
유기과산화물은 과산화수소 유도제품으로 과산화수소의 수소 원자를 유기분자로 치환한 구조를 형성하며 분자 안에 과산화 결합(O-O)을 보유하고 있는 것이 특징이다.
중합·가교·경화 등 3가지 주요 기능을 갖추어 합성수지, 합성고무 등 석유화학제품 제조에 필수적으로 투입되며 범용수지·고무용이 주력 용도이기 때문에 자동차, 가전, 전기, 건설산업 흐름에 따라 수요가 움직이고 있다.
과산화 결합이 열과 빛으로 쉽게 분해돼 유리기를 발생시키는 성질을 이용하면 다양한 라디컬 반응의 개시제로 사용할 수 있어 LDPE(Low-Density Polyethylene), PS(Polystyrene), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), SBR(Styrene Butadiene Rubber) 등의 중합개시제로 사용되고 있다.
경화제 용도로는 UPR(Unsaturated Polyester Resin), DAP(Dially Phthalate) 등에 적용되며 가교제 용도는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate), EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer), 불소고무, 실리콘고무(Silicone Rubber) 등에 활용되고 있다.
이밖에 폴리머 성형성 향상제와 그래프트화 첨가제 등으로도 사용되고 있다.
동성케미컬, 산계 상용화 추진으로 신규수요 확보
동성케미컬(대표 이만우·백진우)은 유기과산화물 생산을 다양화하며 해외 시장점유율 확대에 나설 계획이다.
동성케미컬은 2023년 2분기 연결 기준 매출이 2957억4200만원으로 전년동기대비 0.3% 감소했으나 영업이익은 211억5600만원으로 15.6%, 순이익은 177억1100만원으로 11.3% 증가했다.
화학부문에서 원료가격 상승, 글로벌 기초 석유화학제품 수급 불균형, 환율 등의 영향에도 불구하고 일정수준의 수익성을 유지한 것으로 평가된다.
영업이익률은 원료가격 상승 등에 따른 원가율 상승으로 2020년 7.5%에서 2021년 4.9%로 떨어졌으나 2022년에는 원료 코스트 부담 증가에도 불구하고 인건비 감소 등 판매관리 부담 완화로 4.9%를 유지했으며 2023년 1분기에는 영업이익률 5.7%로 수익성이 개선됐다.
동성케미컬은 2022년 유기과산화물 원료인 TBHP(Tert-butyl Hydroperoxide) 생산기술을 국내 최초로 국산화했으며 여수공장에 설비 구축을 완료해 2022년 하반기부터 전량 수입대체했다.
또 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 등으로 수급이 불안정했던 TBHP의 국산화 및 안정적인 공급물량 확보로 경쟁력과 급변하는 대외 환경에 대한 대응력을 강화했다.
동성케미컬은 정밀화학 분야에서 부틸(Butyl)계, 아밀(Amyl)계, 헥실(Hexyl)계 등 유기과산화물을 제조·판매하고 있으며 약 20여 품종을 단위 공장별로 생산하고 있다.
한국IR협의회에 따르면, 동성케미컬은 국내 유기과산화물 시장점유율이 50% 이상이며 유기과산화물 생산능력은 PVC(Polyvinyl Chloride)‧LDPE 중합용 2500톤, ABS 중합용 및 풍력발전 날개 경화용 CHP(Cumyl Hydroperoxide) 2000톤, 대리석‧UPR 경화용 과산화물 700톤, 초고압 전선용 가교제, EVA 수지 발포제 및 EPS(Expanded PS) 난연 보조제용 DCP(Dicumyl Peroxide) 6000톤 수준이다. 특히, 인조대리석용 경화제 및 가교제인 DCP는 미국, 유럽연합(EU) 및 일본 등 전세계로 판매하고 있다.
유기과산화물은 PVC(Polyvinyl Chloride), LDPE 등에서 단량체(Monomer)를 고분자(Polymer)화하는 중합공정 초기단계에서 반응을 이끌어내는 개시제로, 태양광 패널 제조에 필요한 EVA 시트 생산 및 초고압 전선 내부 절연체 생산 등에는 가교제로, 인테리어 소재인 아크릴계 인조대리석에는 경도를 강화시키는 경화제로 사용되고 있다.
동성케미컬은 기존 유기과산화물 생산을 확대해 국내 뿐만 아니라 해외 시장점유율을 높이고 산계 유기과산화물 생산을 추진할 계획이며 현재 수입에 의존하고 있는 파우더계 과산화물과 산화 공정을 활용한 과산화물 개발에도 박차를 가해 신규 수요를 확보할 예정이다.
