動(dòng)態(tài)與觀點(diǎn)
吸附分離樹(shù)脂，是指通過(guò)離子交換或吸附作用對(duì)溶液組分進(jìn)行分離純化的高分子球形顆粒，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，對(duì)各國(guó)民生、尖端科技和國(guó)防安全等事業(yè)發(fā)展發(fā)揮著基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性、支撐性作用。我國(guó)是目前全球最大的吸附分離樹(shù)脂生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)之一，但高端產(chǎn)能缺乏，前沿技術(shù)仍在被動(dòng)追趕，產(chǎn)業(yè)和技術(shù)短板明顯。
行業(yè)整體態(tài)勢(shì)
根據(jù)行業(yè)發(fā)展需求，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利分析普及推廣項(xiàng)目“高性能吸附分離樹(shù)脂及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)專利分析”課題組（下稱課題組）聚焦吸附分離樹(shù)脂在典型應(yīng)用領(lǐng)域的核心技術(shù)，整合專利文獻(xiàn)、市場(chǎng)信息和產(chǎn)業(yè)多維度數(shù)據(jù)，探究吸附分離樹(shù)脂技術(shù)發(fā)展走向，分析我國(guó)吸附分離樹(shù)脂“卡脖子”癥結(jié)。
從專利申請(qǐng)和市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)來(lái)看，全球吸附分離樹(shù)脂技術(shù)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。中國(guó)吸附分離樹(shù)脂技術(shù)專利申請(qǐng)起步于20世紀(jì)80年代，2000年之后進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。中國(guó)、日本和美國(guó)是該技術(shù)主要的專利申請(qǐng)目標(biāo)國(guó)和技術(shù)來(lái)源國(guó)。中國(guó)市場(chǎng)容量巨大，吸納了上萬(wàn)家本國(guó)企業(yè)參與其中。凱瑞環(huán)保、皖東化工、南大環(huán)保、藍(lán)曉科技等企業(yè)近年來(lái)技術(shù)追趕勢(shì)頭良好，與陶氏杜邦、朗盛、三菱等國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)差距逐漸縮小，打破部分高端吸附分離樹(shù)脂材料國(guó)際壟斷格局，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化甚至出口替代，但大部分企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和專利布局能力仍較薄弱。
多領(lǐng)域應(yīng)用情況
在濕法冶金領(lǐng)域，吸附分離樹(shù)脂是在溶液中提取各種金屬元素的重要手段，精度高、污染小，具有不可替代性。從專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)看，全球吸附分離樹(shù)脂在濕法冶金領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)處于快速發(fā)展期，在眾多細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域中，近年來(lái)，動(dòng)力鋰電池新能源材料的發(fā)展，使得鋰的提取技術(shù)成為各國(guó)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)和專利布局的新賽道。
從專利申請(qǐng)趨勢(shì)可見(jiàn)，由于礦石鋰資源日益枯竭，鹽湖提鋰逐漸成為主流技術(shù)。中國(guó)鹽湖鋰資源豐富，但品相較差，提取工藝復(fù)雜，成本高，鋰產(chǎn)品進(jìn)口依賴嚴(yán)重。優(yōu)化鹽湖提鋰技術(shù)和工藝路線、降低成本、提高產(chǎn)品品質(zhì)、擺脫進(jìn)口依賴，是我國(guó)鹽湖提鋰產(chǎn)業(yè)亟待解決的問(wèn)題。吸附分離樹(shù)脂用于鹽湖提鋰，已顯示出工業(yè)化生產(chǎn)價(jià)值。全球知名鋰產(chǎn)品供應(yīng)商在該領(lǐng)域開(kāi)展了大量的技術(shù)創(chuàng)新和專利布局工作。中國(guó)創(chuàng)新主體在新型離子交換樹(shù)脂（鋰吸附劑）、鹽湖提鋰工藝和設(shè)備改進(jìn)方面也做出積極嘗試，推動(dòng)了我國(guó)鹽湖提鋰產(chǎn)品品質(zhì)的提升和成本的降低。代表性技術(shù)有中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所、中南大學(xué)和北京化工大學(xué)的新型鋰吸附劑，西安藍(lán)曉科技新材料有限公司的連續(xù)離子工藝和設(shè)備。
