山东省新材料产业链标准创新引领产业发展的研究与探索

陈学海 谢淑娟 陆洲 高斐

摘 要：为贯彻实施创新驱动发展战略，山东省以国家技术标准创新基地建设为契机，充分挖掘标准必要专利的重要价值，坚定不移地探索技术专利化、专利标准化、标准产业化、产业市场化的实现路径，以聚氨酯产业链上中下游相关产业、技术、专利、标准为落腳点，依托标准必要专利数据库，搭建技术、产品、标准一体化服务平台，重点研究聚氨酯产业链国内外标准化发展方向，对标准“走出去”模式和路径进行分析探索，总结形成聚氨酯产业链领域的创新发展模式。通过技术、产品、标准一体化服务平台的应用，整合行业上下游创新资源，强化产学研用协作，加强技术标准创新资源共建共享，建立和完善新材料领域新型标准体系，实现了以标准化助推创新技术和产品市场化、产业化和国际化。

关键词：新材料，标准必要专利，数据库，创新驱动发展，技术支撑

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.19.017

Research and Exploration on Leading the Development of New Material Industry Chain in Shandong Province with Standards Innovation—Taking the Polyurethane Industry Chain as An Example

CHEN Xue-hai1 XIE Shu-juan2* LU Zhou3 GAO Fei4

（1. Linyi Inspection and Testing Center； 2. Shandong Institute of Standardization； 3. Automation Equipment Maintenance Factory； 4. Jinan West Locomotive Depot of China Railway Jinan Group Co.， Ltd.）

Abstract： In order to implement the innovation driven development strategy， Shandong Province takes the construction of a national technology standards innovation base as an opportunity to fully tap into the important value of standard essential patents， and firmly explore the implementation path of technology patenting， patent standardization， standards industrialization， and industrial marketization. Taking the relevant industries， technologies， patents， and standards in the upstream， middle， and downstream of the polyurethane industry chain as the foothold， the paper relies on the standard essential patent database， builds the integrated service platform for technologies， products and standards， and focuses on research on the standardization development direction of the polyurethane industry chain at home and abroad. The paper analyzes and explores the “going global” mode and path for standards， and summarizes and forms innovative development models in the fi eld of polyurethane industry chain. Through the application of the integrated service platform for technology， products， and standards， and integration of upstream and downstream innovation resources in the industry， Shandong strengthens collaboration between industry， academia， research and application， strengthens the co-construction and sharing of technological standards innovation resources， establishes and improves a new standard system in the field of new materials， where standardization promotes the marketization， industrialization， and internationalization of innovative technologies and products.

Keywords： new material， standard essential patent， database， innovation-driven development， technical support

0 引 言

材料是人类一切生产和生活的物质基础，历来是生产力的标志，所以对材料的认识和利用能力，直接决定社会形态和人们的生活质量。新材料则是战略新兴产业发展的基石。“世界化工看中国，中国化工看山东”，山东作为名副其实的中国化工第一省，对于全国化工产业而言具有极为重要的风向标意义。本文深入总结化工新材料领域唯一的国家技术标准创新基地建设经验，以聚氨酯产业链为基础，开展标准化引领创新发展模式研究，为实现聚氨酯产业技术专利化、专利技术标准化、标准技术产业化、产业技术市场化提供可鉴可学的范本与资材。

1 聚氨酯产业链发展现状

1.1 聚氨酯产业链简介

聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，产业链上游可分为异氰酸酯类（包括MDI、TDI等，又称作“黑料”）、聚酯多元醇与聚醚多元醇类（包括PO、PTMEG、PPG等，又称作“白料”）和助溶剂类（如DMF、甲乙酮以及稳定剂、阻燃剂等）；产业链中游主要包括泡沫体系和CASE体系，泡沫体系主要有聚氨酯硬泡与软泡，CASE体系主要是用来生产涂料、胶黏剂、封闭剂和弹性体；下游应用市场涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建材、汽车、国防、航天、航空等。

