전통적인 BA 제조 과정에서 배출되는 제품 1톤당 12~15톤의 CO₂ 당량 , 주로 에너지 집약적인 석유화학 공정과 휘발성 유기화합물(VOC) 배출 때문입니다(2023년 폰먼 연구). 화석 연료에 의존하는 단계가 전체 배출량의 74%를 차지하며, 아크릴산 합성 단계만으로도 공정 관련 온실가스의 40%를 차지합니다.
A 최근 수행된 생명 주기 평가(LCA) 연구 bA의 탄소 배출량 중 68%가 원자재 채굴 및 정제 과정에서 발생함을 보여준다. 유화제 제조업체까지의 운송은 배출량의 12%를 추가하며, 중합 공정은 20%를 차지한다. 이러한 세부 데이터를 통해 제조업체는 공급망 내 가장 큰 영향을 미치는 단계에서 탈탄소화를 집중적으로 추진할 수 있다.
신규 제조 방식은 증기 크래킹 공정에 재생 가능 에너지 통합, 반응 온도를 낮추는 촉매 증류, 아크릴산 공장에 설치된 탄소 포집 기술 등을 통해 배출량을 38% 감축할 수 있다. 제3자 인증을 받은 저탄소 BA 등급은 이제 ISO 14067 기준에 부합하는 크래들-투-게이트(Cradle-to-Gate) 배출 기준을 충족하며, 제조업체에게 신뢰성 있는 환경 영향 감축 경로를 제공한다.
공급업체의 62%가 '지속 가능한 BA'라고 주장하지만, 식물 수준의 배출 감사, 재생 원자재 추적 가능성 및 범위 3 공개 항목에서 검증 가능한 증거를 제공하는 업체는 34%에 불과합니다. 탄소정보공개프로젝트(CDP)는 미확인 탄소중립 주장이 환경을 중시하는 유화제 제조사들을 오도할 위험이 있다고 경고하며 투명하고 감사 받은 지속 가능성 보고의 필요성을 강조하고 있습니다.
부틸 아크릴레이트(Butyl Acrylate, BA)는 전통적인 용제계 제품에 비해 휘발성 유기화합물(VOC) 배출을 약 30~50%까지 줄이는 수계 에멀전 시스템에서 핵심적인 역할을 합니다. 최근 이러한 에멀전 제조 방식의 발전은 BA의 유연한 분자 구조를 활용하여 목재 스테인 및 외부용 코팅제 등에 사용되는 강력한 접착제를 제조하면서도 VOC 수준을 일반적으로 리터당 50그램 이하로 매우 낮은 수준으로 유지하고 있습니다. 지난해 업계 시험 결과에 따르면 개질된 BA 아크릴 계열 코팅제는 알칼리 조건에 대해 100번 중 약 98번 정도 저항성을 유지했으며, 표면 부착력도 약 40% 향상되어 이러한 보호 코팅이 교체 주기가 길어져 장기적으로 자원 낭비를 줄이는 데 기여하고 있습니다.
BA 소재를 다루는 기업들은 최근 에스터 작용기들을 조정하여 생분해성을 개선하면서도 폴리머 특성을 그대로 유지하려는 노력을 기울이고 있습니다. 이러한 BA 화합물에 생분해성 코모노머를 혼합하면 최근 《네이처》에 발표된 연구에 따르면 매립지에서 미생물 분해 속도가 약 28% 빨라집니다. 꽤 인상적인 결과입니다. 유럽화학물질청(ECHA)은 플라스틱이 2년 이내에 최소 60% 이상 분해되기를 원하고 있기 때문에, 이러한 발전은 제조업체가 규제 요건을 충족하는 데 도움이 됩니다. 아직 목표에 완전히 도달하지는 않았지만, BA는 산업 차원에서 완전히 식물 기반의 아크릴 솔루션으로 나아가는 데 있어 좋은 중간 단계로 보입니다.
BA 응용 분야는 세 가지 주요 기술 발전 덕분에 중대한 변화를 겪고 있습니다. 첫째, 에너지 소비를 약 35%까지 줄일 수 있는 저온 경화 시스템의 개발이 있습니다. 둘째, 약 15~20%의 재활용 아크릴 성분을 실제로 포함하고 있는 하이브리드 소재들이 등장하고 있습니다. 그리고 셋째, 자기가교결합 에멀젼이 등장했는데, 이는 공정에서 포름알데히드 배출을 완전히 제거하기 때문에 게임체인저로 작용하고 있습니다. 이러한 모든 개선 사항들은 제조업체가 EPA 규정을 준수하는 동시에 복잡한 ESG 투자 요구사항을 충족할 수 있도록 돕고 있습니다. 2024년의 최근 시장 조사에 따르면, 코팅 업체 10곳 중 약 7곳이 저탄소 BA 솔루션에 특화된 공급업체를 적극적으로 찾고 있는 것으로 나타났습니다. 이 추세는 산업 전반에서 지속 가능성의 중요성이 얼마나 핵심적인지를 보여주고 있습니다.