在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，吸附分離樹(shù)脂對(duì)藥品質(zhì)量、產(chǎn)率和成本影響重大，涉及生物藥、化學(xué)藥和植物提取藥三大細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域，13個(gè)技術(shù)分支。從專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)看，全球吸附分離樹(shù)脂在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)處于快速發(fā)展階段，在三大細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展大致均衡。
肽類藥物因覆蓋面廣、安全性高、療效顯著，被廣泛應(yīng)用于多種疾病治療。目前全球肽類藥物市場(chǎng)容量不斷擴(kuò)大，技術(shù)創(chuàng)新多，專利申請(qǐng)活躍。中國(guó)和美國(guó)是該技術(shù)主要的專利申請(qǐng)目標(biāo)國(guó)和技術(shù)來(lái)源國(guó)。國(guó)外代表性公司羅氏在本技術(shù)分支專利申請(qǐng)最多，主要集中于肽的合成方法和產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)代表性公司深圳瀚宇藥業(yè)實(shí)行“仿創(chuàng)結(jié)合”路線，圍繞固相合成肽的樹(shù)脂載體和合成工藝進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和專利申請(qǐng)，打通利拉魯肽從原料藥合成到制劑生產(chǎn)的全鏈條，為我國(guó)醫(yī)藥企業(yè)發(fā)展提供了有益參考。此外，我國(guó)高校積累了豐富的專利成果，充分利用高校資源，開(kāi)展校企聯(lián)合創(chuàng)新，也是為行業(yè)發(fā)展賦能的重要途徑。
在高端水處理領(lǐng)域，吸附分離樹(shù)脂是電子級(jí)超純水、凝結(jié)水精處理、核電站水質(zhì)/溶液凈化的必備材料。尤其是電子級(jí)超純水，作為半導(dǎo)體電子芯片生產(chǎn)用水，水質(zhì)指標(biāo)具有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，其制備技術(shù)具有較高門檻。在我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)加快自主研發(fā)的大背景下，大力發(fā)展電子級(jí)超純水制備技術(shù)意義重大。
從專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)看，全球吸附分離樹(shù)脂在高端水處理領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)處于快速發(fā)展期。其中，電子級(jí)超純水用吸附分離樹(shù)脂技術(shù)屬于高端技術(shù)分支。目前電子級(jí)超純水主流制備路線是“反滲透膜+EDI+精制混床+超濾膜……”等多技術(shù)聯(lián)用模式，其中精制混床是核心部件，而均粒吸附分離樹(shù)脂是精制混床的主要填料。從本技術(shù)主要申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)數(shù)量來(lái)看，各創(chuàng)新主體集中度不高，未形成較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)布局，這些申請(qǐng)人大都集中于電子超純水EDI系統(tǒng)或其聯(lián)合技術(shù)的研制，沒(méi)有涉及均粒樹(shù)脂的制備。因此，現(xiàn)階段可能是本技術(shù)相關(guān)創(chuàng)新主體進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)和專利布局的有利時(shí)機(jī)。
在食品領(lǐng)域，安全問(wèn)題攸關(guān)國(guó)計(jì)民生，雜質(zhì)和有毒有害成分的去除、食品質(zhì)量的檢測(cè)依賴于吸附分離樹(shù)脂。甜菊糖是天然糖原，甜度高、熱量少，被廣泛應(yīng)用于食品、保健品和醫(yī)療領(lǐng)域，其制備過(guò)程也離不開(kāi)吸附分離樹(shù)脂。課題組以甜菊糖制備技術(shù)為代表探尋了吸附分離樹(shù)脂在食品領(lǐng)域應(yīng)用的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。
