溶聚丁苯橡膠中國專利技術分析及展望

熊 瑜

（國家知識產權局專利局專利審查協作北京中心，北京 100070）

隨著歐盟強制頒布的輪胎標簽法對輪胎滾動阻力（節能）、抗濕滑性能（安全）、耐磨性能（壽命）和綠色環保的要求越來越高[1]，輪胎行業對原材料提出了更高的性能指標。其中，溶聚丁苯橡膠（SSBR）作為丁苯橡膠的一種，因其更高的線性度、更低的相對分子質量和更窄的相對分子質量分布，被公認為是高性能輪胎胎面膠的重要原材料[2]。SSBR是以丁二烯和苯乙烯為單體，在有機鋰引發劑作用下、在脂肪烴類有機溶劑中通過陰離子聚合反應得到的一種共聚物[3-6]。SSBR具有優異的耐熱性能、耐磨性能、耐龜裂性能、路面抓著性能以及在高溫下長時間暴露的耐屈撓性能良好[1，7-11]，此外SSBR的分子鏈規整性、彈性和耐候性好以及永久變形小和滾動阻力低[12]，SSBR可廣泛應用于輪胎（胎面）、膠管、輸送帶、鞋底和氣墊床等橡膠制品領域[13]。

SSBR的研發工作始于20世紀50年代末期，美國的菲利普斯公司采用有機金屬鋰引發陰離子聚合，成功地合成了SSBR，并于20世紀60年代初由美國菲利普斯公司和費爾斯通公司率先實現了SSBR的工業化生產[14]。SSBR的聚合工藝有連續聚合（包括單釜串聯工藝、多釜串聯工藝和其他連續聚合工藝）和間歇聚合兩大類[10]。其中，間歇聚合生產靈活性大，品種應變性強，是現階段SSBR生產較為常用的工藝模式。目前，國外生產SSBR的主要企業有法國拜耳彈性體公司、西班牙戴納索彈性體公司、美國固特異輪胎橡膠公司、日本合成橡膠公司和韓國錦湖石油化學公司等。我國生產SSBR的主要企業有采用中國石油化工集團有限公司（中國石化）自有技術的北京燕山石油化工有限公司和巴陵石油化工有限責任公司、采用意大利埃尼公司技術的中國石油天然氣股份有限公司（中國石油）獨山子石化分公司、采用日本旭化成公司連續聚合工藝技術的中國石化上海高橋石油化工有限公司、采用比利時菲納公司技術的中國石化茂名分公司等。此外，近年來SSBR的改性主要包括分子鏈末端官能化改性和分子鏈鏈中接枝改性的研究也逐漸活躍。分子鏈末端官能化改性包括封端法[15-16]、官能化引發劑合成法[17-18]和偶聯改性法[19-20]等，分子鏈鏈中接枝改性包括溶液接枝法[21-22]和熔融接枝法。

本工作從專利視角出發，針對SSBR技術在中國的專利申請態勢，梳理、總結、分析相關重點專利。以SSBR技術相關專利為研究對象，揭示該領域的專利布局特點，旨在厘清相關領域核心技術的發展方向，為我國在SSBR領域的研發、生產以及專利的布局提供相應的參考。此外，從側面揭示了我國SSBR技術發展的機遇與挑戰。

1 數據來源及檢索方法

本工作以合享（incopat）數據庫為專利數據來源，以SSBR中國專利為數據分析對象，利用關鍵詞構建檢索式TIABC＝（溶聚丁苯橡膠or SSBR or苯乙烯-丁二烯橡膠），檢索日期為2023年5月7日，對檢索到的專利逐篇進行篩選，得到與技術主題相關的專利1 057篇。由于專利公開期限滯后問題，2022和2023年的部分已提交申請但還未公開的專利不在本次檢索結果中。

2 中國區域專利申請狀況分析

2.1 總體發展趨勢分析

我國受理的SSBR技術專利數量的年度變化趨勢如圖1所示。

圖1 我國受理的SSBR技術專利申請數量的年度變化趨勢Fig.1 Annual trend of number of SSBR technology patent applications accepted in China

