1. 폴리부텐(PB)이란?
폴리부텐(Polybutene, PB)은 부텐(Butene) 계열의 탄화수소를 중합하여 만든 합성 폴리머입니다. 주로 윤활유, 접착제, 실란트(sealant), 플라스틱 제품의 원료로 사용되며, 물리적, 화학적 안정성이 뛰어나 다양한 산업에서 활용되고 있습니다.
1.1 폴리부텐의 화학적 구조
폴리부텐은 주로 1-부텐(1-butene), 2-부텐(2-butene) 등의 이성질체를 중합하여 생성됩니다. 이 물질은 분자량에 따라 점성이 달라지며, 저분자량 폴리부텐은 액체 형태, 고분자량 폴리부텐은 고형 상태를 띠게 됩니다.
2. 폴리부텐의 주요 특징
2.1 물리적 특성
- 점성 조절 가능: 폴리부텐은 분자량에 따라 점성이 다양하게 조절될 수 있어, 윤활유에서부터 점착제까지 다양한 형태로 적용됩니다.
- 유연성: 폴리부텐은 뛰어난 유연성을 가지고 있어 실란트 및 고무 제품의 원료로 사용됩니다.
- 투명성: 특정 제조 방식에 따라 높은 투명도를 유지할 수 있어 특수 코팅 소재로도 사용됩니다.
2.2 화학적 특성
- 내수성: 폴리부텐은 물에 대한 저항성이 강하여 방수 코팅제나 파이프 소재로 활용됩니다.
- 내화학성: 산과 염기에 대한 저항성이 강해 산업용 화학 물질 저장 용기에도 사용됩니다.
- 산화 안정성: 공기 중 산소와 반응하여 쉽게 변질되지 않아 장기간 안정성을 유지할 수 있습니다.
3. 폴리부텐의 주요 용도
3.1 산업용 윤활유
폴리부텐은 고성능 윤활유의 주요 성분으로 사용됩니다. 자동차 엔진 오일, 산업용 기계 오일 등에서 마찰을 줄이고 부품 수명을 연장하는 역할을 합니다.
3.2 접착제 및 실란트
폴리부텐은 점성이 뛰어나 핫멜트 접착제, 건축용 실란트, 방수 코팅제 등에 사용됩니다. 건축 및 자동차 산업에서 방수 및 밀폐 기능을 강화하는 역할을 합니다.
3.3 플라스틱 및 고무 제품
폴리부텐은 고무 및 플라스틱 제품의 가소제로 사용되어 유연성을 높이는 역할을 합니다. 대표적으로 장난감, 의료 기기, 포장재 등의 원료로 사용됩니다.
3.4 화장품 및 의료 산업
폴리부텐은 인체에 무해한 성질을 가지고 있어 립글로스, 스킨케어 제품, 의약품 코팅제 등에도 활용됩니다. 특히 립글로스의 점성을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.
4. 폴리부텐 산업의 발전과 DL케미칼의 역할
4.1 DL케미칼과 글로벌 시장 점유율
폴리부텐(PB)은 국내 화학회사가 세계 시장을 제패한 몇 안 되는 스페셜티(specialty·고부가가치) 제품입니다. 규모가 큰 경쟁사들이 선점한 제품군 대신 이들이 접근하지 않은 품목으로 일찌감치 눈을 돌리고 30년 넘게 한 우물을 판 결과 불황을 견딜 경쟁력을 확보하는 데 성공했습니다.
전남 여수시 화치동에 위치한 DL케미칼 여수공장. 조정복 DL케미칼 여수공장장은 지속적인 투자로 PB 제품의 경쟁력을 끌어올려 2위와의 격차를 벌리고 있다고 설명했습니다. DL케미칼은 지난해 기준 글로벌 PB 시장에서 25%의 점유율을 기록하며 독보적인 1위를 달리고 있습니다.
4.2 DL케미칼의 폴리부텐 제조 공정
국내 석유화학 회사가 만드는 가장 일반적인 화학 제품인 폴리에틸렌(PE·Polyethylene)은 흰색의 작은 쌀알처럼 생겼지만, DL케미칼의 주력 품목인 PB는 무색무취의 액체 형태로 만들어집니다. PB는 다른 화학 제품에 비해 제조 공정이 단순하고 생산 효율성이 높으며, 제품에 염소 성분이 없어 제조 과정에서 환경에 미치는 영향도 적은 점이 특징입니다.
DL케미칼이 PB 생산에 뛰어든 것은 30여 년 전부터입니다. 1975년에 설립된 호남에틸렌을 인수한 대림산업은 1992년 대덕연구소를 설립하고 같은 해 국내 최초로 범용 PB를 개발했습니다. 이후 2010년에는 국내에서 처음으로 고반응성 PB를 개발해 2015년부터 미국으로 수출하고 있습니다. 현재 여수에 위치한 2곳의 PB 공장의 연간 생산량은 22만 톤에 이릅니다.
5. 폴리부텐의 시장 전망
폴리부텐은 자동차, 건축, 화학, 화장품, 의료 등 다양한 산업에서 활용되고 있으며, 특히 고성능 윤활유 및 친환경 접착제 시장에서 높은 수요를 보이고 있습니다. 최근 친환경 소재 연구가 활발해짐에 따라 바이오 기반 폴리부텐의 개발도 진행 중입니다.
5.1 폴리부텐 가격 동향
폴리부텐의 가격은 원유 및 부텐 계열 화합물의 가격 변동에 영향을 받습니다. 최근 석유화학 제품의 가격이 상승하면서 폴리부텐의 시장 가격도 상승하는 추세입니다.
5.2 친환경 대체 소재 개발
기존 폴리부텐은 생분해성이 부족하다는 단점이 있어, 친환경적인 바이오 기반 폴리머 연구가 진행 중입니다. PLA(Polylactic Acid)나 PHA(Polyhydroxyalkanoates)와 같은 대체 소재가 개발되고 있으며, 장기적으로 친환경적 폴리부텐 제품도 등장할 가능성이 큽니다.
6. 결론
폴리부텐(PB, Polybutene)은 점성이 뛰어나고 화학적 안정성이 높은 폴리머로서, 윤활유, 접착제, 플라스틱 가소제, 의료 및 화장품 산업 등에서 널리 사용되고 있습니다. 높은 내수성과 내화학성을 바탕으로 산업용 소재로 각광받고 있으며, 앞으로 친환경적인 폴리부텐 개발이 더욱 활성화될 것으로 예상됩니다.