山東省新材料產業鏈標準創新引領產業發展的研究與探索

陳學海 謝淑娟 陸洲 高斐

摘 要：為貫徹實施創新驅動發展戰略，山東省以國家技術標準創新基地建設為契機，充分挖掘標準必要專利的重要價值，堅定不移地探索技術專利化、專利標準化、標準產業化、產業市場化的實現路徑，以聚氨酯產業鏈上中下游相關產業、技術、專利、標準為落腳點，依托標準必要專利數據庫，搭建技術、產品、標準一體化服務平臺，重點研究聚氨酯產業鏈國內外標準化發展方向，對標準“走出去”模式和路徑進行分析探索，總結形成聚氨酯產業鏈領域的創新發展模式。通過技術、產品、標準一體化服務平臺的應用，整合行業上下游創新資源，強化產學研用協作，加強技術標準創新資源共建共享，建立和完善新材料領域新型標準體系，實現了以標準化助推創新技術和產品市場化、產業化和國際化。

關鍵詞：新材料，標準必要專利，數據庫，創新驅動發展，技術支撐

DOI編碼：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

材料是人類一切生產和生活的物質基礎，歷來是生產力的標志，所以對材料的認識和利用能力，直接決定社會形態和人們的生活質量。新材料則是戰略新興產業發展的基石。“世界化工看中國，中國化工看山東”，山東作為名副其實的中國化工第一省，對于全國化工產業而言具有極為重要的風向標意義。本文深入總結化工新材料領域唯一的國家技術標準創新基地建設經驗，以聚氨酯產業鏈為基礎，開展標準化引領創新發展模式研究，為實現聚氨酯產業技術專利化、專利技術標準化、標準技術產業化、產業技術市場化提供可鑒可學的范本與資材。

1 聚氨酯產業鏈發展現狀

1.1 聚氨酯產業鏈簡介

聚氨酯是一種新興的有機高分子材料，被譽為“第五大塑料”，產業鏈上游可分為異氰酸酯類（包括MDI、TDI等，又稱作“黑料”）、聚酯多元醇與聚醚多元醇類（包括PO、PTMEG、PPG等，又稱作“白料”）和助溶劑類（如DMF、甲乙酮以及穩定劑、阻燃劑等）；產業鏈中游主要包括泡沫體系和CASE體系，泡沫體系主要有聚氨酯硬泡與軟泡，CASE體系主要是用來生產涂料、膠黏劑、封閉劑和彈性體；下游應用市場涉及輕工、化工、電子、紡織、醫療、建筑、建材、汽車、國防、航天、航空等。

1.2 國內外聚氨酯行業現狀分析

從市場規模看，聚氨酯制品等精細化工品成為全球各個國家調整產業結構升級的重點方向之一，2019年全球聚氨酯市場規模首次突破600億美元，2020年降至600億美元以下，2021年市場規模同比增長5%以上，達630億美元。預計在2027年全球聚氨酯市場規模有望突破840億美元。從市場銷量分析，亞洲及中東地區的聚氨酯原料市場推動著全球聚氨酯市場的發展，2021年，全球聚氨酯銷量約25百萬噸，同比增長3.5%，初步預計在2023年全球聚氨酯銷量可達到27百萬噸。從消費量看，聚氨酯廣泛應用在泡沫材料、氨綸、合成革、鞋底原液、彈性體、涂料、膠粘劑/粘合劑等領域，2017—2019年呈消費量增長態勢，2020年有所下降，消費量約2360萬噸，2021年市場消費量回升到2400萬噸以上。

1.3 國內外聚氨酯行業專利技術分析

亞太地區是全球聚氨酯材料的主要市場，占據了全球市場份額的35%左右，同時也是全球聚氨酯技術的主要來源地，中國作為聚氨酯第一大技術來源國，其聚氨酯專利申請量占全球聚氨酯專利總申請量的45%以上，其次是日本，專利申請量占總量的20%左右。北美和歐洲聚氨酯材料市場分別占據了全球市場份額的27%和23%左右，美國、韓國、歐洲專利局、德國等專利申請量分別占比約為10%、8%、6%、5%。總體來看聚氨酯產業技術專利化水平和市場份額的比例成正比例關系。

