丁苯橡膠(SBR) 是目前世界上產(chǎn)量最高、消費(fèi)量最大的通用合成橡膠品種。根據(jù)生產(chǎn)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(chǎn)國,產(chǎn)能約占世界總產(chǎn)能的18%。SSBR產(chǎn)能居世界第三位,約占世界總產(chǎn)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(dá)到最高水平,年均申請專利248項(xiàng)。雖然這期間中國專利申請數(shù)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(nèi)仍重聚合技術(shù) 國外轉(zhuǎn)向配方研究
從國內(nèi)外丁苯橡膠專利技術(shù)分布來看,國內(nèi)主要集中在丁苯橡膠聚合技術(shù)(C08F297、C08F236和C08F212)、丁苯橡膠改性瀝青應(yīng)用(C08L95)和丁苯橡膠組合物應(yīng)用研究(C08L9)方面。其中聚合技術(shù)占主導(dǎo)地位,申請比例約為專利申請總量的51%,大多數(shù)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(shù)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(shù)據(jù)表明,目前國外丁苯橡膠的技術(shù)研發(fā)熱點(diǎn)主要是改進(jìn)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(jù)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(shí)現(xiàn)了翻番。
目前國外改善輪胎性能的研究主要圍繞以下內(nèi)容展開:輪胎設(shè)計、橡膠混煉新工藝、改進(jìn)補(bǔ)強(qiáng)材料及填充體系、橡膠新品種開發(fā)。國外大型輪胎橡膠企業(yè)都十分關(guān)注汽車輪胎用橡膠應(yīng)用研究,衍生出大量相關(guān)專利,這從另一方面也充分說明,國外丁苯橡膠聚合生產(chǎn)技術(shù)相對成熟,目前主要的研究方向是丁苯橡膠應(yīng)用技術(shù)開發(fā)。
從國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢看,國內(nèi)丁苯橡膠組合物應(yīng)用技術(shù)(C08L)從2005年才開始有較大的進(jìn)展,而國外的相關(guān)專利技術(shù)申請量從1992年就開始增長,至今發(fā)展勢頭仍然強(qiáng)勁。國內(nèi)丁苯橡膠聚合技術(shù)(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(jì)開始呈現(xiàn)逐漸下降趨勢。
這種發(fā)展趨勢再一次說明國外的大型輪胎橡膠企業(yè)更加注重輪胎用橡膠配方研究,對于丁苯橡膠聚合技術(shù)的研究力度逐步減弱。
創(chuàng)新主體為兩大集團(tuán) 熱點(diǎn)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(tuán)。國外主要專利商有固特異輪胎橡膠公司、住友橡膠工業(yè)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(shù)領(lǐng)域范圍比較寬,而住友橡膠工業(yè)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(jìn)方面。
目前國際上的最新研發(fā)熱點(diǎn)——充油、溶聚丁苯橡膠等在國內(nèi)尚屬空白。其中,充油丁苯橡膠相關(guān)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?jié)窕耘c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(diǎn)。集成橡膠專利主要由固特異公司和Huels公司申請,國內(nèi)在此領(lǐng)域沒有申請專利。
順應(yīng)綠色輪胎潮流 盡快研發(fā)自主技術(shù)
丁苯橡膠未來的專利研發(fā)戰(zhàn)略主要瞄準(zhǔn)五個方向。
開發(fā)環(huán)保橡膠及環(huán)保助劑
為了滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求,世界各大丁苯橡膠生產(chǎn)商和輪胎生產(chǎn)公司已紛紛開展環(huán)保助劑的開發(fā)和芳烴油的替代工作,環(huán)保橡膠開發(fā)勢在必行。
有關(guān)環(huán)保橡膠的相關(guān)技術(shù)國內(nèi)共申請了3 篇有關(guān)環(huán)保聚合終止劑的專利。國外公司只有阿托費(fèi)納公司在中國申請了2篇專利,但這2篇專利目前已經(jīng)被撤回,到目前為止對我國還不能構(gòu)成技術(shù)障礙,國內(nèi)在此領(lǐng)域很有希望形成自己的自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)。合成橡膠企業(yè)應(yīng)加大環(huán)保橡膠及環(huán)保助劑研究與開發(fā)力度,挺進(jìn)環(huán)保橡膠市場。
充油丁苯膠研發(fā)與知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)
充油橡膠的專利被國外公司獨(dú)占,國內(nèi)基本屬于空白。在國外,充油丁苯橡膠除大量應(yīng)用于客車、轎車輪胎胎面和胎側(cè)外,還廣泛用于輸送帶、膠管及電線電纜等工業(yè)制品。國內(nèi)企業(yè)需不斷改進(jìn)裝置,加大充油橡膠的產(chǎn)量,同時加強(qiáng)橡膠填充油及調(diào)和技術(shù)研發(fā),不斷提高充油丁苯橡膠質(zhì)量,滿足制品性能需求。
開展高性能汽車輪胎應(yīng)用研究
近年來,國外已將技術(shù)開發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向橡膠應(yīng)用型技術(shù),高性能輪胎用丁苯橡膠應(yīng)用技術(shù)研發(fā)成為熱點(diǎn),其66%的丁苯橡膠專利是關(guān)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(guān)專利。因此,我國在自行開發(fā)該類專利技術(shù)時,應(yīng)采用專利回避策略,重點(diǎn)開展反式結(jié)構(gòu)橡膠、白炭黑補(bǔ)強(qiáng)和集成橡膠等高性能輪胎用橡膠加工應(yīng)用研究。另外,還可考慮與國內(nèi)大型輪胎制造企業(yè)合作,重點(diǎn)進(jìn)行高性能汽車輪胎用橡膠加工應(yīng)用研究,共同拓展市場。
重視溶聚丁苯集成橡膠基礎(chǔ)研究
集成橡膠是一種結(jié)構(gòu)性能優(yōu)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(nèi)在此領(lǐng)域沒有專利。擁有溶聚丁苯橡膠工藝的生產(chǎn)企業(yè)亟須在配合生產(chǎn)裝置開展消化吸收再創(chuàng)新的同時,開展集成橡膠的基礎(chǔ)研究,為將來綠色輪胎技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
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