난연제 시장은 브롬계 사용규제가 강화됨에 따라 대체소재가 개발되고 있으
나 성능, 가격 등의 문제로 소재 전환이 부진한 것으로 파악되고 있다.
사용규제가 강화되고 있는 PBDE(Polybrominated Diphenyl Ethers), HBCD(Hexabromocyclododecane) 등은 수요 감소세를 이어가고 있으나 수요기업들은 사용규제에 해당되지 않는 브롬계 채용으로 대응하고 있다.
삼성전자, LG전자 등은 유럽 수출용에는 인계를 투입해 브롬계를 대체하고 있으나 모든 전자제품에 브롬계 대체제품을 투입하지는 않고 있는 것으로 알려졌다.
브롬계 대체소재로 인계가 부상했으나 가격이 높고 투입량이 많아 내열성, 물성 등의 저하현상이 발생해 완전 대체가 어렵기 때문이다.
PC(Polycarbonate), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 등 가전제품용 플래스틱은 인계 투입을 확대하기 위해 난연성이 우수한 mPPO(Modified Polyphenylene Oxide) 등으로 대체를 검토하고 있으나 가격이 4-5배 높아 소재 전환이 지지부진한 것으로 알려졌다.
브롬계, 규제강화에도 수요 “지속”
국내 난연제 수요는 2015년 기준 약 10만톤이며 무기계가 40%, 브롬계 35%, 인계는 25% 수준 차지하고 있다.
플래스틱용 난연제는 무기계, 브롬계, 인계 등을 혼용 투입하고 있고 섬유 및 코팅용은 브롬계 투입이 높은 것으로 나타나고 있다.
브롬계 난연제 수요는 약 3만5000-4만톤이며 TBBPA(Tetrabromobisphenol-A), DBDPE(Decabromodiphenyl Ethane), HBCD, PBDE 등을 주로 사용하고 있다.
TBBPA는 2만톤 수준으로 가장 많고, HBCD와 PBDE는 글로벌 환경규제가 강화됨에 따라 총 3000-4000톤에 머물고 있다. DBDPE는 PBDE계인 Deca-BDE(DBDPO)를 대체하며 2400-2500톤 정도이다.
브롬계 수요비중은 전기전자 및 자동차용 플래스틱 60%, PCB(Printed Circuit Board) 20%, 건축소재 10%, 섬유 2-3%, 기타 7-8%로 집계되고 있다.
전기·전자, 자동차용은 수출비중이 높아 글로벌 사용규제에 대비해 환경규제에 해당하지 않는 TBBPA, TBPC(2,4,6-Tris(2,4,6-tribromophenoxy)-1,3,5-triazine), 브롬계 고분자 난연제를 투입하고 있다.
TBPC는 비교적 최근에 개발돼 국내수요가 3200톤 수준으로 매년 증가세를 이어가고 있으며, 특히 가전제품용 및 자동차 플래스틱에 95% 이상 투입하고 있는 것으로 알려졌다.
전기·전자용은 PCB의 CCL(Copper Clad Layer)용이 국제규제에 대응하기 위해 고분자 난연제, TBBPA를 투입하고 있으며 고분자 난연제의 채용률이 높은 것으로 파악되고 있다. 전선용은 DBDPE가 700톤 수준으로 수요비중의 95% 이상을 차지하고 있다.
건축용은 단열재을 중심으로 HBCD가 95% 투입되고 있으나 EPS(Expandable Polystyrene)계 단열계를 중심으로 사용규제가 강화됨에 따라 브롬화 부타디엔-스타이렌 공중합(Butadiene-Styrene Copolymer), BDDP(1,1'-(1-Methylethylidene)bis [3,5-dibromo-4-(2,3-dibromopropoxy)benzene)])로 대체하는 시험 및 검토가 계속해서 이루어지고 있다.
BDDP는 주로 PP(Polypropylene)에 투입되며 PE(Polyethylene), ABS, PVC(Polyvinyl Chloride)에도 투입이 가능하다
EU(유럽연합)의 유해물질 제한지침(RoHS)에서 규제하는 Deca-BDE는 DBDPE로 대부분 대체해 플래스틱용 난연제에 PBDE, HBCD 투입이 크게 줄어들었으나 섬유, 코팅 등에는 여전히 투입되고 있는 것으로 알려졌다.
