合成橡胶路在何方

○ 文/兰晓东 邹雪萍 仇国贤

近年来，我国合成橡胶工业技术开发能力不断增强，形成相对完备的合成橡胶产业体系。但与发达国家相比，我国某些胶种在生产技术水平、产品性能、知识产权保护等方面仍有差距。

经过半个世纪的发展，我国已成为世界合成橡胶生产和消费大国。2012年，我国合成橡胶产量超过280万吨，表观消费量达到380万吨，已经成为名副其实的合成橡胶生产和消费大国，产量、消费量均居世界首位。国内技术开发能力不断增强，掌握了部分胶种生产技术，形成了相对完备的合成橡胶产业体系。但与国外合成橡胶工业相比，我国的合成橡胶在生产技术水平、产品牌号、产品性能等方面仍有差距，制约了我国合成橡胶工业的发展。

我国合成橡胶发展之路

合成橡胶工业既关系到国家经济发展，又关系到国家战略安全。当前，我国合成橡胶工业正迈入一个新的发展时期，装置产能和产量已大幅度提高，产品应用领域不断拓宽。

我国合成橡胶技术经历了技术引进与自主创新相结合的发展过程，自主开发成功了镍系顺丁橡胶等核心生产技术,结合消化吸收再创新集成了成套化乳聚丁苯橡胶、丁腈橡胶技术。这些国产化技术产品在国内市场中保持较高的市场占有率。但是，面对更加激烈的市场竞争和发展要求，技术进步特别是自主知识产权核心技术的形成仍是我国合成橡胶工业发展的不竭动力。

●合成橡胶生产包装线。 供图/CFP

●用合成橡胶制成的玩具娃娃。供图/CFP

从我国合成橡胶工业发展的具体实践看，合成橡胶装置主要以引进技术为主，但各胶种的技术研发、消化吸收与技术创新活动一直十分活跃，不乏专利战略运用较好的企业实例。如兰州化学工业公司1960年从苏联引进了中国第一套乳聚丁苯橡胶生产装置。在此后的发展中，该公司结合工业化实践，通过对已有专利文献的深度分析与技术研究，从配方组分和工艺设计等方面对原有生产装置进行了大量的技术改进、再创新与技术集成，最终形成了居于国际先进水平、具有自主知识产权的成套化技术，并成功应用于中国石油下属的兰州石化和抚顺石化新建乳聚丁苯橡胶项目。我国在乳聚丁苯橡胶领域的后发优势，成功实现了向进攻型战略的转变。

未来，随着我国合成橡胶生产能力的进一步扩大,我国在国际市场上的地位将不断增强，并逐步实现由合成橡胶生产大国向生产强国的转变，努力开发自主技术，增加市场需要的高价值产品，进一步提高我国合成橡胶工业的水平，是我国合成橡胶工业发展的目标和方向。

部分胶种技术开发活跃

目前，世界合成橡胶技术进展主要表现在以下几个方面。一是合成橡胶新产品开发主要集中在高性能轮胎用胶种上，主要包括钕系聚丁二烯橡胶、集成橡胶、卤化丁基橡胶等研究。二是合成橡胶化学改性技术活跃，如氢化改性和离子化改性等。三是气相聚合技术及茂金属催化剂在合成橡胶生产中的应用。四是合成橡胶聚合技术不断进步，如分子设计技术、活性离子聚合技术等可控聚合技术。五是环保型合成橡胶及环保助剂应用与研究进一步加强。

丁苯橡胶是产量最高、消费量最大的通用合成橡胶品种。按生产工艺划分，丁苯橡胶可分为乳聚丁苯橡胶和溶聚丁苯橡胶两大类。我国是世界最大的乳聚丁苯橡胶生产国。从丁苯橡胶申请专利来看，国内丁苯橡胶组合物应用技术2005年开始有较大的增长，而国外的相关技术申请1992年后开始有所增长，至今发展势头仍然强劲。

丁腈橡胶是由丙烯腈与丁二烯共聚的合成橡胶，是一种非结晶性的典型的耐油性橡胶，气密性较好，抗静电性较好，与极性物质的相容性较好，丁腈橡胶的总产量虽然不大，但品种繁多，应用广泛。近年来，中国石油对丁腈橡胶的研究与开发非常活跃，建成200吨/年粉未丁腈橡胶中试生产装置，产品可取代进口的粉末丁腈橡胶；浸渍用羧基丁腈橡胶胶乳已投放市场；开发成功了高饱和度氢化丁腈橡胶，液体端羟基丁腈橡胶也已批量生产。但国内装置规模小，原料单耗及能耗高、成本高。目前，我国橡胶产量不能满足市场需求，进口仍是平衡市场缺口的主要途径。

