ABS树脂具有抗冲击强度高、耐热、耐低温性能较好及加工容易等特点,广泛应用于电子电器、汽车零部件、文教用品、生活用品和工业零件等领域。2006年,世界ABS(含SAN)产能达9000kt/a,总消费量约6000kt/a,预计到2007年和2012年全球ABS需求量将分别达到7100kt/a和8200kt/a。ABS产能目前主要集中在北美、西欧和亚洲地区,奇美、拜耳、LG化学、巴斯夫、GE塑料、台湾化学和纤维公司是主要生产商。
截止到2006年4月,我国ABS树脂生产厂家共有9家,总生产能力为1330kt/a。主要采用乳液接枝本体SAN掺混工艺和乳液接枝悬浮SAN掺混法。其中浙江宁波LG甬兴化学公司的产能为300kt/a,是目前我国最大的ABS树脂生产装置。2006年ABS产能达到1800kt/a,需求量达到2970-3050kt/a,缺口1000kt/a以上。预计2009-2015年年均需求增长率为6%,到2009年,我国ABS树脂市场需求量将达到3900kt左右,2015年消费量约为4900kt。由于ABS树脂需求的稳定增长,跟踪和了解国外ABS树脂生产和工艺技术进展对我国相关行业的发展是十分重要的。
专利文献是集科技、经济和法律为一体的信息源,通过查阅国外专利文献,可以比较全面地了解和掌握国外相关技术领域的发展状况,启迪我国相关行业的技术创新思路,避免决策失误和低水平的重复研究。本文通过检索欧洲专利库、美国专利库等,查阅了1999-2006年的ABS树脂专利申请情况,选取118篇主要涉及有关聚合、后处理、新产品开发及合金方面的专利作为最终分析依据,对国外ABS专利及其技术发展情况进行了分析。
1 专利的时间分布
在所查阅的118项ABS树脂专利中,其时间分布统计见表1所示。

从表1可以看出,ABS树脂专利申请在2000年有一个高峰,随后稍有些回落,在2003年专利申请量又有所增加,随后也呈逐步减少状态。具体的专利申请情况分析如下:
在2005-2006年申请的24项专利当中,韩国的LG与CHEIL两公司申请的专利共计10项,其中,有4项是关于ABS胶乳制备的,其余的是关于特种ABS树脂的制备。此外,在2005-2006年申请的专利中有一个突出的现象,中国企业在国外申请的专利比以往有了大幅度的提高,共计8项,主要申请点是关于低气味丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物树脂材料,及PC/ABS、尼龙/ABS合金方面。中国企业在国外申请专利数量增多,这可能与近年来中国逐步重视知识产权有很大的关系,为了自身产品能够得到最大限度的保护,中国各企业不仅在中国国内申请了专利,同时在国外也申请了相关专利。
在2004年里申请的6项专利中,有5项涉及到透明ABS树脂,有3篇都是LG公司申请的。从中也可以看出,随着国际行业竞争日益激烈的局势下,LG公司对ABS新产品的开发十分重视,同时也说明了LG在ABS新产品开发方面具有很强的实力。另外要说明的是在6项专利中,LG公司在中国申请的CN1466601专利技术,在其他国家也申请了同族专利,目的是希望其专利技术在其他国家也能得到最大限度的保护。
这些专利所开发的透明ABS树脂在保证树脂透明的同时,还兼有许多其他特性,如具有高冲击性、高温伸展性、耐化学稳定性及易加工等特点。在ABS用途方面,还开发有可用于挤出板材及浅色制品的透明ABS。这些专利主要是通过乳液聚合方法,控制接枝在共轭二烯橡胶胶乳上的甲基丙烯酸烷基酯或丙烯酸烷基酯化合物、芳香乙烯基化合物和丙烯腈化合物各单体的混合比例,改善共轭二烯橡胶胶乳的平均粒径和凝胶含量(交联度),控制橡胶胶乳的折射率与单体混合物的折射率相似,从而达到透明与其他性能之间的平衡。
