高性能纤维行业专利分析

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国内外碳纤维技术专利竞争情报分析

关键词碳纤维技术专利分析竞争情报
中图分类号Ｇｏ３６文献标识码Ａ文章编号１０－９５２１）９０１ — ６０２１６（０１０ — ０４０
ＰａｅｍｐｅｔｖｎｌｉｅｃａｙｉｎＤｏｅｔｃａｄＦｏｅｇｔｎｔＣｏｉｔｉｅＩｔｌｎｅＡｎｌｓｓｏｍｓｎｒｉｎｅｇｉ
技术严重滞后，需求牵引不足… ，技术水平只相当于国外８０年代，性能碳纤维基本依赖进口。但进入高２００５年后，国外对华实施严格的碳纤维禁运，国碳我纤维产业发展更是举步维艰。因此，本文通过对国内外碳纤维专利对比分析，以期为我国碳纤维技术发展
收稿日：０１ｏ一３期２１一４ｏ作者简介：李修回日：０１０－３期２１— ５１
第３０卷
第９期
情
报
杂
志
２１０１年９月
ＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＩＮＴＥＩＮＣＵＬＧＥＥ
Ｖｏ．０Ｎｏ９１３．Ｓｐ２１ｅ．０１
国内外碳纤维技术专利竞争情报分析木
李军唐恒。桂勇２
（．１江苏知识产权研究中心摘要镇江２２１；．１０３２江苏大学科技信息研究所镇江２２１）１０３
的重要战略物资，战略价值不言而喻。世界碳纤维技术主要掌握在日本的东丽公司、三菱人造丝和东邦三家公司手中，这三家公司技术和设备严格保密。我国

《产业专利分析报告》

《产业专利分析报告》
原文作者：杨铁军
编辑推荐：
《产业专利分析报告》（第7～16册），内容汇集了农业机械、液体灌装机械、功率半导体器件、短距离通信、液晶显示、食用油脂、高性能纤维、高性能橡胶、智能电视、汽车碰撞安全等10个领域的专利分析研究报告。

[论文] 这10册专利分析报告对专利分析方法的创新主要聚焦在三个方面：第一，体系化的研究维度。

在产业和专利紧密结合的情况下，建立了行业研究体系和研究体系。

行业研究包括：技术路线图、产业链、产业联盟、标准、出口市场专利分析等。

研究包括：申请人、发明人团队、重要产品专利、诉讼专利、专利保护主题分析等。

第二，多层次的信息融合。

在专利信息利用方面，开拓了研究新视角，做到“跳出专利看专利”。

不仅注重专利信息的分析利用，还充分利用行业信息和文献信息对专利信息进行佐证和研究。

例如，智能电视行业专利分析利用专利信息及其产品信息、非专利文献等相关情报，梳理出产品和专利之间的。

农业机械行业专利分析引入气候、地理信息并结合专利技术制定了技术研发空间研究路线。

第三，新形式的成果展示。

例如，涉及申请人的专利布局图、发展历史地图、研发合作模式图、产业高地布局图、“专利博弈圈图”、专利纠纷“战争史图”、组合气泡图，以及涉及发明人的“翅膀图”、“罗盘图”和“对比旋风图”。

读者还可以通过新浪微博关注@专利分析普及推广，了解相关报告的讲座信息并进行互动。

碳纤维行业专利现状分析及建议

碳纤维行业专利现状分析及建议Analysis and Suggestions on the Current Status of carbon Fiber Industry PatentMA Xianglin YANG Zhengyu（1. Henan Permanent Coal Fiber Co. Ltd.，Shangqiu Henan*****；2. Henan Energy Chemical Group，Zhengzhou Henan *****）Abstract：The current status of carbon fiber industry patent is analyzed by using the database of intellectual property，especially the patent distribution of the patentee，time and application fields，in order to improve the development of carbon fiber technology，promote the development of industrialization process engineering and carbon fiber industry in China put forward the proposal for the layout of patent.Key words：carbon fiber；patent analysis碳纤维是一种质轻高强的新材料，主要应用于航空、航天及民用领域。

按原料来源分为沥青基、黏胶基和聚丙烯腈碳纤维（PAN碳纤维），其中PAN碳纤维占世界总产量90%以上，主要工艺流程为聚合、纺丝、氧化、碳化、表面处理[1-2]。

全球碳纤维快速发展，到2021年全球碳纤维市场需求将达到80亿美元，年复合增率将达到10.8%。

科技成果——高性能竹基纤维复合材料(重组竹)制造技术

科技成果——高性能竹基纤维复合材料（重组竹）制造技术技术类别减碳技术适用范围建筑、建材行业低层木（竹）结构建筑以及建筑室内/外装潢装饰材料和园林、湿地等景观工程材料领域行业现状据统计，我国建筑行业耗能约占全社会终端总能耗的30%左右，其中主要耗能原料为钢筋和水泥。