●目前，我国合成橡胶消费领域主要为轮胎和制鞋行业。两者消费量约占总消费量的65%，其中轮胎业占40%。 供图/CFP

●兰州石化是我国合成橡胶重要生产基地之一，我国合成橡胶产业的众多“第一”都在此诞生。图为20万吨/年丁苯装置自动包装线。 摄影/仇国贤

由中国石油石油化工研究院和兰州石化公司合作开发的丁苯橡胶10万吨/年装置和丁腈橡胶5万吨/年生产装置建成投产，经过几年的生产运行，经济技术指标达到较高水平，表明该装置技术先进，系统成熟，说明我国在合成橡胶成套技术自主开发方面实现历史性突破。

生产技术和产品应用型并重

从我国五大胶种的技术创新主体分布看，国内排名前十位的申请人中，除丁腈橡胶外其他四个胶种国外申请人均占据半壁江山，反映出我国合成橡胶技术创新主体的缺乏，也印证了国外企业对中国合成橡胶市场的重视。当然，专利数量的提升是需要良好的技术创新体系做支撑，国内的相关企业、科研院所应从研发投入、创新机制建立、知识产权文化建设等方面着手，创造良好的知识产权氛围。

同时，明确我国与国外先进水平的技术差距，掌握合成橡胶技术发展动向，结合五大胶种的发展现状，确定自身发展的定位和方向。由于我国合成橡胶以引进技术为主，发达国家和企业对专利战略的运用已经十分熟练，一方面转让的技术不是最先进的技术，另一方面在技术转让或技术许可的同时，利用一些更为先进的专利构筑更多的技术壁垒，提高产品的生产门槛，强化技术优势的垄断性，导致我国在该领域的技术创新以生产技术的优化、改进为主，形成的多是外围专利。而国外已将技术开发的重点转向橡胶应用型技术开发上。

国情决定了今后我国合成橡胶技术的发展应生产技术和产品应用型开发并重。当前，我国国民经济的快速发展，为合成橡胶工业带来新的发展机遇，橡胶加工应用型新技术、橡胶新产品开发、橡胶合成新技术将是未来发展的主要方向。

缺乏整体技术创新能力

近年来，随着汽车、轮胎和橡胶制品业的快速发展，我国合成橡胶工业技术开发能力不断增强，掌握了部分合成橡胶生产技术，形成相对完备的合成橡胶产业体系。但我国合成橡胶工业的自主创新能力不强，在生产技术水平、产品牌号、产品性能、知识产权保护等方面与国外存在较大差距。

目前，我国合成橡胶生产能力形成中石化、中石油、民营和合资企业三分天下局面。合成橡胶消费领域主要是轮胎和制鞋行业，两者的消费量约占总消费量的65%，其中轮胎工业占40%。由于我国合成橡胶产量还不能满足国内实际需求，产品自给率维持在60%左右。面对更加激烈的市场竞争和发展要求，技术进步特别是形成自主知识产权核心技术是我国合成橡胶工业发展的主要动力。

聚丁二烯橡胶（顺丁橡胶）是仅次于丁苯橡胶的世界第二大通用合成橡胶。它具有弹性好、耐磨性和耐低温性能好、生热低、滞后损失小，耐屈绕性、抗龟裂性及动态性能好等特点。目前世界上生产顺丁橡胶大部分采用溶液聚合法，新技术开发的关键是采用新型的钕系镍系催化剂而淘汰传统的钛系催化剂，在不久的将来将会用茂金属催化剂来进行二烯烃聚合。目前，我国聚丁二烯橡胶产能仅次于美国，居世界第二位。

我国的聚丁二烯橡胶专利技术1998年以后呈现非常好的研发势头，每年都有6至8项，而国外聚丁二烯橡胶聚合技术开始于1985年，年申请量为40项左右，到2003年以后将呈现下降趋势，说明聚丁二烯橡胶聚合生产技术相对成熟。国内聚丁二烯橡胶应用技术研发始于21世纪，年均申请量约7项，国外聚丁二烯橡胶应用开始于1985年，到21世纪以后达到最高的水平，年均申请量达到45项，说明21世纪后聚丁二烯橡胶的组合物应用占据专利申请的主导地位，最直接的原因是汽车工业的迅速发展带动轮胎的需求增加，作为汽车轮胎用主要胶种聚丁二烯橡胶组合物改性研究成为主要研发方向。