從圖1可以看出，SSBR技術的中國相關專利最早出現在1993年，專利年度申請數量呈現上升趨勢。具體來說，1993—2007年處于緩慢發展期，專利申請數量較少，年申請量不超過10件；2008—2014年處于發展期，年申請量從11件達到近50件，這段時期國外機構開始相繼在我國進行專利布局，我國在相關產業的技術研究也日益增加；2015—2018年的申請量出現快速增長，尤其是2018年申請量達到了154件，這與國內企業和相關機構在SSBR技術研發和產業化布局方面的日趨活躍有關；不過，2019—2022年的申請數量有所下降，這可能與國內外大環境等因素有關。

2.2 中國區域專利申請來源國家分析

SSBR技術的中國專利申請來源國家構成如圖2所示。

圖2 SSBR技術的中國專利申請來源國家構成Fig.2 Composition of Chinese patent application source countries for SSBR technologies

從圖2可以看出：在檢索到的1 057件SSBR技術的中國申請專利中，國內相關企業、高校和研究機構申請了838件，占比79%；其余219件為其他國家或地區申請，占比21%，這些申請專利主要來源于美國、德國、日本、韓國和法國。由此可見，在SSBR技術領域，中國本土申請人的專利申請總數量占絕對優勢，尤其是近年來布局密集。

SSBR技術的中國專利受理量居前5位的國家的年度分布如圖3所示。

圖3 SSBR技術的中國專利受理量居前5位的國家的年度分布Fig.3 Annual distribution of number of Chinese patent acceptances of top 5 countries for SSBR technologies

從圖3可以看出，美國是較早進入該技術領域的國家，隨后為中國，德國、日本和韓國相對較晚。其中，美國、德國、日本、韓國的專利申請數量始終保持穩定，增長較為緩慢；而中國自2009年起申請數量迅速增長，在2018年申請數量到達頂峰，隨后一直維持相對較大的申請數量，且受理的相關專利集中在近10年。

2.3 中國區域專利申請地域分布分析

SSBR技術的中國專利在國內大陸地區的申請量分布（包括申請量大于10件的省市）如圖4所示。

圖4 SSBR技術的中國專利在大陸地區的申請量分布Fig.4 Distribution of number of Chinese patent applications for SSBR technologies in mainland China

從圖4可以看出：北京的專利申請量最多，達到208件，其次是山東省的143件，再是浙江省的87件，這3個省市合計申請量438件，占大陸地區專利總量的52%；其后依次為江蘇、廣東、安徽、福建、遼寧、四川、上海、廣西，這8個省市合計申請量占大陸地區專利總量的41%，剩余23個省市僅占7%。

由以上的分析可見，北京、山東和浙江已經成為我國SSBR技術研發的核心基地，江蘇、廣東、安徽、福建等省市也已經形成了我國SSBR技術研發的聚集區。

2.4 中國區域專利申請法律狀態分析

國家知識產權局受理的SSBR技術的中國專利申請的法律狀態如表1所示。

從表1可以看出，授權專利為355件，實質審查和公開專利共為266件。一般來說，專利法律狀態信息可分為有效和失效兩大類。利用專利存活率指標，即專利存活量/專利申請量比可衡量專利的整體質量情況。通過計算得出，專利存活率（專利授權率）為0.34。由此可知，我國SSBR技術的專利數量較多，有效專利占比相對較大，與近年來申請量的快速上升趨勢相符合，一定程度上反映了我國SSBR技術的專利質量較高的特點。

2.5 專利技術領域分布

SSBR技術的中國專利申請數量居前15位的技術領域[基于國際專利分類（IPC）大組]如表2所示。

從表2可以看出，SSBR技術的中國專利主要集中在兩個方面。（1）SSBR的合成與制備：主要包括SSBR的連續聚合（包括單釜串聯工藝、多釜串聯工藝和其他連續聚合工藝）和間歇聚合兩大類技術，分類號有C08L9/06，C08L9/00，C08K3/22，C08K5/09等；（2）SSBR的開發與應用：主要包括SSBR在輪胎（胎面）、膠管、輸送帶、鞋底和氣墊床等橡膠制品中的應用技術，分類號有C08L9/00，B60C1/00，C08K3/04，C08K3/36，C08K13/02，C08L7/00，C08L91/00，C08K13/04，C08L91/06，C08L15/00等。

