专利视域下二乙基次膦酸铝阻燃剂竞争态势分析

赵宝晶

摘 要：本研究以二乙基次膦酸铝阻燃剂技术为研究对象，以智慧芽全球专利数据库为统计源，对该领域2000—2020年的全部专利文献进行统计。通过专利分析的方法，从专利申请趋势、技术生命周期、主要专利权人、主要申请人趋势、新进入者、专利集中度、高价值专利分析、专利地图信息等角度进行可视化展示和竞争态势分析。发现该技术仍然处于成长期，后续研发企业正在不断地进入该领域，我国二乙基次膦酸铝阻燃剂的研究尚处于起步阶段，欧美化工巨头仍掌握着高价值专利，通过本研究希望为该领域后续研发人员提供相关参考。

关键词：二乙基次膦酸铝;专利分析;竞争态势

中图分类号：G35;TQ323.6     文献标志码：A   文章编号：1003-5168（2022）4-0153-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.04.033

Analysis of the Competitive Situation of Diethyl Aluminum Phosphinate Flame Retardant from the Perspective of Patents

ZHAO Baojing

（Intellectual Property Information Service Center，Beijing Institute of Technology，Beijing 100081，China）

Abstract：This research used zhihuiya global patent database as the statistical source，the patent documents according to the technical field of aluminum diethylphosphinate flame retardant were counted from 2000 to 2020.Through the method of patent analysis，visual display and competitive situation analysis were carried out from the perspectives of patent application trends，technology life cycles，main patentees，new entrants，patent concentration，high-value patent analysis，patent map information.It was found that the technology was still in the growth stage，and the follow-up research and development enterprises were constantly stepping in，the research on aluminum diethyl phosphinate flame retardant in our country was still in its infancy，and European and American chemical giants still have high-value patents.Through this study，hoping to provide relevant references for subsequent R&D personnel in this field.

Keywords：aluminum diethylphosphinate;patent analysis;competitive situation

0 引言

常見的阻燃剂品类繁多，大体上可以分为卤系阻燃剂、无机阻燃剂、磷系阻燃剂和复合型阻燃剂四大类[1]。其中，卤系阻燃剂在燃烧时会产生有毒烟雾，并且具有腐蚀性。随着人们的环保意识不断增强，使得卤素阻燃剂的应用受到了很大限制。而欧盟RoHS指令和联合国《斯德哥尔摩公约》的强制执行，使得欧洲和美国市场上的卤素阻燃剂的使用量大幅度下降[2]。无机阻燃剂具有环境友好、无毒无害、储量丰富、价格低廉的优点，但无机阻燃剂与有机高分子材料之间的界面相容性却很差，一直都是制约其应用发展的瓶颈[3]。磷系阻燃剂分为红磷阻燃剂、无机磷系阻燃剂（如聚磷酸铵）、有机磷系阻燃剂（如烷基次膦酸铝）[4]。其中以二乙基次膦酸铝（ADP）为代表的烷基次膦酸铝阻燃剂的应用范围最广，且具有添加量小、密度低、力学性能好、烟雾密度低的优良特性[5]。2004年，德国科莱恩公司推出品牌号为Exolit® OP930的二乙基次膦酸铝阻燃剂产品[6]，国内的金发科技公司也于2009年开始尝试在聚酰胺组合物中添加二乙基次膦酸铝阻燃剂[7]。复合型阻燃剂是对多种阻燃剂的复合使用，以此来产生协同阻燃的效果，并且Show等[8]于2015年提出了阻燃协同效应的概念及评估方法，但是复合型阻燃剂的高成本使其应用范围受限。由此可见，二乙基次膦酸铝是阻燃剂所有分类领域中的明星产品，对二乙基次膦酸铝阻燃剂的竞争态势进行深入研究是非常有必要的。

世界上每年有90%～95%的发明创造成果是通过专利文献的形式进行记载的，那么如何从专利文献中获取有效信息，并且通过加工、统计和可视化的方式，使其成为具有概述及预测功能的竞争态势情报，就成为了知识产权领域的一项重要研究内容[9]。专利分析是指从大量无序的专利和非专利信息中，通过检索、处理和加工的方式，挖掘背后隐藏的相对真实的信息，研究其在时间、空间、技术和经济等维度的关联性，最终实现对技术发展的预判和竞争对手的追踪等主要目的[10]。本研究采用专利分析方法，对二乙基次膦酸铝阻燃剂的竞争态势进行可视化分析，从专利申请趋势、技术生命周期、主要专利权人、主要申请人趋势、新进入者、专利集中度、高价值专利分析、专利地图信息等角度出发进行分析。这对我国后续进入该领域的高校和企业而言，能够起到优化有限资源配置、合理进行研发布局、掌握科技创新主动权、提升市场竞争力的作用。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

