在2020年达到峰值965件，成为特种工程塑料领域中占比最多的一类；而半芳香族聚酰胺的专利申请量在2016年达到峰值461件，之后申请量有所波动。

第四，中国高校和科研机构在工程塑料领域的专利申请量较大，且研究热点“各有千秋”。中国高校、科研机构在工程塑料领域的专利主要集中于热塑性聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺/聚酰胺酰亚胺、氟塑料（聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯）、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚矾类、半芳香族聚酰胺/芳香族聚酰胺等重点产品。其中，中国科学院的多个分支研究所在多个品类均有专利布局；工程塑料领域专利申请量最多的高校东华大学在聚酰胺、热塑性聚酯氟塑料、半芳香族聚酰胺/芳香族聚酰胺、聚酰亚胺/聚酰胺酰亚胺等领域布局的专利较多。

4 中国企业与国际巨头在全球专利布局上的差异

金发科技是中国工程塑料领域的龙头企业，其专利申请主要集中在中国本土（1 595件），其次为欧洲专利局（46件）、美国（35件）、日本（28件）、韩国（27件）、德国（20件），并且通过世界知识产权组织申请了264件PCT专利。由此可见，金发科技的专利布局重心主要在中国以及欧洲、美国和东亚等地。

对于金发科技在中国申请的专利来说，其在2009年之后开始快速增长，并于2020年达到历史峰值433件，之后每年的专利申请量维持在250件以上（由于公开时间有所延迟，2023年度专利公开数不完整）。金发科技在欧专局、美国、日本、韩国、澳大利亚、西班牙等国家和地区的专利申请则开始于2008年，且在这一年开始进行PCT专利的申请，其部分海外专利就是通过PCT途径进行申请布局的，上述几个海外国家和地区的专利申请在2016年之后均有一定幅度的增长，且在欧专局的专利申请增长趋势最为明显。由此可见，金发科技在2016年之后加大了对海外专利布局的力度，但是其海外专利的数量和占比均与国际巨头存在明显的差距。

以日本龙头企业之一的东丽公司为例，东丽在工程塑料领域的专利申请也主要集中在日本本土（7 170件），但其同时在中国（740件）、韩国（634件）、美国（603件）、欧洲专利局（487件）、中国台湾（329件）、德国（188件）、加拿大（100件）等国家和地区进行了大量的专利布局，并通过世界知识产权组织申请了569件PCT专利。由此可见，日本东丽的专利布局重心主要在东亚地区、美国、欧洲等地，且上述国家或地区的专利布局数量均达数百件，为了维护自身的市场地位，东丽不惜花费重金进行知识产权保护。

东丽在日本的专利申请量在2002-2008年处于高位稳定的态势，每年的申请量均维持在250件以上；在2009年之后，专利申请量缓慢下降。东丽在中国大陆地区布局的专利在2002-2013年呈缓慢上升的趋势，之后略有下降，在2013年达到峰值90件，近几年每年的申请量维持在30～60件；东丽在中国台湾地区也布局了相当多的工程塑料专利，其在2014年达到峰值49件，之后专利申请量有所下降。东丽在韩国的专利申请趋势和中国大陆地区类似，在2013年达到峰值65件；东丽在美国布局的专利在2013年达到峰值42件；东丽在欧专局布局的专利在2012年达到峰值69件。

5 结论

第一，中国工程塑料领域的研究起步较晚，但专利申请量在2006年之后开始稳步增长，目前在工程塑料领域的专利申请量和有效专利保有量均在全球排名第一。与日本、美国等国家相比，中国在工程塑料领域维持时间超过10年的专利占比不高。

第二，中国工程塑料领域的专利申请人主要来自中国本土，海外申请人中日本、美国、德国、韩国、荷兰等国家的申请人在中国进行专利布局的占比较大。中国本土的专利申请人以企业为主，但高校和科研院所也占据了较大的比重。中国本土企业要寻求技术上的突破和创新，除了参考借鉴国际巨头之外，也可以考虑和国内的重点研究机构进行产学研合作，从而提升自身的研发水平。

第三，中国通用工程塑料的三大主要产品中，近年来热塑性聚酯的专利申请量占比有所上升，聚酰胺的专利申请量占比趋于稳定，聚碳酸酯的专利申请量占比有所下降；在特种工程塑料产品中，氟塑料、聚酰亚胺/聚酰胺酰亚胺的专利申请量较多，且占比近年来趋于稳定。上述主要产品在未来仍然是工程塑料领域的研究和专利申请热点。

第四，金发科技是中国工程塑料领域的龙头企业，其专利布局重心主要在中国、欧洲、美国和东亚等地，近年来加大了海外专利布局的力度，但其在海外申请专利的数量和占比仍然较低。作为日本工程塑料领域龙头企业之一的东丽公司，其专利布局重心主要在东亚、美国、欧洲等地，且其在部分海外国家或地区的专利布局数量达到数百件，绝对数量和占比明显高于金发科技。国内企业仍需加大科技创新的力度，并提前在目标市场进行相应规模的专利布局，以维护自身的市场竞争地位。

【参考文献】

【1】思瀚产业研究院.2023-2028年国内工程塑料行业市场现状及发展策略研究报告[R].深圳：中国思瀚产业研究院，2023.