자동차 내장재는 환경규제가 강화되고 있음에도 불구하고 deca-BDE, HBCD가 약 1000톤 수준 채용되고 있어 대체가 시급한 것으로 지적되고 있다.
TBBPA, 고분자 난연제 합성 채용 “장악”
TBBPA는 단독 난연제로 채용되는 수준은 미미하나 대부분 고분자 난연제 합성에 투입돼 수요가 2만1245톤으로 브롬계 가운데 가장 높은 것으로 파악되고 있다.
수요비중은 고분자 난연제 제조용 80%, 전기전자 및 자동차용 플래스틱 16%, PCB의 CCL, 전선 등 기타 4%에 투입되고 있다.
고분자 난연제는 수요비중이 가전제품 케이스, 자동차 내장재에 45%, PCB의 CCL 35% 건축자재, 인조대리석 15% 등이 차지하고 있다.
TBPC, 4,4'-(1-Methylethylidene)bis[2,6-dibromophenol] polymer with(chloromethyl) oxirane 등 고분제 난연제는 DBDPE와 같이 HBCD, PBDE 대체재로 투입이 확대되고 있는 것으로 알려졌다.
특히, 전자제품 및 자동차 플래스틱인 ABS, PBT(Polybutylene Terephthalate), PC, PC/ABS 얼로이(Alloy)에 투입되고 있어 인계 난연제도 일부 대체하고 있으며 PCB의 CCL, 전선, 자동차용 점착제, 화학 플랜트용 내식탱크 등에도 투입되고 있다.
시장 관계자는 “브롬계 난연제는 HBCD, PBDE의 사용규제가 강화됨에 따라 고분자계 투입이 확대되고 있어 TBBPA 수요가 증가하고 있다”고 밝혔다.
Deca-BDE, 환경규제에도 채용 지속
Deca-BDE(DBDPO)는 환경규제로 강화로 퇴출 위기에 놓였으나 카시트, 도어트림, 기어부츠 등 자동차 내장재, 섬유 등의 난연 코팅에 투입이 계속되고 있어 대체가 시급한 것으로 지적된다.
가전제품은 RoHS에서 규제되고 있고 스톡홀름 협약에서 사용규제를 검토하는 등 EU 유해물질 제한지침에 포함돼 DBDPE로 대체됐으나 내수용은 일부 Deca-BDE 투입을 계속하고 있다.
국내수요는 1500톤 수준으로 시트, 도어트림, 기어부츠 등 자동차 내장재용에 55%, 블라인드, 롤스크린, 텐트, 의류 등 섬유에 20%, 나머지 전선보호관 및 전선, 고무벨트, 고무매트 등에 투입되고 있다.
섬유용은 「소방시설 설치·유지 및 안전관리에 관한 법률」에서 현수막 방염처리가 실내장식물로 분류돼 현수막용 수요가 많고 군사용 위장망, 건축용 수직보호망, 유리섬유계 스크린 방화셔터 등에도 채용하고 있다.
인테리어 시트용 점착제, 자동차 배선용 점착제, 보온재 마감용, 전기절연용 테이프 등에 투입되고 있으며 EPE(Expandable Polyethylene) 단열재, 창호, 벽지, 바닥재 등 건축소재에도 일부 채용되고 있는 것으로 알려졌다.
시장 관계자는 “Deca-BDE는 전기·전자용 글로벌 사용규제가 강화됨에 따라 수출용은 대부분 대체됐으나 국내에서는 일부 채용이 지속되고 있다”고 밝혔다.
일부에서는 Deca-BDE가 스톡홀름 협약에서 금지물질로 지정돼도 HBCD와 같이 5년간 유예기간이 부여될 것으로 주장하고 있으나 Deca-BDE는 DBDPE 등 대체소재가 존재해 어려울 것으로 예상되고 있다.
DBDPE는 Deca-BDE를 대체함으로써 국내수요가 2500톤 수준으로 매년 증가세를 이어가고 있고 가전제품 및 자동차용에 60%, 범용전선, 특수케이블 등에 30% 수준 투입하고 있다.