在低层建筑中采用木质结构不仅绿色环保，而且可以减少钢筋混凝土的消耗。

然而我国木材资源短缺，对外依存度超过50%，因此推广木质结构建筑难度较大。

我国拥有丰富竹子资源，竹材年产量约5000万t，但由于竹材径级小，中空、易开裂等缺陷，难以在现代木结构建筑中应用。

通过对竹材进行定向重组生产的竹基纤维复合材料，具有性能可控、规格可调、结构可设计等特点，可替代木质材料，用于木结构建筑。

目前该技术已经在全国11个竹产区推广，年产能达到100万m3，产品已经广泛地应用于建筑结构材、户外材、园林景观材等领域。

成果简介1、技术原理重组竹是以竹子为基材，利用疏解设备将毛竹纤维排列进行定向分离，形成纵向不断裂、横向相互交错的竹束（纤维化竹单板），并以竹束为构成单元，按顺纹组坯、经热压（或冷压）胶合压制而成的板方材。

该板材具有强度高、密度大、耐侯性强，可广泛用于工程建筑用结构材、梁柱、墙板、楼面板、室内外装饰装潢材料等。

竹子属再生资源，竹基纤维复合材料在建材领域可有效替代木材，大幅减少大径木材的使用量；在建筑领域可部分替代钢筋水泥、石料砖瓦、玻璃纤维等，大幅减少高能耗物资生产过程中的二氧化碳排放。

同时，竹基纤维复合材料生产过程中主要是物理压制，能耗及CO2排放明显低于钢筋水泥等传统建材，并具有储碳的功能，节能减碳效果显著。

2、关键技术（1）竹材纤维定向可控分离技术通过机械点裂、疏解辊异步差速摩擦和表面微创技术的联合实施，解决了竹材不去竹青竹黄的胶合问题；采用机械非连续分离方法，将竹材分离成1-5个维管束并形成连续的纤维化竹单板，实现了精细疏解，竹材一次利用率从20-50%提高到90%以上。

一种高性能纤维复合材料及其制备方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810763076.8(22)申请日 2018.07.12(71)申请人合肥连森裕腾新材料科技开发有限公司地址 230000 安徽省合肥市经济技术开发区翡翠路447号翡翠花园四期7幢702室(72)发明人程华风　(74)专利代理机构北京华仲龙腾专利代理事务所(普通合伙) 11548代理人李静(51)Int.Cl.C08L 23/06(2006.01)C08L 63/00(2006.01)C08L 77/00(2006.01)C08K 7/06(2006.01)C08K 7/14(2006.01)C08K 5/10(2006.01)(54)发明名称一种高性能纤维复合材料及其制备方法(57)摘要一种高性能纤维复合材料，以重量计，包括以下原料：高强碳纤维织物30-40份；超强聚乙烯纤维织物11-17份；环氧树脂5-14份；尼龙增韧剂8-14份；玻璃纤维5-10份；黑色母3-8份；钛酸酯偶联剂3-10份；聚酰胺树脂3-9份。

本发明的有益效果是具有材质轻、抗弯曲应力强、弹性模量高、抗冲击韧性强、能抗紫外线、耐高温、而且制造成本低等优点。

权利要求书1页说明书5页CN 108774350 A 2018.11.09C N 108774350A1.一种高性能纤维复合材料，其特征在于，以重量计，包括以下原料：高强碳纤维织物 30-40份；超强聚乙烯纤维织物 11-17份；环氧树脂 5-14份；尼龙增韧剂 8-14份；玻璃纤维 5-10份；黑色母 3-8份；钛酸酯偶联剂 3-10份；聚酰胺树脂 3-9份。

2.根据权利要求1所述的一种高性能纤维复合材料，其特征在于，以重量计，包括以下原料：高强碳纤维织物 32-27份；超强聚乙烯纤维织物 13-15份；环氧树脂 8-11份；尼龙增韧剂 9-13份；玻璃纤维 7-9份；黑色母 4-7份；钛酸酯偶联剂 4-9份；聚酰胺树脂 4-8份。

哈尔滨工业大学科技成果——年产50吨高性能PBO纤维工程项目

哈尔滨工业大学科技成果——年产50吨高性能PBO
纤维工程项目
主要研究内容经过十多年的系统研究，哈工大黄玉东教授团队在实验室小试生产线上已经制备出拉伸强度5.0GPa，模量250GPa的高强度、高模量的PBO纤维。

