中國(guó)阻燃技術(shù)專利發(fā)展?fàn)顩r分析

熊燕兵，錢立軍

（1．國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局材料工程發(fā)明審查部，北京100088；2．北京工商大學(xué)先進(jìn)阻燃技術(shù)研究中心，北京100048）

0 前言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及社會(huì)財(cái)富的急劇增長(zhǎng)，電子電器、高層建筑、高速運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的迅速發(fā)展，火災(zāi)發(fā)生時(shí)的生命和財(cái)產(chǎn)損失越來越大［1－2］。因此，近年來阻燃材料領(lǐng)域的研究生產(chǎn)工作迅速發(fā)展，在國(guó)際上逐漸形成了特別有影響力的中國(guó)力量。在與國(guó)際上的合作伙伴和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的合作與較量過程中，國(guó)內(nèi)的科研工作者和企業(yè)界越來越重視知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)工作，并逐漸開始運(yùn)用知識(shí)產(chǎn)權(quán)武器，獲得更大的潛在市場(chǎng)價(jià)值。

本文通過對(duì)1981～2010年30年來中國(guó)阻燃技術(shù)專利的發(fā)展情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，展示了中國(guó)阻燃技術(shù)的發(fā)展概貌，并據(jù)此對(duì)中國(guó)阻燃技術(shù)未來的發(fā)展方向進(jìn)行了前瞻性的展望。

1 阻燃技術(shù)專利的發(fā)展統(tǒng)計(jì)與分析

筆者在中國(guó)專利文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)（CPRS）中對(duì)1981～2010年阻燃技術(shù)專利申請(qǐng)量進(jìn)行了相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和討論，其中統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)包括國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)、巴黎公約申請(qǐng)和專利合作條約（PCT）申請(qǐng)。

1．1 阻燃技術(shù)專利申請(qǐng)現(xiàn)狀與分析

從表1和圖1可以看出，阻燃技術(shù)專利總申請(qǐng)量和年均申請(qǐng)量均呈逐年上升態(tài)勢(shì)，特別在2001～2010年的10年間，專利申請(qǐng)數(shù)量劇增。更為可觀的是，僅2006～2010年的5年申請(qǐng)總量就超過了1981～2005年共計(jì)25年的申請(qǐng)總量。上述數(shù)據(jù)從側(cè)面表明，阻燃技術(shù)在2000年以后得到了長(zhǎng)足進(jìn)步，特別在21世紀(jì)的前10年中，阻燃技術(shù)發(fā)展較快，這與近年來對(duì)阻燃技術(shù)革新的迫切需求是分不開的。同時(shí)，值得注意的是，雖然阻燃技術(shù)專利申請(qǐng)量絕對(duì)數(shù)值在不斷上升，但是阻燃專利在總專利申請(qǐng)中的比重一直維持在0．2%～0．3%左右，這30年來阻燃專利申請(qǐng)?jiān)诳倢＠暾?qǐng)中的占有率沒有明顯的改觀，持續(xù)在0．25%左右，說明了阻燃技術(shù)與其他行業(yè)技術(shù)發(fā)展速度一致，與其他行業(yè)相比并未體現(xiàn)出其行業(yè)實(shí)際發(fā)展水平和受關(guān)注程度，這與本領(lǐng)域內(nèi)專利申請(qǐng)人尚未對(duì)專利利用而帶來的潛在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值引起足夠的認(rèn)識(shí)和重視有一定關(guān)系，所以今后需要進(jìn)一步提高阻燃材料領(lǐng)域的研究和生產(chǎn)主體對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)價(jià)值的認(rèn)識(shí)。

表1 1981～2010年阻燃專利申請(qǐng)情況統(tǒng)計(jì)表Tab．1 Statistics of flame retardant patents from 1981to 2010

圖1 1981～2010年阻燃專利申請(qǐng)數(shù)量變化趨勢(shì)圖Fig．1 Trend chart of flame retardant patents from 1981to 2010