2003年申请专利共20项,有2项有关ABS塑料回收利用方面的专利,这两项专利均是由SONYCORP(索尼化学公司)申请,这说明索尼公司非常重视塑料再生及回收利用,利用现代科技技术和先进的生产方法,制造出各种再生制品如塑料包装材料,从而节约了制造树脂所用的石油原料和树脂制造能耗,对保护环境,降低“白色污染”,推动社会文明发展的进步和经济建设可持续发展具有重要的意义。有3项是关于生产工艺方面,均是韩国LG公司申请的,其余均为特种ABS制备方面的专利。2002年申请专利12项,有1项有关聚合方面,2项有关回收,其余仍为新产品开发方面,2001年申请专利的技术领域状况基本与2003年相似。
从近几年的ABS树脂专利申请来看,特种ABS树脂及合金的开发仍是ABS树脂研究和开发的重点。目前,西欧、北美、日本和韩国都生产有大量高性能、混配的特殊牌号的ABS树脂,分别应用于汽车、器具、电信和建筑领域,ABS树脂新产品具有很大的潜在市场,未来随着ABS市场及用途日益专业化的细分,制品对材料性能要求不断提高,ABS树脂显然要比聚烯烃等材料更能胜任,通过各种手段制得性能更高的工程材料,对于扩大ABS树脂应用领域,替代部分高档工程塑料具有十分重要的作用,特殊牌号和特殊用途的ABS树脂将是未来发展主要方向。
2 专利权人分布情况
ABS树脂专利权人分布情况见表2。

(1)迄今为止,韩国是世界第三大ABS树脂生产基地,并且在最近几年里,其ABS专利申请数量也呈现明显上升趋势,所有专利主要集中在韩国的LG公司和CHEIL两个公司,两家公司所申请专利之和已占到总专利数的33%以上。
在申请的有关ABS聚合方面的专利中可以发现,韩国企业着重在与ABS产品质量相关的胶乳质量、粒径、凝胶含量等,以及连续本体工艺控制和如何提高ABS产量等方面作了大量的技术研发工作。
在新产品开发方面,韩国企业则侧重于透明、耐热、抗冲ABS及阻燃PC/ABS的开发。通过专利内容可以看出,它们所开发的ABS新产品,大多是通过在聚合过程中,提供不同类型及性能的胶乳,从而制备出适应不同领域和不同要求特种ABS树脂,它是从聚合过程中就对ABS的质量进行了改进,因此其公司的特种ABS质量相对比较稳定。
(2)中国企业在2004年前在国外申请的专利不是很多,但2005-2006年申请的专利数量有大幅度的增加,两年之间申请了10项专利,主要公司是:上海普利特复合材料有限公司、佛山顺德汉达精密电子科技有限公司、金达管材工业有限公司。其中上海普利特复合材有限公司的申请点主要是关于低气味ABS材料及各类ABS合金材料的制备方面,佛山顺德汉达精密电子科技有限公司申请了关于PC/ABS共聚物回收方面的专利,而金达管材工业有限公司料则是管材用PVC/ABS共聚物的制备方法。各公司都根据自己公司的产品技术申请了专利,确保对产品最大程度的保护。
(3)BAYER公司共申请ABS树脂专利10项,仅有一项是有关连续本体工艺的专利,它是应用于制造挤出级ABS树脂的,其产品具有优异的性能,适合作冰箱内衬材料。
BAYER公司的另外9项专利都是有关ABS新产品的,产品品种有耐热、高冲、高黏度、ABS/PS、PC/ABS等,BAYER公司的ABS新产品专利除涉及到各种ABS树脂的制备过程以外,还涉及到ABS接枝聚合物的混配和挤出过程,大多数ABS聚合物主要是利用不同粒径的聚丁二烯胶乳与苯乙烯/丙烯腈接枝而成,其中聚丁二烯胶乳粒径分别为230、250-330、350nm,苯乙烯和丙烯腈接枝聚合物可通过溶液、本体和悬浮的方法获得,单体可选自a-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸酯和/或N-苯基马来酰亚胺。
(4)GE公司最近5年共申请ABS树脂专利8项,所有专利都是有关特种ABS树脂的,产品品种包括透明易着色ABS、PC/ABS、玻纤增强ABS合金,尤其是最近2-3年里对ABS合金研究的比较多,在ABS合金专利中并不只是单一的提高某一项功能,而是具备多种复合性能。
