合成橡膠路在何方

○ 文/蘭曉東 鄒雪萍 仇國賢

近年來，我國合成橡膠工業技術開發能力不斷增強，形成相對完備的合成橡膠產業體系。但與發達國家相比，我國某些膠種在生產技術水平、產品性能、知識產權保護等方面仍有差距。

經過半個世紀的發展，我國已成為世界合成橡膠生產和消費大國。2012年，我國合成橡膠產量超過280萬噸，表觀消費量達到380萬噸，已經成為名副其實的合成橡膠生產和消費大國，產量、消費量均居世界首位。國內技術開發能力不斷增強，掌握了部分膠種生產技術，形成了相對完備的合成橡膠產業體系。但與國外合成橡膠工業相比，我國的合成橡膠在生產技術水平、產品牌號、產品性能等方面仍有差距，制約了我國合成橡膠工業的發展。

我國合成橡膠發展之路

合成橡膠工業既關系到國家經濟發展，又關系到國家戰略安全。當前，我國合成橡膠工業正邁入一個新的發展時期，裝置產能和產量已大幅度提高，產品應用領域不斷拓寬。

我國合成橡膠技術經歷了技術引進與自主創新相結合的發展過程，自主開發成功了鎳系順丁橡膠等核心生產技術,結合消化吸收再創新集成了成套化乳聚丁苯橡膠、丁腈橡膠技術。這些國產化技術產品在國內市場中保持較高的市場占有率。但是，面對更加激烈的市場競爭和發展要求，技術進步特別是自主知識產權核心技術的形成仍是我國合成橡膠工業發展的不竭動力。

●合成橡膠生產包裝線。 供圖/CFP

●用合成橡膠制成的玩具娃娃。供圖/CFP

從我國合成橡膠工業發展的具體實踐看，合成橡膠裝置主要以引進技術為主，但各膠種的技術研發、消化吸收與技術創新活動一直十分活躍，不乏專利戰略運用較好的企業實例。如蘭州化學工業公司1960年從蘇聯引進了中國第一套乳聚丁苯橡膠生產裝置。在此后的發展中，該公司結合工業化實踐，通過對已有專利文獻的深度分析與技術研究，從配方組分和工藝設計等方面對原有生產裝置進行了大量的技術改進、再創新與技術集成，最終形成了居于國際先進水平、具有自主知識產權的成套化技術，并成功應用于中國石油下屬的蘭州石化和撫順石化新建乳聚丁苯橡膠項目。我國在乳聚丁苯橡膠領域的后發優勢，成功實現了向進攻型戰略的轉變。

未來，隨著我國合成橡膠生產能力的進一步擴大,我國在國際市場上的地位將不斷增強，并逐步實現由合成橡膠生產大國向生產強國的轉變，努力開發自主技術，增加市場需要的高價值產品，進一步提高我國合成橡膠工業的水平，是我國合成橡膠工業發展的目標和方向。

部分膠種技術開發活躍

目前，世界合成橡膠技術進展主要表現在以下幾個方面。一是合成橡膠新產品開發主要集中在高性能輪胎用膠種上，主要包括釹系聚丁二烯橡膠、集成橡膠、鹵化丁基橡膠等研究。二是合成橡膠化學改性技術活躍，如氫化改性和離子化改性等。三是氣相聚合技術及茂金屬催化劑在合成橡膠生產中的應用。四是合成橡膠聚合技術不斷進步，如分子設計技術、活性離子聚合技術等可控聚合技術。五是環保型合成橡膠及環保助劑應用與研究進一步加強。

丁苯橡膠是產量最高、消費量最大的通用合成橡膠品種。按生產工藝劃分，丁苯橡膠可分為乳聚丁苯橡膠和溶聚丁苯橡膠兩大類。我國是世界最大的乳聚丁苯橡膠生產國。從丁苯橡膠申請專利來看，國內丁苯橡膠組合物應用技術2005年開始有較大的增長，而國外的相關技術申請1992年后開始有所增長，至今發展勢頭仍然強勁。