1．2 發(fā)明專利和實(shí)用新型專利申請(qǐng)情況對(duì)照

從表2和圖2可以看出，1981～1985年的阻燃技術(shù)專利申請(qǐng)形式較為單一，僅以發(fā)明專利申請(qǐng)為主，并且技術(shù)創(chuàng)新的起點(diǎn)不高，與這一階段30%左右的國(guó)外申請(qǐng)人向中國(guó)提出的發(fā)明專利申請(qǐng)相比，技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)存在明顯欠缺；在1986～1995年的10年間，發(fā)明專利與實(shí)用新型專利申請(qǐng)量基本持平，這表明阻燃技術(shù)專利的創(chuàng)新水平在穩(wěn)步提高并逐漸發(fā)展，專利申請(qǐng)類型開始多樣化，顯示阻燃領(lǐng)域日趨繁榮的創(chuàng)新狀態(tài)；自1996年起，發(fā)明專利申請(qǐng)與實(shí)用新型專利相比占有較大優(yōu)勢(shì)，且專利數(shù)量在維持多年高速增長(zhǎng)的狀況下，仍然保持了近200%的增長(zhǎng)，這一現(xiàn)象表明阻燃技術(shù)創(chuàng)新的層次在迅速提高，更多具有原創(chuàng)性的產(chǎn)品技術(shù)開始逐漸顯現(xiàn)，對(duì)應(yīng)了近10余年來國(guó)內(nèi)對(duì)阻燃技術(shù)繁榮的研究狀態(tài)。同時(shí)也應(yīng)該注意到，由于發(fā)明專利是經(jīng)過實(shí)質(zhì)審查后授權(quán)的專利。因此，從這一點(diǎn)上來看，阻燃相關(guān)發(fā)明授權(quán)專利的現(xiàn)狀更能體現(xiàn)阻燃技術(shù)的真實(shí)發(fā)展情況。從表2可以看出，近30年來，相對(duì)其他行業(yè)來說，阻燃行業(yè)發(fā)展過程穩(wěn)中有升，阻燃相關(guān)發(fā)明專利的授權(quán)率起伏不大，基本維持在50%左右，與近幾年，例如2007～2009年，整個(gè)發(fā)明專利授權(quán)率約為22%相比高出不少［3］，從另一方面反映出了阻燃技術(shù)的良好發(fā)展勢(shì)頭。

此外，國(guó)內(nèi)阻燃材料領(lǐng)域知識(shí)產(chǎn)權(quán)申請(qǐng)情況雖然發(fā)展迅速，但與國(guó)際上當(dāng)前狀況相比，仍然存在著一些問題。具體表現(xiàn)在：阻燃專利申請(qǐng)中原始創(chuàng)新不足，仿制國(guó)外產(chǎn)品的工藝創(chuàng)新居多，對(duì)于阻燃材料的復(fù)合應(yīng)用專利居多，可以從側(cè)面反映出幾乎沒有國(guó)內(nèi)主導(dǎo)開發(fā)并為市場(chǎng)認(rèn)同的產(chǎn)品；阻燃專利申請(qǐng)中高等院校和科研機(jī)構(gòu)成為專利申請(qǐng)的主體，生產(chǎn)制造企業(yè)專利申請(qǐng)薄弱，這與國(guó)外以企業(yè)為主體的專利申請(qǐng)群體明顯不同，體現(xiàn)了國(guó)內(nèi)企業(yè)自主創(chuàng)新實(shí)力的薄弱，以及國(guó)內(nèi)自主創(chuàng)新知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)業(yè)化方面所面臨的尷尬境地。因此，亟需將國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)的智力因素與國(guó)內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化能力相結(jié)合，促進(jìn)國(guó)內(nèi)企業(yè)自主創(chuàng)新實(shí)力的提高以及知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展。

表2 1981～2010年發(fā)明專利和實(shí)用新型專利申請(qǐng)情況對(duì)照表Tab．2 Comparison table of invention patents with utility models from 1981to 2010

圖2 1981～2010年發(fā)明專利和實(shí)用新型專利申請(qǐng)對(duì)照?qǐng)DFig．2 Comparison chart of invention patents with utility models from 1981to 2010