1.2 国内外聚氨酯行业现状分析

从市场规模看，聚氨酯制品等精细化工品成为全球各个国家调整产业结构升级的重点方向之一，2019年全球聚氨酯市场规模首次突破600亿美元，2020年降至600亿美元以下，2021年市场规模同比增长5%以上，达630亿美元。预计在2027年全球聚氨酯市场规模有望突破840亿美元。从市场销量分析，亚洲及中东地区的聚氨酯原料市场推动着全球聚氨酯市场的发展，2021年，全球聚氨酯销量约25百万吨，同比增长3.5%，初步预计在2023年全球聚氨酯销量可达到27百万吨。从消费量看，聚氨酯广泛应用在泡沫材料、氨纶、合成革、鞋底原液、弹性体、涂料、胶粘剂/粘合剂等领域，2017—2019年呈消费量增长态势，2020年有所下降，消费量约2360万吨，2021年市场消费量回升到2400万吨以上。

1.3 国内外聚氨酯行业专利技术分析

亚太地区是全球聚氨酯材料的主要市场，占据了全球市场份额的35%左右，同时也是全球聚氨酯技术的主要来源地，中国作为聚氨酯第一大技术来源国，其聚氨酯专利申请量占全球聚氨酯专利总申请量的45%以上，其次是日本，专利申请量占总量的20%左右。北美和欧洲聚氨酯材料市场分别占据了全球市场份额的27%和23%左右，美国、韩国、欧洲专利局、德国等专利申请量分别占比约为10%、8%、6%、5%。总体来看聚氨酯产业技术专利化水平和市场份额的比例成正比例关系。

2 化工新材料国家技术标准创新基地建设情况

2.1 化工新材料国家技术标准创新基地建设内容

一是开展化工新材料领域国内外标准化总体情况分析，研究重点国际、国内标准化方向，对标准“走出去”模式和路径进行分析，了解化工新材料领域前沿、行业动态和国际标准化运作模式，技术标准创新基地建设带领科研-标准-产业协同“走出去”，为开拓国际市场奠定基础。二是研究化工新材料科技成果转化为技术标准的标准化工作平台建设方案，搭建技术、产品、标准一体化服务平台，联合产业链相关标准创新基地，探索基地间合作模式，实现产业链上中下游产业技术、标准信息和产业技术及其标准化复合型人才的汇聚。三是运用标准化手段，以需求为导向，提升标准应用效能，面向聚氨酯产业链上中下游对材料的性能和质量等方面的需求，开展多应用领域企业标准族的研究，以联盟为依托，实现“标准+检测认证”的标准引领产业链转型升级的一体化模式。四是依托自主知识产权和全球最具综合竞争力的气相光气化制H12MDI/ HDI/IPDI等异氰酸酯共性技术，形成了一条产品走出去，带动技术走出去；技术走出去，推动标准走出去；标准走出去，助力产业走出去的“科研-标准-产业协同”的走出去模式。

2.2 化工新材料国家技术标准创新基地建设亮点

一是“标准化+科技成果转化”，打造以材料生产技术、工程应用技术问题为导向，以应用领域需求场景为依托的科技成果转化为标准的创新模式。二是“标准化+知识产权”，围绕聚氨酯制备关键工艺技术，建立了聚氨酯产业链上中下游全链条关键制备工艺专利族，构建了聚氨酯全产业链标准必要专利数据库。三是“標准化+产业链技术”对标全球顶尖标准化科研工作平台，积极开展聚氨酯上游原料合格供应标准体系、聚氨酯中游生产及检测认证技术、聚氨酯下游应用可靠性技术研究及其标准化研究，构建了拥有全球顶尖科研能力的“硬核”标准化工作平台。四是实行“标准化+运营战略”，整合全球化工新材料创新要素资源，在产品标准、检测标准、制造工艺标准等方面实现了中外多国语言的翻译和输出，通过中外技术标准的交流，提升技术工艺水平、产品设计与制造能力，促进优势技术、商业模式与应用场景创新，提高基地建设相关企业国际化经营能力与竞争力。