2 化工新材料國家技術標準創新基地建設情況

2.1 化工新材料國家技術標準創新基地建設內容

一是開展化工新材料領域國內外標準化總體情況分析，研究重點國際、國內標準化方向，對標準“走出去”模式和路徑進行分析，了解化工新材料領域前沿、行業動態和國際標準化運作模式，技術標準創新基地建設帶領科研-標準-產業協同“走出去”，為開拓國際市場奠定基礎。二是研究化工新材料科技成果轉化為技術標準的標準化工作平臺建設方案，搭建技術、產品、標準一體化服務平臺，聯合產業鏈相關標準創新基地，探索基地間合作模式，實現產業鏈上中下游產業技術、標準信息和產業技術及其標準化復合型人才的匯聚。三是運用標準化手段，以需求為導向，提升標準應用效能，面向聚氨酯產業鏈上中下游對材料的性能和質量等方面的需求，開展多應用領域企業標準族的研究，以聯盟為依托，實現“標準+檢測認證”的標準引領產業鏈轉型升級的一體化模式。四是依托自主知識產權和全球最具綜合競爭力的氣相光氣化制H12MDI/ HDI/IPDI等異氰酸酯共性技術，形成了一條產品走出去，帶動技術走出去；技術走出去，推動標準走出去；標準走出去，助力產業走出去的“科研-標準-產業協同”的走出去模式。

2.2 化工新材料國家技術標準創新基地建設亮點

一是“標準化+科技成果轉化”，打造以材料生產技術、工程應用技術問題為導向，以應用領域需求場景為依托的科技成果轉化為標準的創新模式。二是“標準化+知識產權”，圍繞聚氨酯制備關鍵工藝技術，建立了聚氨酯產業鏈上中下游全鏈條關鍵制備工藝專利族，構建了聚氨酯全產業鏈標準必要專利數據庫。三是“標準化+產業鏈技術”對標全球頂尖標準化科研工作平臺，積極開展聚氨酯上游原料合格供應標準體系、聚氨酯中游生產及檢測認證技術、聚氨酯下游應用可靠性技術研究及其標準化研究，構建了擁有全球頂尖科研能力的“硬核”標準化工作平臺。四是實行“標準化+運營戰略”，整合全球化工新材料創新要素資源，在產品標準、檢測標準、制造工藝標準等方面實現了中外多國語言的翻譯和輸出，通過中外技術標準的交流，提升技術工藝水平、產品設計與制造能力，促進優勢技術、商業模式與應用場景創新，提高基地建設相關企業國際化經營能力與競爭力。

3 山東省聚氨酯產業鏈標準體系建設情況

從聚氨酯產業鏈上游原材料領域構建了以質量、成本、交貨、服務、技術、資產、員工與工藝流程為主線的異氰酸酯類、聚酯多元醇類、聚醚多元醇類和助溶劑類原材料管理標準體系。從聚氨酯中游生產領域建設了生產工藝、產品性能檢測、產品質量認證技術為主線的泡沫體系和CASE體系產品技術標準體系。從聚氨酯下游應用領域，面向家具、家電、建筑節能材料等工程材料生產應用建立了材料質量檢測、工程應用技術為主的標準體系。標準體系示意圖如圖1所示。

對應聚氨酯產業鏈標準體系，在聚氨酯產業鏈上游原材料領域，聚集形成了異氰酸酯類、聚酯多元醇類、聚醚多元醇類和助溶劑類原材料制備關鍵工藝為主體的聚氨酯產業鏈上游專利族，在聚氨酯泡沫體系和CASE體系產品生產關鍵工藝技術方面，建立了聚氨酯產業鏈中游專利族，面向環保家具、建筑保溫、家電節能等領域，建立了聚氨酯產業鏈下游專利族。為充挖掘聚氨酯產業鏈價值，通過化工新材料國家技術標準創新基地建設，開拓出專利技術、標準和產業一體化發展的路徑，建立了聚氨酯產業鏈標準必要專利數據庫，為產業技術的投資提供技術方面的支撐，為專利技術的研發布局提供參考，為產業技術的投資提供技術方面的支撐。

4 化工新材料國家技術標準創新基地建設存在的問題

（1）標準的缺失，無法最大限度滿足材料最終用戶的選材需求。主要體現在新材料產業鏈下游的航空航天、國防軍工、電子電氣、機械工業、醫藥醫療等行業領域，對新材料的工程學應用技術要求等缺失，導致新材料工程應用中性能指標檢測標準缺失，導致新材料生產廠家的材料無法直接應用在航空航天、國防軍工、電子電氣、機械工業、醫藥醫療等行業領域，還需要相關領域的企業進行新材料改性的研究和工程制備的探索。

（2）標準與技術的聯系不夠緊密[1]，無法實現材料領域技術進步與標準研究的高度匹配。技術創新與變革的速度明顯快于傳統標準組織制定標準，而新材料產業的轉型升級對標準的適應性和時效性要求越來越高。然而，我國材料產業標準的創新能力不足，標準研制落后于材料研發，標準更新與新材料發展無法同步；已發布的標準覆蓋性不佳，多偏向于基礎類和化學分析類，導致新材料標準的預先研究動力不足，多數新材料的標準制訂和修訂速度跟不上產品研發速度。

