丁苯橡膠(SBR) 是目前世界上產量最高、消費量最大的通用合成橡膠品種。根據生產工藝,丁苯橡膠可以分為乳聚丁苯橡膠(ESBR)和溶聚丁苯橡膠(SSBR)兩大類。目前,我國是世界最大的ESBR生產國,產能約占世界總產能的18%。SSBR產能居世界第三位,約占世界總產能的10%。
1997年以前,國外丁苯橡膠專利年均申請量約是中國的70倍。從1997年到2002年期間,國外丁苯橡膠申請量達到最高水平,年均申請專利248項。雖然這期間中國專利申請數量也在提高,但只是國外同期專利申請量的1/23,兩者仍存在較大的差距。
國內仍重聚合技術 國外轉向配方研究
從國內外丁苯橡膠專利技術分布來看,國內主要集中在丁苯橡膠聚合技術(C08F297、C08F236和C08F212)、丁苯橡膠改性瀝青應用(C08L95)和丁苯橡膠組合物應用研究(C08L9)方面。其中聚合技術占主導地位,申請比例約為專利申請總量的51%,大多數專利仍然局限在丁苯橡膠的聚合和聚合催化劑。而國外丁苯橡膠的主要專利技術則是汽車輪胎胎面橡膠組合物(C08L21 和C08L9)和充氣輪胎胎面橡膠組合物(B60C1),專利申請量已占一半以上。
以上數據表明,目前國外丁苯橡膠的技術研發熱點主要是改進丁苯橡膠組合物配方。這是基于在過去的20年中,世界汽車輪胎的性能有了顯著改善。據資料顯示,國外輪胎滾動阻力可以減少50%,同時轎車胎的平均壽命幾乎實現了翻番。
目前國外改善輪胎性能的研究主要圍繞以下內容展開:輪胎設計、橡膠混煉新工藝、改進補強材料及填充體系、橡膠新品種開發。國外大型輪胎橡膠企業都十分關注汽車輪胎用橡膠應用研究,衍生出大量相關專利,這從另一方面也充分說明,國外丁苯橡膠聚合生產技術相對成熟,目前主要的研究方向是丁苯橡膠應用技術開發。
從國內外技術發展趨勢看,國內丁苯橡膠組合物應用技術(C08L)從2005年才開始有較大的進展,而國外的相關專利技術申請量從1992年就開始增長,至今發展勢頭仍然強勁。國內丁苯橡膠聚合技術(C08F)的專利申請量自1995年以來呈逐年上升趨勢,而國外則從21世紀開始呈現逐漸下降趨勢。
這種發展趨勢再一次說明國外的大型輪胎橡膠企業更加注重輪胎用橡膠配方研究,對于丁苯橡膠聚合技術的研究力度逐步減弱。
創新主體為兩大集團 熱點研究尚屬空白
中國丁苯橡膠專利申請人主要是中國石化、中國石油集團。國外主要專利商有固特異輪胎橡膠公司、住友橡膠工業公司、普利斯通輪胎橡膠公司、日本合成橡膠公司、橫濱橡膠公司、東洋輪胎橡膠公司。
其中,固特異輪胎橡膠公司、普利斯通、日本合成橡膠公司的專利技術領域范圍比較寬,而住友橡膠工業公司和橫濱橡膠公司雖然申請量比較大,但都集中在丁苯橡膠組合物改進方面。
目前國際上的最新研發熱點——充油、溶聚丁苯橡膠等在國內尚屬空白。其中,充油丁苯橡膠相關專利主要集中在國外公司。溶聚丁苯橡膠專利涉及聚合工藝、抗濕滑性與降低滾動阻力的平衡的集成橡膠等方面,是溶液聚合丁苯橡膠的研究方向和熱點。集成橡膠專利主要由固特異公司和Huels公司申請,國內在此領域沒有申請專利。
順應綠色輪胎潮流 盡快研發自主技術
丁苯橡膠未來的專利研發戰略主要瞄準五個方向。
開發環保橡膠及環保助劑
為了滿足日益嚴格的環保法規要求,世界各大丁苯橡膠生產商和輪胎生產公司已紛紛開展環保助劑的開發和芳烴油的替代工作,環保橡膠開發勢在必行。
有關環保橡膠的相關技術國內共申請了3 篇有關環保聚合終止劑的專利。國外公司只有阿托費納公司在中國申請了2篇專利,但這2篇專利目前已經被撤回,到目前為止對我國還不能構成技術障礙,國內在此領域很有希望形成自己的自主知識產權技術。合成橡膠企業應加大環保橡膠及環保助劑研究與開發力度,挺進環保橡膠市場。
充油丁苯膠研發與知識產權保護
充油橡膠的專利被國外公司獨占,國內基本屬于空白。在國外,充油丁苯橡膠除大量應用于客車、轎車輪胎胎面和胎側外,還廣泛用于輸送帶、膠管及電線電纜等工業制品。國內企業需不斷改進裝置,加大充油橡膠的產量,同時加強橡膠填充油及調和技術研發,不斷提高充油丁苯橡膠質量,滿足制品性能需求。
開展高性能汽車輪胎應用研究
近年來,國外已將技術開發重點轉向橡膠應用型技術,高性能輪胎用丁苯橡膠應用技術研發成為熱點,其66%的丁苯橡膠專利是關于汽車輪胎用橡膠組合物的,同時在中國也申請了許多相關專利。因此,我國在自行開發該類專利技術時,應采用專利回避策略,重點開展反式結構橡膠、白炭黑補強和集成橡膠等高性能輪胎用橡膠加工應用研究。另外,還可考慮與國內大型輪胎制造企業合作,重點進行高性能汽車輪胎用橡膠加工應用研究,共同拓展市場。
重視溶聚丁苯集成橡膠基礎研究
集成橡膠是一種結構性能優化的理想膠種,新一代溶聚丁苯橡膠是迄今性能最全面、最具代表性的集成型橡膠。國內在此領域沒有專利。擁有溶聚丁苯橡膠工藝的生產企業亟須在配合生產裝置開展消化吸收再創新的同時,開展集成橡膠的基礎研究,為將來綠色輪胎技術發展奠定基礎。
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