3 山东省聚氨酯产业链标准体系建设情况

从聚氨酯产业链上游原材料领域构建了以质量、成本、交货、服务、技术、资产、员工与工艺流程为主线的异氰酸酯类、聚酯多元醇类、聚醚多元醇类和助溶剂类原材料管理标准体系。从聚氨酯中游生产领域建设了生产工艺、产品性能检测、产品质量认证技术为主线的泡沫体系和CASE体系产品技术标准体系。从聚氨酯下游应用领域，面向家具、家电、建筑节能材料等工程材料生产应用建立了材料质量检测、工程应用技术为主的标准体系。标准体系示意图如图1所示。

对应聚氨酯产业链标准体系，在聚氨酯产业链上游原材料领域，聚集形成了异氰酸酯类、聚酯多元醇类、聚醚多元醇类和助溶剂类原材料制备关键工艺为主体的聚氨酯产业链上游专利族，在聚氨酯泡沫体系和CASE体系产品生产关键工艺技术方面，建立了聚氨酯产业链中游专利族，面向环保家具、建筑保温、家电节能等领域，建立了聚氨酯产业链下游专利族。为充挖掘聚氨酯产业链价值，通过化工新材料国家技术标准创新基地建设，开拓出专利技术、标准和产业一体化发展的路径，建立了聚氨酯产业链标准必要专利数据库，为产业技术的投资提供技术方面的支撑，为专利技术的研发布局提供参考，为产业技术的投资提供技术方面的支撑。

4 化工新材料国家技术标准创新基地建设存在的问题

（1）标准的缺失，无法最大限度满足材料最终用户的选材需求。主要体现在新材料产业链下游的航空航天、国防军工、电子电气、机械工业、医药医疗等行业领域，对新材料的工程学应用技术要求等缺失，导致新材料工程应用中性能指标检测标准缺失，导致新材料生产厂家的材料无法直接应用在航空航天、国防军工、电子电气、机械工业、医药医疗等行业领域，还需要相关领域的企业进行新材料改性的研究和工程制备的探索。

（2）标准与技术的联系不够紧密[1]，无法实现材料领域技术进步与标准研究的高度匹配。技术创新与变革的速度明显快于传统标准组织制定标准，而新材料产业的转型升级对标准的适应性和时效性要求越来越高。然而，我国材料产业标准的创新能力不足，标准研制落后于材料研发，标准更新与新材料发展无法同步；已发布的标准覆盖性不佳，多偏向于基础类和化学分析类，导致新材料标准的预先研究动力不足，多数新材料的标准制订和修订速度跟不上产品研发速度。

（3）工艺技术的保护制度不健全[2]，导致无法满足材料工业绿色化/柔性制造/精准制造全流程工艺控制对标准的要求。我国的材料标准多为产品标准和试验方法标准，缺失相关的产品评价标准、工艺过程评价标准和评价实施标准，由此导致材料评价体系不够完善。此外，材料的评价和认证较多沿用国外已有的认证体系和评价标准，严重制约了我国新材料领域的发展。

（4）新产品检测、试验、分析及验证[3]。支持新产品、新技术在应用示范验证过程中产生的相关测试、验证等能力，无法满足材料全生命周期服役性能及其演化规律对标准的需求。采用国际、国外标准时，研究和试验验证工作不足，导致出现被动采用多、自主制定少。自主知识产权的核心检测能力薄弱，尚未形成。

5 新材料产业链标准引领产业发展的建议

（1）推进标准必要专利库成为一个基础性项目，赋能我省新材料企业和产业，共同为新材料企业在国际市场上赢得更多的话语权，提升中国企业在国际市场中的竞争力。我国目前暂无新材料标准必要专利数据库，以烟台万华化学新材料标准国家技术标准创新基地建设为契机，建设新材料标准必要专利数据库非常有意义。