（3）工藝技術的保護制度不健全[2]，導致無法滿足材料工業綠色化/柔性制造/精準制造全流程工藝控制對標準的要求。我國的材料標準多為產品標準和試驗方法標準，缺失相關的產品評價標準、工藝過程評價標準和評價實施標準，由此導致材料評價體系不夠完善。此外，材料的評價和認證較多沿用國外已有的認證體系和評價標準，嚴重制約了我國新材料領域的發展。

（4）新產品檢測、試驗、分析及驗證[3]。支持新產品、新技術在應用示范驗證過程中產生的相關測試、驗證等能力，無法滿足材料全生命周期服役性能及其演化規律對標準的需求。采用國際、國外標準時，研究和試驗驗證工作不足，導致出現被動采用多、自主制定少。自主知識產權的核心檢測能力薄弱，尚未形成。

5 新材料產業鏈標準引領產業發展的建議

（1）推進標準必要專利庫成為一個基礎性項目，賦能我省新材料企業和產業，共同為新材料企業在國際市場上贏得更多的話語權，提升中國企業在國際市場中的競爭力。我國目前暫無新材料標準必要專利數據庫，以煙臺萬華化學新材料標準國家技術標準創新基地建設為契機，建設新材料標準必要專利數據庫非常有意義。

（2）建立產業鏈鏈長企業牽頭，材料供應商、用戶及檢驗檢測組織為核心的標準制修訂工作組，從標準制定之初，就以標準實際應用為目的；建立健全核心技術的保護和標準推廣應用的結合機制，使更多的企業愿意將核心技術和專利技術寫入標準，更多的標準應用單位愿意使用含有專利技術的標準，并繳納費用。形成“新材料標準必要專利信息利用”“新材料標準必要專利布局規劃”“全過程新材料標準必要專利管理”等一整套“新材料標準必要專利培育模式”。

（3）新材料研發過程中存在三類重點需要進行標準必要專利的挖掘。第一，對材料結構進行專利申請。研發人員采用物理或化學方法改變物質微觀或宏觀層面的結構，進而形成具有特殊性能的材料，科研人員應積極對該種材料提交專利申請，從源頭上保護新材料的研發成果。第二，對材料的制備技術提交專利申請。材料的加工、處理過程，是從原料到基礎材料，再到最終產品，中間階段存在多種技術和工藝，如冶煉、反應合成、燒結，以及成型、改性和連接等，選擇合適的工藝和方法是產品滿足技術要求的重要條件，企業應當及時對此類技術方案提交專利申請。第三，要重視對設備裝置進行專利保護。設備和裝置是新材料生產的重要工具，完成一定的工藝流程需要相應的設備與其配套，因此重視對裝備的研發和改進也是制造高質量新材料產品的必然要求。

（4）探索建立標準必要專利全民監督保護機制。標準必要專利的保護，不單要專利所有者關注，更要發動群眾的監督自覺。鼓勵全民監督保護，不但可以減輕專利所有者的維權投入，也更利于培養全民知識產權意識，是我國鼓勵創新和領先的重要措施，也是落實創新國策和提升我國全球競爭力的必由之路。

6 結 語

我國新材料企業在與國際巨頭的博弈中常處于劣勢地位。究其原因，主要是大多數技術領域的標準必要專利都掌握在工業發達國家及其跨國公司手中，特別是在戰略性新材料領域，我國企業專利積累相對較少，擁有的標準必要專利不足，常處于被許可方的角色，談判籌碼非常有限。要解決這一問題，我國企業最根本的還是要“修煉內功”，密切跟蹤技術發展方向，找出技術創新突破口，進行周密的專利布局，形成強有力的專利組合，積極參與標準的修訂，不斷提高話語權[4]。

隨著經濟全球化和全球信息化進程的快速發展，國內企業與國際巨頭間的新材料標準必要專利糾紛時有發生，并呈日益激烈之勢[5]。但是很多國內企業還處于“無米之炊”的困境，對于專利許可費率的談判束手無策，對于技術標準的制定更是“紙上談兵”。

以掌握核心技術的隱形冠軍——萬華化學為核心，以新材料國家技術標準創新基地建設為契機，圍繞標準研究、制定、實施、管理全流程及國際標準化工作，建立新材料標準必要專利數據庫，積極引導企業通過研究并應用標準必要專利數據庫信息，充分利用標準必要專利這一載體，實現內外兼修，既加強技術創新，增強核心專利儲備，又關注國內外判例，參與國際標準制定，才能在與國際巨頭的博弈中立于不敗之地。

參考文獻

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[4]張芮，陳曉占，牟映璇，等.標準與專利融合機制探究[J].中國標準化，2022（22）：22-25.

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作者簡介

陳學海，本科，副高級工程師，長期從事產品質量檢驗檢測及標準化研究工作。

（責任編輯：袁文靜）