2.6 重要專利申請人

SSBR技術的中國專利申請人及專利申請量如圖5所示。

圖5 SSBR技術的中國專利申請人及申請量Fig.5 Chinese patent applicants and number of Chinese patent applications for SSBR technologies

從圖5可以看出,專利申請人9個來自于中國（中國石油、中國石化、中策橡膠集團股份有限公司、北京化工大學、安徽中意膠帶有限責任公司、萬力輪胎股份有限公司、四川遠星橡膠有限責任公司、三角輪胎股份有限公司和北京諾維新材科技有限公司），1個來自于美國（固特異輪胎橡膠公司），1個來自于德國（大陸輪胎公司），1個來自于法國（米其林技術公司），2個來自于日本（橫濱橡膠株式會社和住友橡膠工業株式會社）。從主要申請人的分布情況來看，專利申請數量較大的申請人均為企業，高校僅有1個，這表明SSBR技術的研究與產業化已經趨于成熟。

德國、法國、美國和日本4個國家的5家典型企業在全球主要國家和地區的SSBR技術專利申請情況如表3所示。

表3 SSBR技術的主要國外專利申請人及其在不同國家和地區的專利申請量Tab.3 Main foreign patent applicants and their number of patent applications in different countries for SSBR technologies

從表3分析得出，德國、法國、美國和日本申請人通常都會通過《專利合作條約》途徑在全球進行系統的專利布局，并圍繞核心技術進行多方面的外圍專利布局。而我國在SSBR技術領域排名前列的申請人大多以國內申請為主，海外布局非常欠缺。此外，固特異輪胎橡膠公司、大陸輪胎公司、米其林技術公司、住友橡膠工業株式會社、橫濱橡膠株式會社在我國的專利布局數量均超過在其他國家和地區，這側面說明國外知名企業對中國市場前景的看好。

2.7 國 外重要專利申請人在我國的專利布局分析

SSBR技術的中國專利申請數量排名前10位的國外專利申請人的專利布局如表4所示。

表4 SSBR技術的中國專利申請量排名前10位的國外專利申請人的專利布局Tab.4 Patent layout of top 10 foreign patent applicants of Chinese patent applications for SSBR technologies

從表4可以看出，SSBR技術的中國專利主要申請人來自于美國、德國、法國、日本和韓國。其中，米其林技術公司、住友橡膠工業株式會社、莫門蒂夫性能材料股份有限公司、普利司通株式會社、德國德固賽股份公司等在增強和增韌改性等領域有所布局；固特異輪胎橡膠公司、大陸輪胎公司、米其林技術公司、橫濱橡膠株式會社、莫門蒂夫性能材料股份有限公司、韓國輪胎株式會社、普利司通株式會社、韓國輪胎與科技株式會社等在功能改性、交聯改性、接枝改性和硫化改性等領域有較為全面的布局；除了莫門蒂夫性能材料股份有限公司外，其余9家企業在輪胎胎面、充氣輪胎、工業軟管、粘合劑等領域做了大量的布局。

3 結論

（1）SSBR技術專利申請數量在1993—2007年處于緩慢發展期，2008—2014年處于發展期，2015—2018年處于快速發展期，2019—2022年處于穩定發展期。

（2）SSBR技術專利申請主要集中在增強和增韌、交聯和硫化改性、接枝改性以及橡膠制品的開發。

（3）SSBR技術在國外的開發已相對成熟，而在我國則仍處于合成研發與應用大規模推進階段。

綜上所述，我國SSBR技術正在合成研發與應用大規模推進階段，具有廣闊的應用前景，而我國又面臨著核心專利掌握在國外企業手中、在海外專利布局缺乏等問題。因此，下階段我國需加強SSBR技術的核心專利申請，同時推動海外的專利布局。