李俏 佟春杰 关永彬

摘 要：高性能膜材料作为先进石化化工新材料领域中的重要分支，是新型高效分离技术的核心材料，在促进我国国民经济发展、产业技术进步与增强国际竞争力等方面发挥着重要作用。本文从专利分析的角度，对国内高性能膜材料领域的发展现状进行客观分析，并提出对策建议。

关键词：高性能膜材料;分离膜;光学膜;电池用膜

中图分类号：C812 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）07-0225-01

高性能膜材料是新型高效分离技术的核心材料，在促进我国国民经济发展、产业技术进步与增强国际竞争力等方面发挥着重要作用，现已成为解决水资源、能源、环境问题和传统产业技术升级的战略性新材料。作为《中国制造2025》、《“十三五”材料领域科技创新专项规划》、《新材料产业发展指南》等多项国家政策规定的重点研究方向之一，高性能膜材料得到了科技界、产业界的高度关注。

高性能膜材料作为先进石化化工新材料领域中的重要分支，主要包括水处理用膜、离子交换膜、特种分离膜、电池用膜、光学膜等。依据《战略性新兴产业分类2018》所涉及的重点产品制定合理的检索策略，并在国家知识产权局2009-2019年申请专利的范围内进行检索，通过专利分析对高性能膜材料领域的发展现状进行客观分析，并提出对策建议。

1 国内高性能膜材料领域专利申请量概况

2009～2019年我国共有高性能膜材料专利申请118995件，其中发明专利85661件，实用新型33334件，发明专利数远高于实用新型，占总专利数的70%以上，可见申请人对发明专利的重视程度。如图1所示，近10年专利数量逐年增多（检索时间为2019年底，由于专利从申请到公开最晚需要18个月的时间，囿于这种审查制度以及检索系统更新可能存在的更新时滞，2019年较多申请仍未公布，无法反映技术发展和申请数量的总体趋势，暂不列在分析范围之内），2014年以前，增速较为平缓，在2014年以后上升趋势明显，平均年增长率为21.8%。在“十二五”、“十三五”期间国家出台了一系列鼓励新材料发展的政策，将高性能膜材料定为重点研究方向之一，对其迅速发展起到了一定的促进作用。

将2009～2019年专利申请总量按申请省份（市、地区）进行划分，如图2所示。通过排名情况可见，江苏、广东两省专利申请量占有绝对优势，分别为19153件和15464件，占全国专利申请总量的16.1%和13.0%。第2梯队包括浙江、北京、上海、安徽、山东、天津、四川、湖北、福建、辽宁，专利申请量在2000件以上。

将专利申请总量按申请人进行划分，对专利申请量全国排名前10的申请人进行分析，如图3所示，其中高校和科研院所分布较多，有7家单位，企业仅有3家。3家企业中有2家为日本企业，包括富士胶片株式会社和日东电工株式会社，专利数分别为766件和682件，排在第1名和第4名，所涉及的专利均为日本企业申请的中国专利，可见日本企业非常重视在我国高性能膜材料领域的专利布局，以此来抢占中国市场。前10名中唯一1家中国企业是京东方科技集团股份有限公司，排在第3名，该企业在显示屏领域实力雄厚，相关专利数量也很可观。前10名当中高校多分布在经济发达地区，例如浙江大学、天津工业大学、华南理工大学、东华大学、天津大学等等。东北地区有2家单位排进前10名，分别是哈尔滨工业大学和中国科学院大连化学物理研究所。

2 重点技术领域分析

（1）分离膜。分离膜是一种具有选择性透过能力的膜型材料，按分离机理和适用范围可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、渗透蒸发膜、离子交换膜等，在食品加工、海水淡化、纯水、超纯水制备、医药、生物、环保等领域得到了较大规模的开发和应用，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。专利申请量比较突出的单位包括天津工业大学、南京工业大学，其中天津工业大学设有分离膜与膜过程国家重点实验室，而国家特种分离膜工程技术研究中心正是依托南京工业大学的优势资源组建的。此外，中国石油化工股份有限公司、天津大学、浙江大学、浙江工业大学、北京碧水源膜科技有限公司等单位的专利申请量也十分可观，为分离膜在我国的发展壮大提供了强有力的支撑。

（2）光学膜。光学膜是由薄的分层介质构成的，通过界面传播光束的一类光学介质材料。光学膜已广泛用于光学和光电子技术领域，制造各种光学儀器。国内光学膜产业起步较晚，产品只能满足中低端应用，设备也依赖进口，大部分关键原材料特别是光学级切片国内无法生产[1]。国内企业中，京东方科技集团股份有限公司在专利申请量上较为突出，研发集中在薄膜晶体管方向。日本企业在我国专利申请量上占有一定优势，富士胶片株式会社、日东电工株式会社2家企业起步较早，在全世界范围内都占有一定的市场份额，主要致力于光学膜、偏振片及液晶显示屏的制造。

（3）电池用膜。电池用膜主要包括燃料电池用质子交换膜、膜电极，锂电池隔膜，液流电池用传导膜等。此领域国内专利申请量最为突出的是中国科学院大连化学物理研究所，主要发明人张华民（研究所质子交换膜燃料电池关键材料及技术研究组组长）、邵志刚（研究所燃料电池系统科学与工程研究组组长）研发能力和持续性均较强，为研究所在此领域保持绝对优势提供了支撑。此外，成都新柯力化工科技有限公司、合肥国轩高科动力能源有限公司专利申请量达到90件以上，对质子交换膜和电池隔膜均有较为深入的研究。

3 对策建议

（1）建议国家部委和相关研究机构出台政策持续稳定地支持相关基础研究，加强原始创新方面的投入[2]，提升膜性能、使用寿命等重要指标，注重提升产品附加值（产品附加值=产品售价-进入该生产阶段的半成品价格-辅助材料价值），降低对进口膜产品的依赖，推动我国高性能膜材料领域获得新的技术突破。

（2）根据各省份（市、地区）的不同需要，依托优秀科研团队和龙头企业，建立国内一流、国际先进的工程化创新平台，开发重大集成应用技术和成套装备，构建长效的产学研合作机制和成果转化新机制[3]，加强过程管理，对形成的知识产权与技术成果进行有效管理和保护，促进膜技术在重点行业的推广应用，孵化高新技术企业，为国民经济的可持续发展提供强有力的技术支撑。

参考文献

[1] 庞丽萍.高性能膜，以技术创新为支撑[J].科技，2012（6）：51-52.

[2] 史冬梅.高性能膜材料国内外发展现状与趋势[J].科技中国，2019，4（4）：6-7.

[3] 郑萌.高性能分离膜材料现状研究[J].透视，2018（8）：39-42.

收稿日期：2020-03-01

作者简介：李俏（1988—），女，辽宁沈阳人，硕士研究生，助理研究员，研究方向：软科学。