重视钕系催化剂的研究与开发

丁二烯橡胶的钕系催化剂作为一种新型高效催化剂是未来的重点研究方向。中国石油与长春应化所合作开发的稀土钕系BR技术具备了开发成套技术的能力，申请有相关专利。随着稀土聚丁二烯橡胶市场的不断开拓和成本的进一步降低，产品将更适应和满足轮胎高性能化的需求，稀土聚丁二烯橡胶将是一个以较高的价位进入市场的商机。

目前，在稀土聚丁二烯市场开发方面需要我们解决价格、性能、质量和供应等问题。聚丁二烯橡胶研发和生产单位需要不断对现有技术改进，开发一个申请一项专利，使产品开发实现系列化，不断超越自己，申请专利保护，防止对手绕过自己的专利屏障。另外，从国外专利分析结果来看，国外许多轮胎橡胶公司在有关聚丁二烯催化剂专利中均涉及钕系催化剂，国内也有相关专利。开发钕系催化剂主要是为了达到提高活性、调节分子量、减少催化剂及其聚合体系毒性，同时也能降低催化剂成本。这是一个重要的信息，国内合成橡胶企业必须重视钕系催化剂的研究与开发，尽早实现产业化。

丁腈橡胶要在开发高附加值丁腈橡胶产品的开发与研究，加强核心技术的研发及专利保护。改性是丁腈橡胶重要发展方向之一，国外专利有三分之一是关于丁腈橡胶掺混改性技术，技术主要涉及丁腈橡胶与合成树脂（如PVC）混合制备各种热性弹性体研究，我国丁腈橡胶企业需要加强丁腈橡胶掺混改性研究，以满足橡胶制品需求，拓展丁腈橡胶应用领域。

乙丙橡胶要加强引进技术消化吸收、产品升级及技术创新，尽早形成具有自主知识产权的产品和技术。

相比之下，我国丁基橡胶整体技术水平较低。要想让我国丁基橡胶整体技术水平的全面得到提升，需要加强与拥有核心技术的国外公司技术交流，直接引进国外先进技术建设生产装置。

积极发展环保型丁苯橡胶

为了应对日益严格的环保法规，实现产品的环保化，世界各大丁苯橡胶生产商和轮胎生产公司纷纷开展环保助剂的开发和芳烃油的替代工作，环保橡胶的开发势在必行。到目前为止，国外的专利申请对我国还不能构成技术障碍，国内在此领域很有希望形成自己的自主知识产权技术。我国合成橡胶企业须加大环保橡胶及环保助剂研究与开发力度，尽快形成自己的专利技术，挺进环保橡胶市场。

国内丁苯橡胶专利技术主要集中丁苯橡胶聚合技术、丁苯橡胶改性沥青应用和丁苯橡胶组合物应用研究方面。其中聚合技术占到了主导地位，申请比例约为专利申请总量的51%，大多数专利仍然是涉及丁苯橡胶的聚合和聚合催化剂。目前，全球丁苯橡胶产量约占乳聚丁苯橡胶的60%。国外充油丁苯橡胶除大量应用于客车和轿车轮胎胎面、胎侧外，还广泛用于输送带、胶管及电线电缆等工业制品，我国充油丁苯橡胶仅占乳聚丁苯橡胶的30%。即使这样，国内的充油丁苯橡胶产量远不能满足市场的需求。所以，第一，国内企业要对丁苯橡胶做好环保橡胶及环保助剂的研究，通过装置不断的完善，加大充油橡胶的产量。第二，加强橡胶填充油及调和技术研发，不断提高充油丁苯橡胶质量，满足制品性能需求。第三，加快高性能汽车轮胎用橡胶加工应用研究。

近年来，国外已将技术开发的重点转向橡胶应用型技术开发上。对于高性能轮胎用丁苯橡胶应用技术研发成为国外公司目前丁苯橡胶研发的热点。国外66%的丁苯橡胶专利是关于汽车轮胎用橡胶组合物，同时在中国也申请许多相关专利。因此，我国在自行开发该类专利技术时，采用专利回避策略，重点开展反式结构橡胶、白炭黑补强和集成橡胶等高性能轮胎用橡胶加工应用研究。另外还可考虑与国内大型轮胎制造企业合作，重点进行高性能汽车轮胎用橡胶加工应用研究，共同拓展市场。