하지만, 섬유 및 건축자재 투입은 미미한 것으로 알려졌으며 가전제품 및 자동차 플래스틱인 HIPS(High Impact Polystyrene), ABS, PVC, PP 등에 주로 투입되고 있다.
HBCD, 메이저 대체제품 개발 “상업화”
HBCD는 EPS 단열재에 주로 투입됐으나 글로벌 사용규제가 강화됨에 따라 대체소재 개발이 확대되고 있다.
HBCD는 2015년 8월 중순 REACH(Registration, Evaluation, Authorisation & Restriction of Chemicals) 규제 아래 SVHC(Substance of Very High Concern: 매우 우려되는 물질)에 등록됐고, UNEP(유엔환경계획)에 따라 2016년 3월 영구유기오염물질(POP) 목록에 등재됐다.
2013년에는 스톡홀름 협약을 통해 취급금지가 결정됨에 따라 5년간의 특정면제 기간을 부여받아 대체소재 개발이 시급한 것으로 나타나고 있다.
HBCD는 국내수요가 1500톤 수준으로 1400톤 이상이 EPS 및 PS 단열재에 채용되고 있으며 PS, PP, ABS, PE, PC, UPR(Unsaturated Polyester Resin) 등에 약 2% 수준 투입되고 있다.
EPS 생산기업들은 Benzene, ethenyl-, Polymer with 1,3- butadiene, Brominated와 1,1'-(1-Methylethylidene)bis [3,5-dibromo-4-(2,3-dibromopropoxy)benzene, TBBPA bis(2,3-dibromopropyl) ether 등 미국 EPA에서 HBCD 대체물질로 지정한 난연제를 채용할 계획이다.
메이저들은 Benzene, ethenyl-, Polymer with 1,3-butadiene, Brominated 등 브롬화 부타디엔-스타이렌 공중합계를 대체소재로 상업화해 영업력을 강화하고 있어 브롬계를 벗어나기는 어려울 것으로 예상되고 있다.
랑세스(Lanxess)는 HBCD 대체소재로 「Emerald Innovation 3000」, ICL-IP는 「FR-122P」, Albemarle은 「GreenCrest」를 출시했다. 3제품 모두 브롬계 고분자 폴리머를 채용하고 있다.
BASF는 2014년 말부터 EPS 및 XPS(Extruded Polystyrene) 포트폴리오 전체를 고분자 난연제인 「PolyFR」로 전환했으나 PolyFR은 TBBPA를 투입한 브롬계 고분자 난연제로 알려지고 있다.
인계, 코스트 10배 수준 높아…
브롬계 대체소재는 인계 및 무기계 채용이 둔화되고 있고 환경규제에 적용되지 않은 브롬계 채용이 확대되고 있다.
인계는 브롬계 대체소재로 2000년대 이후 급부상했으나 kg당 평균 1만원 수준에 육박해 2-3배 높고, 투입량도 2-3배 많아 코스트 비용이 최대 10배 이상 높아짐에 따라 수요기업들이 선호하지 않고 있다.
시장 관계자는 “인계는 전자제품용 플래스틱에 주로 투입돼 브롬계를 대체하고 있으나 난연성을 확보하기 위해서는 ABS, PC 등 플래스틱에 5-10% 투입이 요구됨에 따라 내구성, 내후성 약화, 변색 등으로 플래스틱 품질이 떨어진다”며 “수요기업들이 인계를 대체하는 고분자 및 하이브리드 난연제나 난연성이 높은 플래스틱 채용을 검토하고 있다”고 밝혔다.
다만, Deca-BDE는 글로벌 규제가 강화됨에 따라 가격이 저렴한 DBDPE로 대체하고 있으며 일부는 인계로 대체되고 있다.
전자제품, 자동차부품, 내장재 생산기업들은 유럽 수출을 감안해 인계 채용을 지속하고 있으나 가격적인 부담이 크게 작용해 저렴한 브롬계 고분자 개발에 집중하고 있다.
HBCD를 섬유코팅용으로 채용한 수요기업은 유럽 수출용을 대부분 인계 난연제로 대체한 것으로 알려졌으며 DBDPE는 일부 삼산화안티몬(Diantimony Trioxide), 수산화마그네슘(Hydroxide Magnesium) 등 무기계와 인계로 대체한 것으로 알려졌다.
