本文在研究过程中利用智慧芽（PatSnap）全球专利检索数据库进行专利检索。该数据库深度整合 了从 1790 年至今的全球 116 个国家地区的 1.5 亿多件专利数据及 1.4 亿多条文献数据。不但专利文献全面详实，而且数据准确性高，可为专利数据分 析提供重要保障。

检索式：TAC_ALL：（“水性”OR“水基”OR“乳液”OR“水稀释”OR“水溶性”OR“水分散性”OR“水溶”OR“分散体”）AND TAC_ALL：（“聚氨酯”OR“聚氨酯材料”OR“聚氨酯树脂”OR“聚氨基甲酸酯”）AND APD：[19430101 TO 20211231] AND IPC：（C08 OR C09 OR C07）。

其中，国际专利分类号 C07 代表：有机化学。C08 代表：有机高分子化合物，其制备或化学加工，以其为基料的组合物。C09 代表：染料，涂料，抛光剂，天然树脂，粘合剂，其他类目不包含 的组合物，其他类目不包含的材料的应用。

2.1 专利地域布局

借助相关技术手段，分析水性聚氨酯专利地域布局情况，对于研究不同国家或地区的水性聚氨酯技术发展趋势至关重要，另外，对于今后企业或国家在该领域的产品竞争和资金投入有重要的参考作用。图 1 和图 2 分别为水性聚氨酯领域全球专利申请布局趋势和现阶段专利数量。

从图 1 可以看出，现阶段在水性聚氨酯领域，中国、美国及日本的专利申请数量占据绝对优势，这三个国家已是该领域研发工作的引军者。另外，由图 1 可明显看出，自 21 世纪初开始我国水性聚氨酯的专利申请量逐渐增多，呈现出指数级的增 长，原因可能为进入 21 世纪以来，我国提出了科学发展观，在注重经济发展的同时，更加关注人民

生活环境质量的提高，水性聚氨酯作为环境友好型产品开始进入大众的视野，被研发人员所重视，专利申请量不断增加。2012 年我国水性聚氨酯发明专利申请量超过美国，成为世界第一，并一直保持 领先。2018 年我国已经占据全球水性聚氨酯领域专利申请量的 60%以上，从专利申请数量来看，我国已成为水性聚氨酯领域研发大国。

结合图 2 可知，随着我国水性聚氨酯领域专利申请数量的大幅增加，现阶段水性聚氨酯领域的总体专利数量也已位列第一，占总量的 25%，远远超过美国和日本。从我国不同省份的水性聚氨酯专利数量来看，长三角和珠三角的专利数量明显占优，这可能与改革开放以来这两块区域经济发达，新技术新产品更新速度发展较快有关。例如安徽省，早在 20 世纪八九十年代以安徽大学王武生为主导的科研团队已经开始水性聚氨酯研发工作，成为我国水性聚氨酯研发领域的先驱者。2002年以安徽大学参股成立的安徽安大华泰新材料有限公司，经过数年的发展已经成为可年产 1 万 t 水 性聚氨酯的高新技术企业。同时，成立于 2016 年的合肥科天水性科技有限责任公司，主要从事皮 革其上游原材料水性聚氨酯树脂的研发与生产，2022 年该公司获得工信部颁发的专精特新“小巨人”称号。

2.2 专利申请趋势

在专利分析过程中，研究专利申请趋势是一项主要工作，因为一个领域是否值得涉足，该领域近年来的专利申请量是有效的判定方法。但需要补充的是发明专利一般是在 3~18 个月公开。图 3 中部分水性聚氨酯领域的专利可能在 2021 年申请，但由于未能在 2021 年度公开，导致在 2021 年专利统计出现误差，因此 2021 年的专利申请量从趋势上看有所下降。水性聚氨酯技术起源于 1943 年，从图 3 可知，

在 1990 年以前关于水性聚氨酯的专利增速较缓，1990 年后开始增速变快，结合前文水性聚氨酯的发展历史可知，在 20 世纪 70~80 年代水性聚氨酯才开始逐步在欧美国家工业化应用，其专利申请趋 势基本与水性聚氨酯的技术发展趋势吻合。同时也可以发现 2009 年后水性聚氨酯全球专利的增速再次提高，也可能与 2008 年金融危机退潮后，企业在水性聚氨酯领域的产能提高，部分产品集中扩产有关。

但可以直观看出水性聚氨酯全球专利申请量在2019 年来首次下降，从 2018 年的 4 752 件降低至3 925 件。世界知识产权组织 2020 年 12 月发布的《世界知识产权指标》指出 2019 年相对 2020 年全球范围内专利申请量下降了 3%。该报告解释这主要 是由于我国专利申请量减少，如果不包括我国的数据，则全球 2019 年的专利申请数将增长 2.3%。报告显示，我国在 2019 年的专利申请数量为 140 万件，相较于 2018 年整整下降了 10.8%，是近 24 年来的首次下降，这主要是因为我国知识产权局进行了整体监管转型，以优化申请结构、提高专利申请质量[7]。

2.3 专利技术来源

表 1 列出了不同国家水性聚氨酯专利的布局情 况，一般来说，从专利布局可看出不同国家或地区市场被关注程度，从专利技术来源则可看出不同国家的技术实力和水平。

从表 1 可以看出，来源于中国、美国及日本的专利技术较多，表明这 3 个国家的水性聚氨酯研究较多。从专利布局来看，美国相对其他国家来说，在我国专利布局最多，达到 1 574 件。我国在本国布局的专利最多，达到 2 万多件，远超其他国家在本土的专利布局，但从表 1 中也明显看出，相对于其他国家来说，我国企业在其他国家的专利布局较少，这不利于我国水性聚氨酯技术的保护，使国产的水 性聚氨酯产品在全球化的竞争中难以脱颖而出。