(5)中国台湾省奇美公司是亚太地区较大ABS树脂生产商,产品品种及性能相对较好。通过分析我们所查阅的奇美公司专利年限,均是2003和2004年的,专利技术大多集中在新产品开发方面,但是它们的新产品开发从最初的胶乳到最后的后处理成型整个ABS生产工艺过程中都有所改进,这也能够最大程度地保证了其质量及性能。奇美公司总共申请了5项专利,其中有2项涉及含水量大于2%(质量分数)ABS挤出技术,而且这两项专利都是在美国申请的专利。在这个过程中使用了一种含有复配磷酸盐的抗氧剂,这种抗氧剂含有99.9%(质量分数)的有机亚磷酸盐或有机磷酸盐0.1%-80%(质量分数)由表面调节剂处理过的酸价金属盐,这种抗氧剂可以保证ABS湿粉在挤出干燥中,避免磷酸盐的分解,物料颜色不发黄,提高最终ABS树脂产品的稳定性,改善ABS树脂加工性能,这项技术对于我国ABS树脂生产及产品质量改进将具有很高的参考价值。
剩余专利均是有关特种ABS及合金产品的制备技术,其中包括PC/ABS、透明ABS、耐候ABS及冰箱板材ABS。这些专利即包括基础ABS原料的制备技术,也包括后面掺混技术。
(6)其他40项专利中,日本各公司申请的占了绝大多数,它们的专利大多集中在1999-2001年,最近两年来的专利申请数量比较少,只有2003年公布的索尼公司申请的有关ABS树脂再回收利用的专利。此外,申请专利的日本公司比较分散,各公司申请的专利数不是太多,但合计约为23项,在专利申请中也占据着比较大的比例,约为25%。日本申请ABS树脂专利的公司主要包括:钟渊化学工业公司、电气化学工业公司、三菱公司、索尼公司、帝人化学公司、大八化学公司、佳能公司。就其专利技术内容来看,日本申请的ABS树脂专利有关聚合方面的不多,大多是ABS混合物产品,其ABS树脂新产品大多都是采用掺混的方法制得。
3 专利的技术领域分布情况
根据专利所涉及的技术领域进行分类,列入统计的118项专利技术领域分布结果见表3。

由表3可以看出,在ABS树脂专利申请中,大多数专利技术是关于ABS新产品方面的,其中包括特种ABS和ABS合金,它们两者之和已占据到总专利数的72%,所占比例相当大。从另一侧面也充分说明,ABS树脂正向着高性能化方向发展。
目前ABS新产品的研究与开发越来越受到各ABS树脂生产公司的重视,各大公司在ABS新产品上都投入了大量的人力和物力,从基础胶乳合成,接枝单体多样化、生产工艺改进及合金化等多方面入手,努力实现ABS产品系列化、高功能化、多功能化及专用化。旨在从根本上提高ABS树脂产品的质量,扩大ABS树脂应用领域,增强企业综合实力,最终在ABS行业竞争中占据有利地位。
4 综合分析结果
通过上述对专利的分析,我们可以大致看到世界ABS树脂技术的总体发展趋势。国外ABS专利技术的整体专利战略布局主要集中在ABS新产品开发方面,特种ABS树脂的开发对于提高ABS树脂总体质量,扩大其使用范围,增强ABS产品竞争力都具有十分重要的意义。大型ABS树脂生产公司都加大了ABS新产品开发的力度,努力实现ABS产品系列化、高功能化、多功能化及专用化。同时一些公司在专利申请战略上采用专利信誉战术,在公众中树立一个技术能力强劲的形象,保持其在ABS树脂行业中具有的较强的实力及强有力的发展势头。
在一些传统应用领域,我国ABS树脂目前正面临越来越多的竞争压力,市场份额已经开始降低,为保证和扩大原有ABS树脂的市场份额,国内企业必须从提高自身技术水平着手,调整产业结构,加大研发力度,努力提高产品的性能和质量,丰富产品种类和牌号。
作者简介:杨世元,1965年出生,西北师范大学在读博士,高级工程师,主要从事高分子材料加工方面的工作,发表文章十余篇。
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