시장 관계자는 “화평법 시행으로 신규물질 등록에 막대한 비용부담이 발생해 소재 개발이 어려워짐에 따라 수요기업들이 신규 난연제를 채용하지 않고 기존제품을 활용하고 있다”고 밝혔다.
대체소재, 인계로 부족하다!
국내 인계 난연제 시장은 Clariant, Albermarle, ICL-IP, Adeka 등이 장악하고 있고, 파미셀, 유니버샬켐텍 등 중소기업들이 일부 생산하고 있으나 가격, 성능 문제 등으로 수요가 둔화되고 있다.
인계는 BPDP(Tertbutylphenyl Diphenyl Phosphate), TXP(Trixylyl Phosphate), TPP(Triphenyl Phosphate), TCP(Tricresyl Phosphate), CDP(Cresyl Diphenyl Phosphate), IPPP(Isopropylated Triphenyl Phosphate) 등이 채용되고 있다.
인계 난연제는 대부분 전자제품용 플래스틱에 투입됐으나 삼성전자, LG전자 등이 생산거점을 동남아, 멕시코 등으로 이전함에 따라 수요가 급감한 것으로 알려졌다.
TV, 노트북, 스마트폰 등이 박막화됨에 따라 플래스틱 수요가 줄어드는 것도 난연제 수요에 영향을 미치고 있다.
일부 수요기업들은 인계 채용으로 친환경 마케팅 효과를 얻지 못해 브롬계로 다시 전환한 것으로 알려지고 있다.
시장 관계자는 “인계 난연제가 브롬계를 잠식할 수 있을 것으로 예상했으나 가격 및 품질 문제 등이 발생해 수요가 둔화되고 있다”고 밝혔다.
일부 수요기업들은 천연 무기계, 실리콘계, 질소 투입 등 다양한 난연제 채용을 확대하고 있어 인계 난연제 수요비중이 하락할 것으로 우려되고 있다.
중소기업들은 인계 난연제를 약 1000톤 미만으로 소규모 생산하고 있으며 플래스틱 수요가 줄어들어 섬유용, 특수용 등에 투입하고 있다.
폴리에스터 섬유용은 파미셀이 장악하고 있으나 생산량이 800-1000톤에 수준에 불과한 것으로 나타나고 있다.
삼성·LG, 브롬계 100% 대체 “불가능”
LG전자와 삼성전자 등은 유럽 수출용 전자제품은 대부분 브롬계를 대체했으나 모든제품을 대체하지는 못한 것으로 알려졌다.
LG전자와 삼성전자는 자사의 「환경관리물질 운영규칙」을 통해 브롬계 난연제 함량을 제한하고 있으나 사용금지 단계까지 도달하지 못했다.
관리물질 등급을 금지물질, 저감계획 물질, 관찰 물질 등으로 구분하고 있으나 브롬계 난연제를 저감계획 물질에 포함시켜 자발적인 저감계획만 수행하는데 그치고 있다.
LG전자와 삼성전자는 환경단체를 통해 2010년까지 브롬계 난연제를 대체한다고 밝힌 바 있으나 2017년까지도 대체하지 못한 것으로 파악되고 있다.
2010년 말까지 Deca-BDE 등 PBDE에 이어 브롬계 난연제를 단계적으로 사용중단할 예정이었으나 여전히 일부제품에는 브롬계 난연제를 투입하고 있다.
특히, 유럽 수출용을 제외하고는 브롬계 난연제 투입을 계속하고 있는 것으로 알려졌다.
시장 관계자는 “삼성전자와 LG전자는 REACH 인증용 제품을 구분하고 유럽 수출용에는 주로 인계를 채용하고 있으나 그 외에는 인계를 투입하지 않는 것으로 알려졌다.
PBDE, HBCD, TBBPA 등 브롬계 난연제는 투입하지 않고 있으나 규제대상에 해당되지 않은 고분자 브롬계 난연제를 채용하고 있는 것으로 파악되고 있다.
삼성전자와 LG전자는 최근 난연제 개발 투자를 축소하고 기존 난연제를 개선하거나 난연성을 보유한 플래스틱을 채용하는 방안으로 개발계획을 변경한 것으로 알려졌다.
<허웅 선임기자: hw@chemlocus.com>