이만우 동성케미컬 대표는 “유기과산화물은 기존 폴리머 외에 태양광 EVA 시트, 인조대리석 경화제 등 다양한 분야에 적용되는 기능성 핵심 소재로 국내와 아시아·태평양 시장에서 꾸준히 성장하고 있다”며 “기존 석유· 정밀화학 사업을 친환경 기능성 정밀화학 중심으로 전환해 가치를 끌어올릴 것”이라고 강조했다.
일본, 자동차용 반도체 부족 때문에 생산 감소
일본은 1937년 유기과산화물공업회를 설립하고 화학물질 관리에 주력하고 있다.
대다수가 위험물인 유기과산화물 생산은 물론 운송, 저장, 사용 시 안전에 주의해야 할 부분이 많기 때문으로, 법률 규제를 포함한 다양한 안전정보 제공에 노력하고 있으며 최대 메이저인 NOF를 비롯해 가와구치케미칼(Kawaguchi Chemical), Kayaku Nouryon, Arkema Yoshitomi 등이 회원으로 가입해 있다.
일본은 유기과산화물 관련 수지·고무 생산량이 2022년 감소했으며 PP(Polypropylene), PS, ABS, 메타크릴레이트 등 4종은 10% 이상 급감한 것으로 나타났다.
유기과산화물 생산량 감소는 자동차 생산 부진에 큰 영향을 받은 것으로 나타났다.
일본 자동차공업회에 따르면, 2022년 자동차 생산대수는 783만5519대로 0.1% 줄어 4년 연속 감소세를 기록했고 트럭·버스 생산은 증가한 반면 승용차는 0.8% 감소한 것으로 파악된다.
다만, 자동차 반도체 수급이 해소되기 시작하며 2022년 여름부터 상황이 호전됐으며 2023년 상반기 자동차 생산대수는 410만9964대로 전년동기대비 20.2% 급증했다.
국토교통성에 따르면, 신규 주택 착공건수는 2022년 85만9562채로 0.4% 늘었고 2년 연속 증가세를 기록하며 유기과산화물 생산량 감소 폭을 축소했다.
맞춤형 자가주택 착공은 20만3287건으로 11.3% 줄어 13개월 연속 감소세를 계속했으나 임대주택은 34만5080건으로 7.4%, 아파트 및 단독주택을 포함한 분양주택은 25만5487건으로 4.7% 증가했다.
그러나 2023년에는 분양 아파트 착공건수가 감소해 임대주택에 대한 투자 열기에도 전체 착공건수는 감소한 것으로 추정된다.
일본 유기과산화물 생산기업들은 코스트 대응을 본격화하고 있다.
원료가격 급등세가 진정됐으나 장기간 엔화 약세가 이어지고 있고 전력 등 유틸리티 코스트가 상승했기 때문으로 판매가격 인상을 추진하고 있다.
NOF, 하이테크용 고기능 수지 분야 공략
NOF는 하이테크 분야를 중심으로 유기과산화물 용도 개척에 적극 나서고 있다.
NOF는 1957년 일본 최초로 유기과산화물 국산화에 성공했으며 중합개시제, 가교제, 경화제, 수지개질제, 유기합성용 등 광범위한 유기과산화물을 생산하고 있다.
2023년 4월 조직 개편을 통해 기존 화성사업부와 유화사업부를 통합한 기능소재사업부를 출범함으로써 산하에 환경·수지영업본부를 두고 새로운 시너지를 발휘시키기 위한 체제로 전환했으며 횡적 연계를 유도해 유기과산화물 공급 기회를 늘릴 수 있을 것으로 기대하고 있다.
생산기지는 일본 기누우라(Kinuura) 공장과 중국 Changshu NOF Chemical, 인도네시아 PT.NOF Mas Chemical Industries 등 3곳에 두고 있으며 최근 수요 증가 흐름에 맞추어 신증설 투자를 검토하고 있다.
내수용은 용도를 범용수지에서 고기능 수지로 확대해 전자·정보 관련 니즈를 발굴하고 있으며, 특히 하이테크 기기용 절연 EP(엔지니어링 플래스틱) 등에 경화제로 사용하면 내열성과 전기 특성을 개선할 수 있어 주목하고 있다.
사업체제 개편을 통해 유기과산화물을 모노머 Blemmer와 조합한 종합적인 사업 확대에도 주력하고 있다.
Blemmer는 MAA(Methacrylic Acid), 아크릴산(Acrylic Acid)과 각종 알코올(Alcohol)류 에스터로 페인트, 접착제, 수지·고무·섬유개질제, 반응성 유화제, 각종 바인더 분야에서 널리 이용되는 중합 가능한 모노머이며 공통 수요기업인 페인트 생산기업 등에 대한 제안 활동을 강화할 방침이다.