相关研究已申请专利40余项，已授权的有30余项。

本项目已在大庆市高新技术开发区初步完成了中试化工作，形成了高强PBO纤维和高模PBO纤维两个品种，这两种产品接近吨级的纤维拉伸强度在5.0-5.5GPa之间，弹性模量>170GPa，热分解温度>650℃，纤维直径在12-13µm之间，长丝连续长度>3000m。

得到国家科技部资金支持3项，相关技术荣获国家技术发明二等奖和黑龙江省科学技术一等奖。

整体技术工艺水平在国内处于最先进地位，为下一步高性能PBO纤维的量产打下了坚实的基础。

应用领域高性能PBO纤维因其具有高强度、高模量、耐高温、密度低、不燃烧等特点，广泛应用于国防军工领域（如火箭发动机壳体、防弹材料、复合材料等），以及新能源、节能减等民用领域（如高温过滤材料、高温传送材料、高温隔热材料等）。

市场前景本项目拟以三期建设为主体思路，其中一期建设后规模为50吨/年，建设周期为1.5年，达产后预估销售单价在2000元/公斤，经计算年产值约为1亿元，净利润约为3500万元，实现利税约800万元。

二期建设后总规模为150吨/年，二期总投资1.8亿元，建设周期为1年，达产后预估销售单价在1800元/公斤，经计算年产值约为2.7亿元。

高性能PBO纤维及其应用

稳定的。此外，ＢＰＯ在次氯酸中也有很好的稳定性，芳纶在漂白剂中
几十小时内就完全分解，ＰＯ在而Ｂ漂白剂中３Ｏｈ后仍保持９￣以上００４的强度。因此洗涤时即使采用漂白剂也不会损伤ＰＯ的特性。Ｂ３４表面粘接性能、．耐光色牢度和
材料的性能和应用进行了研究，得到了拉伸强度为２８Ｇａ拉伸模量．Ｐ、
图２Ｐ０纤维扫描电镜照片Ｂ
尽管ＰＯ纤维有上述优越的Ｂ性能，因其大分子规则有序的取但
向结构使得纤维表面非常光滑，大
为３０Ｇａ０Ｐ、空气中分解温度达
制成标准型（Ｓ纤维，一步在氧指数（Ｏ）６％，Ａ）进ＬＩ为８在有机纤维ＰＯ纤维耐光色牢度较差。０＂以上高温热处理，（便得到高模中仅次于聚四氟乙烯纤维（ＯＩ（ＨＭ）纤维，中多磷酸既是溶９％）型其５。降越多。经过４日晒实验，０ｈ的芳剂，也是缩聚催化剂。ＰＯ纤维是由苯环和芳杂环Ｂ
广泛应用。
１０ｔａ丝生产线，并于１９年产合成ＰＯ的原料ＤＲ（，一８纺／９８ＢＡ４６二开始工业化生产，其商品名为氨基间苯二酚）进口试剂价格又很，
Ｚｎ见图１。￣ｏ（）
昂贵，因此在一定程度上限制了
过液晶纺丝技术制得的高性能纤和聚合物合成的专利，美国ＤＯＷ维。性能纤维中有代表性的是有化学公司取得其全世界实施权并高机刚性链的对位芳纶、有机柔性链进行工业化开发。９０日１９年本东洋的超高分子量聚乙烯纤维和ＰＯ纺公司从美国ＤＯＷ化学公司购Ｂ纤维。其中ＰＯ纤维是强度和模买了ＰＯ专利技术，９１由道一ＢＢ１９年量最高的纤维。被认为是２世纪巴迪许化纤公司在日本东洋纺公１

国内外高性能纤维的发展与前景分析

物性的纤维材料，它是近年来纤维高分子材料领域中发展迅
速的一类特种纤维。高性能纤维可用于防弹服、床布等特蹦种织物的加工及纤维复合材料中的加固材料，发展涉及许其
多不同的领域。
技术发展最快并具有国际竞争力的品种，国内外市场前景看
好。此外，聚苯硫醚、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺及其共聚纤
价格不断攀升。
２２．少量新品种实现产业化．２
而高强高模或耐热、耐化学试剂纤维的生产工艺过程则要复
杂得多。最初高性能纤维作为商品销售时，由于价格高，市
场小，用途受到限制，与每年数以百万吨计的民用纺织纤维相比，其销售量显得微不足道。然而，这类特种纤维的用途主要在高科技领域，使用高性能纤维的首要目的在于提高和
倍。常规纺织纤维如Ｐ６和ＰＴ等其聚合、纺丝成形等工ＡＥ艺技术已经成熟，熔融纺丝速度可达５０ｍ／ｎ至更高，００ｍｉ甚
世界高性能纤维的发展呈现三大特点。
２２．产需与价格同步攀升．１
以碳纤维、芳酰胺纤维和超强聚乙烯纤维为代表的高性能纤维，市场需求持续快速增长，产能和产量不断扩大，而
维的中试装置和专利，于２０年实现了产业化；日本旭化０５成的２～０／５５ｔａ聚酮高强高模纤维投产；尤尼吉卡公司采用
纺粘法开发出阻燃性能可与间位芳酰胺纤维相媲美的聚乳酸无纺布，而不用抗燃剂。
２２３高性能纤维应用领域不断扩展．．
强化制品或装置的性能，以首先考虑的是其性能可否满足所要求，而价格往往非第一要素。