本研究的数据全部来自智慧芽全球专利数据库，其深度整合了欧洲专利组织、世界知识产权组织和美国、中国、德国、日本等全球126个国家和地区的1.6亿条专利数据。

1.2 研究方法

鉴于二乙基次膦酸铝阻燃剂竞争态势的全面性分析检索要求高，本研究采用关键词和分类号构建检索式，对专利标题、摘要和权利要求信息进行检索，初步获取所需要的专利文献集合，对所获取的专利文献集合进行检索同案合并及人工标引，剔除无效专利，检索年限设定为2000—2020年，总共得到837件有效专利，检索日期为2021年10月20日。

2 二乙基次膦酸铝阻燃剂的竞争态势分析

2.1 专利申请趋势分析

2000—2020年全球关于二乙基次膦酸铝的申请专利总共有837件是有效专利，并且从整体的申请趋势来看还是稳步增长（如图1所示）。其中，从2003年德国科莱恩公司申请的第一份关于二乙基次膦酸铝的基础专利——二烷基次膦酸盐（公开号为CN1660857B）开始，一直到2015年，可以说申请量呈逐年递增的趋势，2016年的申请量有所下降，2017年以后申请量又猛增，2019—2020年申请量有所下降，这是因为专利从申请到公开通常需要18个月延迟期。

2.2 技术生命周期分析

根据每年专利申请人的数量以及专利数量可以得出该技术的生命周期，技术生命周期分为萌芽期、成长期、成熟期、衰退期以及复苏期。萌芽期最重要的是基本发明的诞生，在该阶段研究和开发主要集中在少数几个公司，专利申请量与专利申请人的数量都不多，集中度较高;成长期是基本发明纵向发展和横向发展的时期，应用发明专利逐渐出现，在该阶段技术有了突破性的进展，市场扩大，介入的企业增多，专利申请量与专利申请人的数量会急剧上升;成熟期的技术趋于成熟，除少量企业外，大多数企业已经不再投入研发力量，也没有新的企业愿意进入;衰退期是指经过市场淘汰，申请人数量大为减少，专利数量维持稳定，技术的发展进入下降期，进展不大。当技术老化后，不少企业相继退出，每年申请的专利数量和企业数量甚至呈负增长;而技术是否进入复苏期，主要取决于是否有突破性创新，可以为技术市场注入活力。由图2可以看出，二乙基次膦酸铝阻燃剂处于技术生命周期中的成长期，从二乙基次膦酸铝化合物的合成阶段进入组合物阻燃剂的应用阶段，大部分新的企业进入并投入研发力量。

2.3 主要申请人分析

对该领域专利申请数量排名前十的专利权人进行统计分析，如图3所示。德国科莱恩公司的专利申请数量为57件，遥遥领先其他机构;金发科技作为国内科研实力很强的塑料改性民营公司，其专利申请数量为36件;紧随其后的沙特基础全球技术公司的专利申请数量为33件、德国朗盛的专利申请数量为32件、美国杜邦的专利申请数量为27件、德国弗劳恩霍夫应用研究促进会的专利申请数量为22件、德国巴斯夫的专利申请数量为16件，这些传统老牌的化工材料生产研发单位也均在该领域有所布局;最后入场的是国内江苏利思德新材料公司、东华大学、浙江大学，其专利申请数量也比较可观，而且浙江大学与江苏利思德新材料公司在专利申请上有合作关系，这也间接反映出两者的产学研合作密切，更有利于高校科技成果转化。

2.4 主要申请人趋势分析

通过对以上十大专利权人的专利申请趋势进行分析（如图4所示），不难发现2003年德国科莱恩公司开始申请第一件基础专利，2004年沙特基础全球技术公司申请聚酯组合物的专利US8034870B2，同年杜邦公司申请阻燃聚酰胺树脂组合物的应用专利EP1668074B1，这充分说明国际化工材料巨头的研发灵敏性。我国金发科技公司于2009年开始申请第一件无卤阻燃增强聚酰胺组合物专利CN101735609B，比科莱恩公司晚了6年时间，说明我国二乙基次膦酸铝的研发还处于“跟跑”阶段。浙江大学于2012年申请了第1件基于磷氮復合阻燃体系电线电缆的热塑性弹性体组合物专利CN102898769B，而东华大学和江苏利思德新材料公司则是在2017年才开始申请专利，说明研发起步很晚。