2.4 核心申请人

2.4.1 申请排名

表 2 为全球范围内水性聚氨酯核心申请人的排名，从中可以看出该领域技术水平较高的公司排名。通过表 2 可知，全球范围内核心申请人中有 4家德国企业（巴斯夫欧洲公司、拜耳公司、赫彻斯特股份公司、汉高股份有限公司）、3 家日本企业（DIC 株式会社、三洋化成工业株式会社、三井化 学株式会社）、 2 家美国企业 （纳幕尔杜邦公司、3M 创新有限公司）、1 家国内企业（河北晨阳）。可以看出德国入选专利申请量前十的企业数量最多，值得一提的是拜耳公司，作为 20 世纪 30 年代聚氨酯技术的发明者，在水性聚氨酯领域依然有着较多的技术积累[8]。我国进入专利申请前十的企业只有一家，说明虽然我国拥有的水性聚氨酯专利数量已达到首位，但专利技术较为分散，分布在不同企业中，水性聚氨酯领域技术型大企业较少。

2.4.2 专利布局

表 3 为水性聚氨酯核心申请人专利布局情况，从中可以分析得到不同申请人在各个国家或地区专利布局的倾向。

从表 3 可以看出，大多数国外申请人专利布局都比较均衡，在不同国家或地区都进行专利布局。但唯一入选专利申请前 10 的中国申请人并未在其他国家进行专利布局，从中也可看出，我国企业将较多的精力放在国内专利的布局，不太注重国际专利的申请，这将不利于我国企业参与全球领域水性聚氨酯的市场竞争，缺少国际话语权。因此，引导国内水性聚氨酯企业加强专利海外专利布局，是行业或政府等相关机构需要解决的问题。

2.4.3 技术构成

表 4 列出的是全球水性聚氨酯领域核心申请人的专利技术构成情况，一般来说，从专利技术构成可以清晰且直观地看出不同申请人的专利保护的侧重点及专利布局的技术组成，对于研究不同企业的技术发展方向有着指导作用。

不同技术领域有着不同的 IPC 分类号，通过对全球核心申请人的水性聚氨酯专利 IPC 分类进行汇总，从表 4 可以明显看出，水性聚氨酯技术领域大多侧重在 C08G18（异氰酸酯类或异硫氰酸酯类的聚合产物）、C09D175（基于聚脲或聚氨酯的涂料组合物）、C08L75（聚脲或聚氨酯的组合物）、C09D5（以其物理性质或所产生的效果为特征的涂料组合物）、C09D7（C09D5 中不包括的涂料成分特征）及 C08J3（高分子物质的处理或配料的工艺过程）。德国、日本及美国的水性聚氨酯企业在上述各个 IPC 分类中均有专利布局，技术构成比较完整，表明其在水性聚氨酯多个领域均有涉足。再次对比入选的国内企业，结果发现该企业在 10 个IPC 分类中，只涉足了 4 个，基本在 C09D175、C09D5、C09D7 这三个领域，只有少量专利涉及C08G18，在 C08L75、C08J3 等领域基本没有涉足，这些都是该公司后期需要去加强研究和布局的重 要领域。

2.4.4 典型专利分析

表 5 中列出了水性聚氨酯领域的典型专利。

CN201611136844.4 公开了一种能提升眼镜框舒适度的环保涂料及其制备方法，该方法将溶剂与水 性聚氨酯树脂混合，再将水性环氧树脂、橡胶树脂、氟碳乳液等材料与溶剂混合加热溶解，将两部分混合物混合搅拌均匀即得环保涂料。将其应用在镜框领域能够显著提高材料服役时间和使用舒适度。

CN201610494902.4 在 2022 年获得第九届安徽省专利银奖，其公开了一种用于合成革面料的水性聚氨酯树脂及其制备方法，其中羟基组分选用的是 聚硅氧烷二醇和聚碳酸酯二醇，通过有机硅的引入，使得应用该树脂的皮革面料耐水、耐磨等性能大大加强，同时面料软而不粘。

CN201310416013.2 公开了一种氨基磺酸改性 的多异氰酸酯及其制备方法和用途，采用两步法的新工艺，使难以反应的氨基磺酸单体能够与多异氰酸酯反应，制备出的多异氰酸酯固化剂具有一定的乳化能力，同时由于磺酸基团含量低，所制备的涂层耐水、耐化学介质性能得到提高。

US12/741887/CN200880114935.5 公开了一种基 于聚氨酯-聚氨酯脲水性分散体的水性分散体粘合 剂的制备方法，该分散体适合做粘合剂原料，通过蒸发水或以其他方式除去水获得的热活化性膜，与现有技术产品相比具有较好的初始高温稳定性及耐热性。

研究发现，水性聚氨酯领域的专利大致可分为 树脂制备方法和树脂应用方法两大类[9]。从上述典型专利可以看出，价值高的专利往往涉及水性聚氨酯树脂制备方法，即通过分子结构设计，制备出性 能优异的水性聚氨酯产品。涉及树脂应用方法的专利价值往往较低。这可能与专利的保护范围有关，涉及合成的专利保护的内容较多，同时创新性较强，有较好的技术价值和市场价值。国外公司往往在合成领域布局较多，因此对于国内企业来说，在技术范围内增加合成类水性聚氨酯的专利有利于获得高专利价值。