我国碳纤维产业专利战略研究

３．１。１总体申请趋势
另一种是根据原丝类型可分为粘胶基、沥青基和聚丙烯腈（ＰＡＮ）基碳纤维。目前，全世界碳纤维生产中以聚丙烯腈基
碳纤维为主团。
在《国家战略性新兴产业发展“ 十二五” 规划》中，国家
对包括碳纤维在内的高性能纤维产品在工业领域应用发展进行了立项和重点部署，积极研制高性能、高质量碳纤
了解了碳纤维在我国的申请量、技术生命周期、地域分布情况、ＩＰＣ析：技术生命周期包括技术生长率分析、技术衰老系数分技术领域情况及趋势、主要的竞争机构情况和申请机构类型情况等等，通过对碳纤维领域专利情况的分析，找到技术壁垒并提出相应的对策建议。
图１中国碳纤维专利申请趋势图维产品，并不断拓展其在能源、军用、建筑、航空航天、环我国是从２０世纪７０年代开始研究碳纤维技术，从保、汽车、造船、民用等方面的应用吲。新材料产业蕴藏着巨１９７５年开始，碳纤维的研究和开发被列入国家攻关项目，大的潜力，已成为世界各国及区域优先发展的战略重点，新材料产业将成为我国高新技术领域中重点支持和发展国家的重视和市场的潜力使得我国碳纤维的开发研究逐渐从图中的数据可以看出，我国在碳纤维领的产业，因此本文通过对碳纤维产业专利情况的分析与研进入了发展时期。９８５年一１９９０年专利申请数究，旨在了解目前我国碳纤维产业专利的申请情况，并找域取得了相当大的进展，从１

高性能纤维的发展及应用

收稿日期:2004-08-02作者简介:覃小红(1977-),女,湖北赤壁市人,东华大学纺织材料专业在读博士生,主要研究新型纤维及静电纺纳米纤维。

高性能纤维的发展及应用覃小红(东华大学纺织学院纺织材料研究开发中心,上海200051)摘要:介绍了芳纶、Basofil 、Visil 、Lenzing Viscose FR 、PBI 、PBO 、可乐纶K 、高性能聚乙烯等纤维的性能及其发展应用情况。

关键词:高性能纤维;发展;应用;性能中图分类号:TS102 5 文献标识码:A 文章编号:1673-0356(2004)05-0014-02高性能纤维是指强力大于17 8cN/dtex,模量在445cN/d tex 以上的特种纤维。

这类纤维采用高科技制成,大多数应用于高科技领域。

高性能纤维分有机纤维和无机纤维2种。

有机纤维主要有对位芳纶(聚对苯二甲酰对苯二胺,芳纶1414)商品名Kevlar 、间位芳纶(聚间苯二甲酰间苯二胺,芳纶1313)商品名Nomex 、超高分子量的高强高模量聚乙烯、聚苯并双恶唑(PB0)、高强高模量PVA 等。

无机纤维主要是碳纤维。

目前,只有美国、日本、荷兰、俄罗斯等少数国家能工业化生产高性能纤维,我国还停留在小试或中试阶段。

下面介绍几种常见的高性能纤维。

1 芳纶纤维芳纶纤维包括芳香族聚酰胺纤维和芳香族聚酰亚胺纤维,一般所说的芳纶主要是指芳香族聚酰胺类纤维。

芳纶于1969年由罗纳普朗克推出,商品名为Kermel,该芳纶是间位芳族聚酰胺纤维。

第1个工业化生产的对位芳纶是DuPont 公司于1972年推出的Kevlar 纤维(PPTA 纤维),并在以后多年一直占据对位芳纶的大部分市场,直到1986年荷兰Akzo Nobel 公司的Twaron 纤维、日本帝人公司的Technora 纤维和俄罗斯的Aroms 纤维才相继出现。