丁腈橡膠是由丙烯腈與丁二烯共聚的合成橡膠，是一種非結晶性的典型的耐油性橡膠，氣密性較好，抗靜電性較好，與極性物質的相容性較好，丁腈橡膠的總產量雖然不大，但品種繁多，應用廣泛。近年來，中國石油對丁腈橡膠的研究與開發非常活躍，建成200噸/年粉未丁腈橡膠中試生產裝置，產品可取代進口的粉末丁腈橡膠；浸漬用羧基丁腈橡膠膠乳已投放市場；開發成功了高飽和度氫化丁腈橡膠，液體端羥基丁腈橡膠也已批量生產。但國內裝置規模小，原料單耗及能耗高、成本高。目前，我國橡膠產量不能滿足市場需求，進口仍是平衡市場缺口的主要途徑。

●目前，我國合成橡膠消費領域主要為輪胎和制鞋行業。兩者消費量約占總消費量的65%，其中輪胎業占40%。 供圖/CFP

●蘭州石化是我國合成橡膠重要生產基地之一，我國合成橡膠產業的眾多“第一”都在此誕生。圖為20萬噸/年丁苯裝置自動包裝線。 攝影/仇國賢

由中國石油石油化工研究院和蘭州石化公司合作開發的丁苯橡膠10萬噸/年裝置和丁腈橡膠5萬噸/年生產裝置建成投產，經過幾年的生產運行，經濟技術指標達到較高水平，表明該裝置技術先進，系統成熟，說明我國在合成橡膠成套技術自主開發方面實現歷史性突破。

生產技術和產品應用型并重

從我國五大膠種的技術創新主體分布看，國內排名前十位的申請人中，除丁腈橡膠外其他四個膠種國外申請人均占據半壁江山，反映出我國合成橡膠技術創新主體的缺乏，也印證了國外企業對中國合成橡膠市場的重視。當然，專利數量的提升是需要良好的技術創新體系做支撐，國內的相關企業、科研院所應從研發投入、創新機制建立、知識產權文化建設等方面著手，創造良好的知識產權氛圍。

同時，明確我國與國外先進水平的技術差距，掌握合成橡膠技術發展動向，結合五大膠種的發展現狀，確定自身發展的定位和方向。由于我國合成橡膠以引進技術為主，發達國家和企業對專利戰略的運用已經十分熟練，一方面轉讓的技術不是最先進的技術，另一方面在技術轉讓或技術許可的同時，利用一些更為先進的專利構筑更多的技術壁壘，提高產品的生產門檻，強化技術優勢的壟斷性，導致我國在該領域的技術創新以生產技術的優化、改進為主，形成的多是外圍專利。而國外已將技術開發的重點轉向橡膠應用型技術開發上。

國情決定了今后我國合成橡膠技術的發展應生產技術和產品應用型開發并重。當前，我國國民經濟的快速發展，為合成橡膠工業帶來新的發展機遇，橡膠加工應用型新技術、橡膠新產品開發、橡膠合成新技術將是未來發展的主要方向。

缺乏整體技術創新能力

近年來，隨著汽車、輪胎和橡膠制品業的快速發展，我國合成橡膠工業技術開發能力不斷增強，掌握了部分合成橡膠生產技術，形成相對完備的合成橡膠產業體系。但我國合成橡膠工業的自主創新能力不強，在生產技術水平、產品牌號、產品性能、知識產權保護等方面與國外存在較大差距。

目前，我國合成橡膠生產能力形成中石化、中石油、民營和合資企業三分天下局面。合成橡膠消費領域主要是輪胎和制鞋行業，兩者的消費量約占總消費量的65%，其中輪胎工業占40%。由于我國合成橡膠產量還不能滿足國內實際需求，產品自給率維持在60%左右。面對更加激烈的市場競爭和發展要求，技術進步特別是形成自主知識產權核心技術是我國合成橡膠工業發展的主要動力。

聚丁二烯橡膠（順丁橡膠）是僅次于丁苯橡膠的世界第二大通用合成橡膠。它具有彈性好、耐磨性和耐低溫性能好、生熱低、滯后損失小，耐屈繞性、抗龜裂性及動態性能好等特點。目前世界上生產順丁橡膠大部分采用溶液聚合法，新技術開發的關鍵是采用新型的釹系鎳系催化劑而淘汰傳統的鈦系催化劑，在不久的將來將會用茂金屬催化劑來進行二烯烴聚合。目前，我國聚丁二烯橡膠產能僅次于美國，居世界第二位。