（2）建立产业链链长企业牵头，材料供应商、用户及检验检测组织为核心的标准制修订工作组，从标准制定之初，就以标准实际应用为目的；建立健全核心技术的保护和标准推广应用的结合机制，使更多的企业愿意将核心技术和专利技术写入标准，更多的标准应用单位愿意使用含有专利技术的标准，并缴纳费用。形成“新材料标准必要专利信息利用”“新材料标准必要专利布局规划”“全过程新材料标准必要专利管理”等一整套“新材料标准必要专利培育模式”。

（3）新材料研发过程中存在三类重点需要进行标准必要专利的挖掘。第一，对材料结构进行专利申请。研发人员采用物理或化学方法改变物质微观或宏观层面的结构，进而形成具有特殊性能的材料，科研人员应积极对该种材料提交专利申请，从源头上保护新材料的研发成果。第二，对材料的制备技术提交专利申请。材料的加工、处理过程，是从原料到基础材料，再到最终产品，中间阶段存在多种技术和工艺，如冶炼、反应合成、烧结，以及成型、改性和连接等，选择合适的工艺和方法是产品满足技术要求的重要条件，企业应当及时对此类技术方案提交专利申请。第三，要重视对设备装置进行专利保护。设备和装置是新材料生产的重要工具，完成一定的工艺流程需要相应的设备与其配套，因此重视对装备的研发和改进也是制造高质量新材料产品的必然要求。

（4）探索建立标准必要专利全民监督保护机制。标准必要专利的保护，不单要专利所有者关注，更要发动群众的监督自觉。鼓励全民监督保护，不但可以减轻专利所有者的维权投入，也更利于培养全民知识产权意识，是我国鼓励创新和领先的重要措施，也是落实创新国策和提升我国全球竞争力的必由之路。

6 结 语

我国新材料企业在与国际巨头的博弈中常处于劣势地位。究其原因，主要是大多数技术领域的标准必要专利都掌握在工业发达国家及其跨国公司手中，特别是在战略性新材料领域，我国企业专利积累相对较少，拥有的标准必要专利不足，常处于被许可方的角色，谈判筹码非常有限。要解决这一问题，我国企业最根本的还是要“修炼内功”，密切跟踪技术发展方向，找出技术创新突破口，进行周密的专利布局，形成强有力的专利组合，积极参与标准的修订，不断提高话语权[4]。

随着经济全球化和全球信息化进程的快速发展，国内企业与国际巨头间的新材料标准必要专利纠纷时有发生，并呈日益激烈之势[5]。但是很多国内企业还处于“无米之炊”的困境，对于专利许可费率的谈判束手无策，对于技术标准的制定更是“纸上谈兵”。

以掌握核心技术的隐形冠军——万华化学为核心，以新材料国家技术标准创新基地建设为契机，围绕标准研究、制定、实施、管理全流程及国际标准化工作，建立新材料标准必要专利数据库，积极引导企业通过研究并应用标准必要专利数据库信息，充分利用标准必要专利这一载体，实现内外兼修，既加强技术创新，增强核心专利储备，又关注国内外判例，参与国际标准制定，才能在与国际巨头的博弈中立于不败之地。

参考文献

[1]王矛，王洋，劉晶，等.制造业重点领域标准体系建设研究[J].中国工程科学，2021，23（3）：16-24.

[2]郭小勇，张燕歌，徐春红，等.技术标准体系与专利池的关系和协调发展研究[J].中国标准化，2023（3）：38-41.

[3]李悦，李茂东.石墨烯材料专利标准化分析与对策[J].化工新型材料，2022，50（11）：26-30+36.

[4]张芮，陈晓占，牟映璇，等.标准与专利融合机制探究[J].中国标准化，2022（22）：22-25.

[5]高艳炫，侯雪滢，谢园，等.基于标准必要专利的标准运营研究与建议[J].标准科学，2022（S1）：34-37.

作者简介

陈学海，本科，副高级工程师，长期从事产品质量检验检测及标准化研究工作。

（责任编辑：袁文静）