我国于20世纪80年代初研制出2种与Kevlar 结构一致的芳纶,命名为芳纶1414(1型)和芳纶14(11型),统称芳纶。

化学纤维新材料的发展趋势分析

化学纤维新材料的发展趋势分析摘要：近年来，部分发达国家利用专利技术壁垒，通过单方面贸易制裁限制发展中国家，导致发展中国家在许多领域受到贸易摩擦的影响，其中包括化学纤维新材料领域。

关键词：化学纤维；新材料；发展趋势中图分类号：J523.2文献标识码：A引言在当前，社会经济水平和科学技术水平发展迅速，国家在化工生产方面取得了显著成效，市场空间也更为广阔。

化学分析就是以化学变化为基础来详细分析物质的不同化学性质。

化学分析方法精确度高，涉及范围广。

在化工企业生产过程中，化学分析是一项重要内容，通过化学分析技术来对生产材料进行有效的检测，避免由于材料的问题而引发生产过程中的安全和质量问题。

化学分析不但是企业生产的保证，更是工作人员人身财产安全的保证，是企业长期发展的基础。

1化学分析特性1.1化学特性分析化学分析是以化学方法为基础来对物质成分进行有效检测，在物质检测过程中使其发生化学反应，将其与试验报告相比较，最终得出物质成分。

在化学分析法的应用过程中要详细分析材料的化学成分及其所展现出来的特性，配合精度较高的专业仪器来完成化学检验。

不断通过培训来提高工作人员的技术水平，定期校准和核查仪器设备，防止由于人为原因和设备原因而影响分析误差。

在化学分析过程中，材料中往往会存在一定的杂质以及检测困难的物质，导致检测效率不高。

近些年来，研究人员长期致力于化工技术的改进创新以及有效整合，在检测设备上有了一定突破，能够为材料分析检测工作提供可靠支持，其结果对于化工生产过程有着不可忽视的重要作用。

在当前新物质材料的研究探索过程中，化学分析法能够应用于多个相关领域，在材料原理、结构和组成方面成就显著。

在先进技术的支持下，能够对相关材料进行分割和充足，实现多角度材料检测。

通过化学分析方法的改进，技术人员可以在试验中根据实际情况来制定相应的分析计划，从而实现针对性的物质分析，全面了解物质成分。

在这过程中，化学技术取得了更为广泛的应用，对于改善人们生活水平有着突出作用。

中国主要高性能纤维前景分析

中国主要高性能纤维前景分析目前我国四大类一、国内特种纤维产业方兴未艾高性能纤维（耐强腐蚀性、耐高温、抗燃和高强高模纤维）的基本品种已实现产业化，其代表品种分别为聚四氟乙烯、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚苯硫醚、密胺、聚丙烯腈预氧化纤维、碳纤维、聚对苯二甲酰对苯二胺、超高分子量聚乙烯和玄武岩纤维等。

在高强高模纤维中，已经产业化的有六种，正在研制的约有10种。

其中的重要品种包括聚丙烯腈基碳纤维、对位芳酰胺纤维、超高分子量聚乙烯纤维和玄武岩纤维。

几者发展极不平衡，前两种与国外差距甚大，而后两种已具有国际竞争力，但共同的弱点是重复建设严重，形不成有强大实力的企业。

目前全球除中国大陆外共有9家PAN-CF 生产厂，分别为日本东丽集团（总产能17900t/a ）、东邦Tenax 集团（13500t/a ）、三菱丽阳集团（8100t/a ）、美国Hexcel （7000t/a ）、Cytec （4000t/a ）、ZOLTEK 集团（17000t/a ）、德国SGL 集团（7000t/a ）、中国台塑（7450t/a ）、土耳其AKSA （1500t/a ）。

1、聚丙烯腈基碳纤维（PAN-CF ）我国2010年底已建成和正在兴建的大小PAN-CF 厂有30余家，其中已建成的千吨级厂约有4～5家，最大产能为2000t/a ，分别为连云港中复神鹰和威海拓展纤维有限公司。

到2013年预计建成的百吨级以上PAN-CF 厂有近40家，其中千吨级的厂家可望达到20家，5000t/a 的占3～4家。

国外单套最低经济规模为1800～2000t/a，经济规模为2800～3000t/a，我国为500～750t/a。

在品种方面，东丽拥有高强型T300～T1000、高模型M40～M50、高强高模型M40J～M65J等约20种产品。

我国目前只有T300、T400 和低于T300的品种，并拥有大丝束（48K以上）和小丝束（1K～24K）碳纤维。