2.5 新进入者分析

将过去5年内才提交专利申请的专利权人定义为新进入者，从图5可以看出，排名前十的新进入者中仅有金泰克斯和汉高两家公司为外资企业，余下8家新进入者均为中国的企业或高校，并且其专利布局均在中国，这说明二乙基次膦酸铝阻燃剂在我国存在着巨大的潜在市场价值，为研发立项提高战略依据。

2.6 专利集中度分析

将申请总量排名前十的申请人的专利申请量占该领域专利申请总量的比例定义为专利集中度，如图6所示。2000—2010年该领域专利集中度为100%，说明在此期间二乙基次膦酸铝阻燃剂技术仅掌握在几家公司手中，此时处于垄断时期;2011—2016年专利集中度有所下降，而2017年以后专利集中度在30%左右，说明这个阶段有新企业持续不断地进入并且进行研发投入，这也与前文提到的技术生命周期的成长期特征相吻合，侧面反应未来新企业进入的趋势和必要性。

2.7 高价值专利分析

智慧芽专利价值评估体系是基于深度加工的专利大数据，运用市场法，结合机器学习模型进行价值估算。它整合了包括引用、专利国家规模、专利存活期、法律状态等在内的与专利价值相关的80多个不同指标，同时基于历史上的专利成交案例进行调整，最终提供专利价值的评估数值。从表1可以看出，排名前十的高价值专利的当前申请（专利权）人均为欧美化工巨头公司，而我国在该领域没有上榜的高价值专利。

2.8 专利地图

专利地图是二乙基次膦酸铝阻燃剂领域的技术布局可视化表现形式，高峰代表了技术聚焦的领域，低谷则意味着技术盲点，存在潜在的机会或者待开拓的领域（见图7）。从图7中可以发现，二乙基次膦酸铝阻燃剂的布局主要集中在聚酰胺、三元乙丙橡胶、聚乙烯聚丙烯、共聚醚酯、苯醚塑料、硬质泡沫等十个领域中，其中布局最多的是聚酰胺组合物，其次是三元乙丙橡胶组合物，而烷基次膦酸盐的合成作为基础专利布局已经明显趋于弱势。后续入场的高校和企业可以根据自身实力选择技术盲点进行研发。

3 結语

本研究以智慧芽专利数据库所获取的837件专利文献为样本，对二乙基次膦酸铝阻燃剂技术领域的专利进行了分析与可视化展示。从整体申请趋势和技术周期分析，发现该项技术仍然处于成长期。从主要专利权人、新进入者、专利集中度等维度分析得出该技术领域不断有新企业进入，并且我国二乙基次膦酸铝阻燃剂的研究尚处于起步阶段，国内市场有着巨大的潜在价值;从高价值专利角度分析，掌握高价值专利技术的国家全部为欧美化工巨头公司，说明我国在该领域还需不断地努力。最后，通过专利地图分析，后续入场的高校和企业可以根据自身经济实力选择技术盲点进行研发，为研发立项提供战略依据。

参考文献：

[1] 陈琦，张英强，杨晨熙，等.高分子材料阻燃技术的研究进展[J].2021（4）：1-8.

[2] 王玉忠，陈力.新型阻燃材料[J].新型工业化，2016（1）：38-61.

[3] 孙建红，岳双双，徐建中.国内外无机阻燃剂的研究与应用进展[J].无机盐工业，2019（2）：1-7.

[4] 高振昊，任向征，苗志伟.磷系阻燃剂阻燃聚碳酸酯研究进展[J].化学通报，2021（11）：1191-1199.

[5] 周婷婷，梁兵.二乙基次膦酸铝/有机蒙脱土协同阻燃PA6[J].塑料，2020（6）：37-41.

[6] Clariant presents additions to flame retardants range[J].Additives for polymers，2005（5）：3.

[7] 金发科技股份有限公司，上海金发科技发展有限公司.无卤阻燃增强聚酰胺组合物及其制备的模制品：CN200910213967.7[P].2012-06-27.

[8] CHOW W S，CHANG L N，JAAFAR M，et al.Flame retardant epoxy hybrid composite laminates prepared by vacuum-assisted resin infusion technique[J].Journal of composite materials，2015（12）：1471-1481.

[9] 马天旗.专利分析：方法、图表解读与情报挖掘[M].北京：知识产权出版社，2015.

[10] 张燕舞，兰小筠.企业战略与竞争分析方法之一：专利分析法[J].情报科学，2003（8）：808-810.