1．3 各阻燃元素對(duì)專利申請(qǐng)的貢獻(xiàn)現(xiàn)狀與分析

從圖3和表3可以看出，主要阻燃元素溴、磷、氮、硅、氫氧化物以及納米阻燃劑的發(fā)展雖然總體發(fā)展趨勢(shì)一致，均呈現(xiàn)迅速向上發(fā)展的狀態(tài)，但它們之間也存在著明顯的速度差異，即在常用阻燃元素中，磷系和硅系阻燃技術(shù)專利申請(qǐng)量在各元素中處于首位，發(fā)展最快。特別是自2006年以后，磷系阻燃技術(shù)和硅系阻燃技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他元素，同時(shí)遠(yuǎn)高于同期氫氧化物、溴系、氮系和納米阻燃技術(shù)的發(fā)展。磷系阻燃技術(shù)和硅系阻燃技術(shù)的快速發(fā)展與2003年歐盟議會(huì)及歐盟委員會(huì)發(fā)布的《WEEE指令》和《RoHS指令》以及2008年發(fā)布的《WEEE指令》和《RoHS指令》修訂提案對(duì)中國(guó)阻燃技術(shù)的影響有關(guān)。同時(shí)，納米阻燃技術(shù)也在上世紀(jì)末以后從無到有得到了較快發(fā)展［4］，目前已達(dá)到與傳統(tǒng)的溴系阻燃材料相同的速度和數(shù)量，這與2000年以后納米技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的迅速發(fā)展相一致。根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以預(yù)見，磷系阻燃、硅系阻燃以及納米阻燃技術(shù)依然是未來阻燃技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向。同時(shí)，通過對(duì)已有專利技術(shù)的查閱發(fā)現(xiàn)，很多阻燃專利技術(shù)是同時(shí)采用了多種阻燃元素進(jìn)行協(xié)同阻燃技術(shù)開發(fā)，例如磷氮、磷硅和磷氮硅3元素協(xié)同阻燃等方式［5－9］，例如：專利200610022144公開了一種以離子鍵而不是共價(jià)鍵鍵接的磷－氮型阻燃劑及其制備方法，不僅具有無鹵、無毒、高效的特點(diǎn)，而且避免了由于生成共價(jià)鍵而產(chǎn)生的受熱分解導(dǎo)致阻燃效率降低和環(huán)境污染的問題。專利200610117894公開了一種采用9，10－二氫－9－氧雜－10－磷扎菲－10－氧化物與含碳碳雙鍵的硅氧烷發(fā)生加成反應(yīng)，制備一種含磷有機(jī)硅化合物，由于其含有多個(gè)羥基，可以與其他帶有多個(gè)活性基團(tuán)的物質(zhì)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，稱為合成添加型阻燃劑中間體，應(yīng)用范圍廣泛。專利200810063300公開了一種將含磷的端異氰酸酯基預(yù)聚體與氨烴基聚硅氧烷進(jìn)行擴(kuò)鏈嵌段共聚反應(yīng)后形成的阻燃效果好、毒性低、儲(chǔ)存穩(wěn)定性好的水分散含磷、硅、氮嵌段聚合物阻燃劑，該阻燃劑由于磷、硅、氮3種元素的協(xié)同阻燃效應(yīng)具有良好的阻燃性能，可用于織物、木材和紙張的阻燃處理。上述專利顯示了現(xiàn)有阻燃材料創(chuàng)新模式是朝向多元素協(xié)同阻燃技術(shù)的方向發(fā)展［10－11］。

表3 1981～2010年各阻燃元素對(duì)專利申請(qǐng)貢獻(xiàn)對(duì)照表Tab．3 Contribution table of different elements to flame retardant effects from 1981to 2010

圖3 1981～2010年各阻燃元素對(duì)專利申請(qǐng)貢獻(xiàn)對(duì)照?qǐng)DFig．3 Contributionchart of different elements to flame retardant effects from 1981to 2010

2 結(jié)語

綜上所述，近年來阻燃技術(shù)雖然發(fā)展迅速，相比其他行業(yè)并未顯現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)阻燃技術(shù)研究創(chuàng)新的主體對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重視程度仍需加強(qiáng)；阻燃專利的申請(qǐng)類型趨于多樣化發(fā)展，追求具有高附加值的技術(shù)創(chuàng)新是今后阻燃技術(shù)的發(fā)展方向；從元素角度來講，傳統(tǒng)的溴系阻燃技術(shù)開發(fā)逐漸失去主導(dǎo)地位，研究開發(fā)的重點(diǎn)將轉(zhuǎn)向磷系阻燃、硅系阻燃材料，當(dāng)然這并不妨礙溴系阻燃劑仍然會(huì)在本領(lǐng)域內(nèi)長(zhǎng)期和廣泛應(yīng)用；另外，今后需要更加重視包括納米等方面的阻燃材料形態(tài)控制、多組分協(xié)同以及高效阻燃分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等方向的研究工作，這將成為今后阻燃技術(shù)的重要發(fā)展方向。

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