Blemmer는 에스터화하는 알코올의 종류에 따라 다양한 타입이 존재하며 NOF는 호모폴리머, 코폴리머를 판매하고 있다.
뉴리온-일본화약, CID 기술 무기로 사업 확대
네덜란드 뉴리온(Nouryon)과 일본화약(Nippon Kayaku)의 합작기업 Kayaku Nouryon은 생산체제 정비 및 신기술을 활용하며 사업 확대에 나서고 있다.
Kayaku Nouryon은 네덜란드 악조노벨(Akzonobel)로부터 분리된 뉴리온과 1963년 유기과산화물 국산화에 성공한 일본화약의 합작기업으로 경화제·중합제·가교제 등 고품질 유기과산화물을 공급하고 있으며 아사(Asa) 공장에서 전체 생산체제의 최적화를 도모하고 있다.
뉴리온은 중국 톈진(Tianjin)과 멕시코 로스레예스(Los Reyes)를 주력으로 세계 약 10곳에서 유기과산화물 생산기지를 갖추고 있으며 최근 지속가능성 강화에 주력하며 에코바디스(EcoVadis)로부터 10만개 이상 대상기업 가운데 상위 1%에 주어지는 플래티넘 등급을 받았다.
유기과산화물은 플래스틱 재활용 기여 그레이드로 PP 용융지수(MFR) 조정 및 PE(Polyethylene) 등 가교·성형 등에 사용되는 Perkadox 14와 Trigonox 101을 공급하고 있다.
수요 증가에 맞추어 중국 저장성(Zhejiang) 닝보(Ningbo)에서 생산능력을 확대하고 있으며 최근 PP 융용지수를 낮추는 약제 제안에 착수한 것으로 알려졌다.
뉴리온은 아시아에서 독자적인 PVC용 CID(Continuous Initiator Dosing) 시스템에 대한 채용이 확대되며 일본기업들의 관심이 확대됨에 따라 일본 사업전략을 강화하고 있다.
CID는 에멀전 타입 유기과산화물을 탱크에서 적하법으로 투입해 PVC 중합 시 제열능력을 최적화할 수 있으며 생산량 증가 뿐만 아니라 일반적으로 여러 종류를 투입하는 개시제를 1종만 사용해도 돼 관리가 용이하고 탱크에서 자동으로 투입하기 때문에 100% 자동운전까지 가능한 것으로 알려졌다.
뉴리온은 CID 시스템을 장치 및 제어 프로그램과 함께 공급하고 있으며 중국 CID 지원팀을 통해 아시아 전역에서 기술 대응까지 신속히 실시하고 있다.
유기과산화물을 의약 원제 및 중간체 합성용으로 투입하기 위해 다양한 수요기업을 대상으로 테스트를 진행하고 있다.
아케마-MCC, 글로벌 다변화 요구 “충족”
미츠비시케미칼(MCC: Mitsubishi Chemical)이 아케마(Arkema)와 51대49로 합작한 Arkema Yoshitomi는 기술력 강화에 박차를 가하고 있다.
Arkema Yoshitomi는 각종 고분자 소재 중합개시제와 경화제, 가교제, 성형성 향상제 등으로 활용되는 유기과산화물 특화기업으로, 플래스틱 및 기능화학제품 분야에서 세계적인 기술과 시장 정보에 기초한 솔루션 파워, 개발능력을 활용해 수요기업 니즈 다양화에 대응하고 있다.
1961년 설립 초기부터 안전성을 우선시한 고품질 유기과산화물 공급에 주력하고 있으며, 특히 고기능 폴리머 개발에 기여하며 효과적인 중합과 폴리머 성질 제어가 용이한 Amyl Peroxide 시리즈 라인업을 다양화했다. 저VOCs(휘발성 유기화합물)이고 친환경적인 t-Amyl Peroxide인 Luperox Taic, Luperox Taec, Luperox Dta, Luperox 546, Luperox 575 등이 주력이다.
Arkema Yoshitomi는 아케마그룹이 전세계에 총 11곳 보유하고 있는 사업장 중 한곳으로 다른 사업장과 연계를 계속하며 안정적인 생산체제를 유지하고 있다.
아케마 기술을 베이스로 독자 생산기술을 개발하고 미츠비시케미칼의 안전관리 지표를 반영함으로써 유기과산화물을 안전하게 제조·관리하기 위한 생산설비와 시스템을 구축한 것으로 알려졌다.
연구개발센터는 아케마의 프랑스·미국·중국 연구개발센터와 협력하며 일본 수요기업을 위한 폴리머 프로세스 효율화 및 성능 향상을 위한 응용기술 개발을 추진하고 있다. (김진희 기자: kjh@chemlocus.com, 윤우성 기자: yys@chemlocus.com)