從專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)看，全球吸附分離樹(shù)脂在整個(gè)食品和甜菊糖制備細(xì)分領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)都處于快速發(fā)展階段，且甜菊糖制備用吸附分離樹(shù)脂技術(shù)分支最為活躍。中國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)是該分支技術(shù)主要的專利申請(qǐng)目標(biāo)國(guó)和技術(shù)來(lái)源國(guó)。該領(lǐng)域代表性企業(yè)有馬來(lái)西亞譜賽科公司、瑞士埃沃爾瓦公司、中國(guó)晨光生物科技集團(tuán)股份有限公司、加拿大GLG生命科技集團(tuán)等。整體上，我國(guó)已具備甜菊糖工業(yè)化生產(chǎn)能力，但是在甜菊糖深加工和分離效率方面，與國(guó)際先進(jìn)水平仍有差距。甜菊糖的深加工、精細(xì)組分分離和高效分離系統(tǒng)，是該領(lǐng)域目前及未來(lái)的發(fā)展方向，包括分離過(guò)程中使用的高性能樹(shù)脂、不同類型樹(shù)脂聯(lián)用、工藝以及設(shè)備的聯(lián)用等。我國(guó)企業(yè)可以根據(jù)自身情況及時(shí)跟進(jìn)，在高端產(chǎn)品和前沿技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。
加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)
均粒樹(shù)脂是指聚合物顆粒均勻，具有較窄的粒徑分布的一種樹(shù)脂，其制備技術(shù)具有較高壁壘，目前在全球只有少數(shù)企業(yè)具有量產(chǎn)和市場(chǎng)壟斷能力。該技術(shù)相關(guān)專利申請(qǐng)量少，年申請(qǐng)量不足20件。近年來(lái)，我國(guó)浙江爭(zhēng)光股份、江蘇蘇青集團(tuán)、西安藍(lán)曉科技等公司也具備了均粒樹(shù)脂生產(chǎn)能力，打破了原先國(guó)外壟斷格局，但還沒(méi)有相關(guān)專利申請(qǐng)；另一方面，均粒樹(shù)脂制備的關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)能力不足，也是相關(guān)行業(yè)向高端發(fā)展的“卡脖子”癥結(jié)。
從制備路線看，振動(dòng)射流法、微包膠和膜乳化法是較為先進(jìn)的制備手段。振動(dòng)射流法最為成熟，早期由陶氏杜邦、拜爾、朗盛等公司發(fā)明，目前大部分相關(guān)專利保護(hù)期限已屆滿；微包膠法由于其核殼結(jié)構(gòu)可以滿足特定的應(yīng)用需求，是拜耳和朗盛公司的專有技術(shù)；膜乳化法因設(shè)備簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高，具有良好的發(fā)展前景，由美國(guó)陶氏杜邦和英國(guó)漂萊特公司先后發(fā)起，該方法技術(shù)空白點(diǎn)較多，具有廣闊的布局空間。此外，微流控、噴霧造粒以及其他領(lǐng)域的均勻液滴制備技術(shù)，國(guó)內(nèi)創(chuàng)新主體也可以及時(shí)關(guān)注，用于研發(fā)參考。
目前，我國(guó)吸附分離樹(shù)脂行業(yè)已形成成熟的工業(yè)化生產(chǎn)體系，正向高端市場(chǎng)邁進(jìn)，處于“卡脖子”技術(shù)攻堅(jiān)階段。通過(guò)本項(xiàng)目研究，課題組對(duì)行業(yè)發(fā)展提出如下建議：在國(guó)家政策層面，建議繼續(xù)強(qiáng)化對(duì)吸附分離樹(shù)脂產(chǎn)業(yè)的扶持力度，聚焦關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備，組建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室或研究機(jī)構(gòu)，匯集“政產(chǎn)學(xué)研金”各界力量，暢通成果轉(zhuǎn)化機(jī)制，給予資金和人才扶持，集中攻關(guān)。在產(chǎn)業(yè)層面，行業(yè)協(xié)會(huì)、聯(lián)盟以及園區(qū)等相關(guān)組織積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)上下游合作共贏，落實(shí)信息共享，搭建產(chǎn)業(yè)智庫(kù)，完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展。在研發(fā)主體層面，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)和高校以及科研院所協(xié)同攻克“卡脖子”癥結(jié)，注重利用專利布局手段放大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