我國的聚丁二烯橡膠專利技術1998年以后呈現非常好的研發勢頭，每年都有6至8項，而國外聚丁二烯橡膠聚合技術開始于1985年，年申請量為40項左右，到2003年以后將呈現下降趨勢，說明聚丁二烯橡膠聚合生產技術相對成熟。國內聚丁二烯橡膠應用技術研發始于21世紀，年均申請量約7項，國外聚丁二烯橡膠應用開始于1985年，到21世紀以后達到最高的水平，年均申請量達到45項，說明21世紀后聚丁二烯橡膠的組合物應用占據專利申請的主導地位，最直接的原因是汽車工業的迅速發展帶動輪胎的需求增加，作為汽車輪胎用主要膠種聚丁二烯橡膠組合物改性研究成為主要研發方向。

重視釹系催化劑的研究與開發

丁二烯橡膠的釹系催化劑作為一種新型高效催化劑是未來的重點研究方向。中國石油與長春應化所合作開發的稀土釹系BR技術具備了開發成套技術的能力，申請有相關專利。隨著稀土聚丁二烯橡膠市場的不斷開拓和成本的進一步降低，產品將更適應和滿足輪胎高性能化的需求，稀土聚丁二烯橡膠將是一個以較高的價位進入市場的商機。

目前，在稀土聚丁二烯市場開發方面需要我們解決價格、性能、質量和供應等問題。聚丁二烯橡膠研發和生產單位需要不斷對現有技術改進，開發一個申請一項專利，使產品開發實現系列化，不斷超越自己，申請專利保護，防止對手繞過自己的專利屏障。另外，從國外專利分析結果來看，國外許多輪胎橡膠公司在有關聚丁二烯催化劑專利中均涉及釹系催化劑，國內也有相關專利。開發釹系催化劑主要是為了達到提高活性、調節分子量、減少催化劑及其聚合體系毒性，同時也能降低催化劑成本。這是一個重要的信息，國內合成橡膠企業必須重視釹系催化劑的研究與開發，盡早實現產業化。

丁腈橡膠要在開發高附加值丁腈橡膠產品的開發與研究，加強核心技術的研發及專利保護。改性是丁腈橡膠重要發展方向之一，國外專利有三分之一是關于丁腈橡膠摻混改性技術，技術主要涉及丁腈橡膠與合成樹脂（如PVC）混合制備各種熱性彈性體研究，我國丁腈橡膠企業需要加強丁腈橡膠摻混改性研究，以滿足橡膠制品需求，拓展丁腈橡膠應用領域。

乙丙橡膠要加強引進技術消化吸收、產品升級及技術創新，盡早形成具有自主知識產權的產品和技術。

相比之下，我國丁基橡膠整體技術水平較低。要想讓我國丁基橡膠整體技術水平的全面得到提升，需要加強與擁有核心技術的國外公司技術交流，直接引進國外先進技術建設生產裝置。

積極發展環保型丁苯橡膠

為了應對日益嚴格的環保法規，實現產品的環?；?，世界各大丁苯橡膠生產商和輪胎生產公司紛紛開展環保助劑的開發和芳烴油的替代工作，環保橡膠的開發勢在必行。到目前為止，國外的專利申請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。我國合成橡膠企業須加大環保橡膠及環保助劑研究與開發力度，盡快形成自己的專利技術，挺進環保橡膠市場。

國內丁苯橡膠專利技術主要集中丁苯橡膠聚合技術、丁苯橡膠改性瀝青應用和丁苯橡膠組合物應用研究方面。其中聚合技術占到了主導地位，申請比例約為專利申請總量的51%，大多數專利仍然是涉及丁苯橡膠的聚合和聚合催化劑。目前，全球丁苯橡膠產量約占乳聚丁苯橡膠的60%。國外充油丁苯橡膠除大量應用于客車和轎車輪胎胎面、胎側外，還廣泛用于輸送帶、膠管及電線電纜等工業制品，我國充油丁苯橡膠僅占乳聚丁苯橡膠的30%。即使這樣，國內的充油丁苯橡膠產量遠不能滿足市場的需求。所以，第一，國內企業要對丁苯橡膠做好環保橡膠及環保助劑的研究，通過裝置不斷的完善，加大充油橡膠的產量。第二，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。第三，加快高性能汽車輪胎用橡膠加工應用研究。

近年來，國外已將技術開發的重點轉向橡膠應用型技術開發上。對于高性能輪胎用丁苯橡膠應用技術研發成為國外公司目前丁苯橡膠研發的熱點。國外66%的丁苯橡膠專利是關于汽車輪胎用橡膠組合物，同時在中國也申請許多相關專利。因此，我國在自行開發該類專利技術時，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。