화학 기업들이 전통적인 화석 연료 사용에서 벗어나 부틸 아크릴레이트 제품 제조 시 옥수수, 사탕수수, 카사바와 같은 식물성 원료를 대신 사용하기 시작하고 있습니다. 2023년 마이리언트 코퍼레이션(Myriant Corporation)과 OPX 바이오테크놀로지(OPX Biotechnologies)가 발표한 연구에 따르면, 이러한 식물 기반 원료로 전환할 경우 석유 기반 공정 대비 제조 과정에서 약 40%의 배출량 감소 효과를 얻을 수 있습니다. 이러한 생분해성 폴리머 시장은 앞으로도 급격히 성장할 전망입니다. 2032년까지 연평균 약 12%의 성장률을 기록할 것으로 예측되고 있습니다. 이는 최근 강화된 환경 규제와 더불어 기업들의 친환경 실천에 대한 약속이 늘어나고 있는 상황과 잘 맞물립니다. 또한 농업 부산물을 활용해 아크릴레이트 화합물로 전환함으로써 자원을 무분별하게 버리지 않고 활용한다는 점에서 순환 경제(Circular Economy) 개념에도 부합합니다.
생물 기반 BA는 이제 전통적인 제품이 기술적으로 할 수 있는 것과 동등한 성능을 보여주고 있으며, 실제로 대규모 생산 시설로 전환되고 있습니다. 2024년 기준 생물 기반 BA 가격은 톤당 약 2,300달러로, 석유 유래 제품에 비해 약 15~20% 높은 수준이지만, 생산량이 증가함에 따라 이 격차는 점점 줄어드는 추세입니다. 주요 업계 기업들은 발효 공정과 촉매 반응을 개선하기 위해 연구 예산의 약 3분의 1에서 거의 절반 가까이를 투자하고 있습니다. 전망적으로 대부분의 분석가들은 2027년까지 생물 기반 아크릴레이트에 대한 세계 수요가 현재의 3배로 증가할 것으로 예상하고 있습니다. 자동차 및 건설 산업이 탄소 발자국을 줄이면서도 품질 저하 없이 친환경 소재를 필요로 하면서 이 성장을 주도하고 있습니다.
생물 기반 부티르산의 경우 대규모 생산으로 전환하려면 아직 갈 길이 멉니다. 현실적으로 이 물질을 제조하는 데 드는 비용은 석유를 사용하는 기존 방법보다 약 80% 더 들며, 이는 다양한 원자재의 가용성과 정제 공정의 복잡성 때문입니다. 생산에 필요한 폐자재를 수집할 수 있는 농장 단위의 충분한 시스템이 아직 갖춰지지 않아 공급망 측면에서 진전이 더딘 실정입니다. 또한 지역마다 규제가 크게 달라 기업들이 대규모 투자를 망설이는 경향이 있습니다. 한편으로는 화학제품 제조사와 농업 기업들 간에 흥미로운 협력 관계가 형성되기 시작했으며, 소규모 정제 시설에서 초기 테스트 결과도 긍정적입니다. 여러 공정 단계를 결합할 경우 비용을 약 22% 절감할 수 있다는 것이 입증되었는데, 나쁘지 않지만 개선의 여지는 분명히 있습니다.
최근 전 세계 배출 기준은 건축용 코팅제에서 휘발성 유기화합물(VOC)을 60% 이상 감소시켜야 하며, 이에 따라 약 10개 중 8개의 제형에서 요구 조건을 충족시키기 위해 부틸 아크릴레이트(BA)가 주로 사용되고 있습니다. 미국 EPA가 2024년에 발표한 자료에 따르면 BA는 VOC 수준이 리터당 100g 이하로 떨어져도 우수한 성능을 보입니다. 페인트 제조사들도 이러한 변화를 인식하고 있으며, 2020년 초에 비해 저냄새 제품에 대한 수요가 약 3배 증가했습니다. 이러한 규제 압력으로 인해 저VOC 아크릴릭 시장이 성장하고 있으며, 업계 전문가들은 2032년까지 이 부문이 전 세계적으로 약 200억 달러 규모에 이를 것으로 예상하고 있습니다. 다만 실제 수치는 기업들이 생산 방식을 얼마나 빠르게 전환하느냐에 따라 달라질 것입니다.
고도화된 에스터화 기술을 통해 바이오 기반 함량이 30~40%인 BA 제형을 구현하여 접착력이나 내후성을 저하시키지 않으면서 제조 단계부터 공장 출하 단계까지의 배출량을 58%까지 감축할 수 있습니다. 독립 테스트를 통해 이러한 하이브리드 시스템은 LEED v5 기준을 충족하며 프리미엄 목재 코팅에서 1% 미만의 휘발성 유기화합물(VOC) 함량을 달성했습니다. 이는 친환경 건축 인증을 목표로 하는 제조사들에게 중요한 장점입니다.
전 세계 수성 아크릴 계열 결합제의 68%를 BA가 차지하고 있으며, 이는 계면활성제와의 상용성과 소수성을 높게 평가받기 때문입니다. 최신 BA 개질 유화액은 순수 수계 시스템에서도 10,000시간 이상의 내후성을 제공하며, 자외선 저항성 측면에서 기존 용제계 제품 대비 27%의 성능 향상을 이루었습니다. 아시아 태평양 지역이 도입을 주도하고 있으며, 2023년 이후 친환경 인증 건설 프로젝트의 91%에서 BA가 적용되고 있습니다.
화학 산업에서 ESG 실천을 향한 강력한 추진이 벤조산(BA) 생산 방식을 변화시키고 있다. 화학 지속 가능성 이니셔티브(2023)의 최근 자료에 따르면 제조업체의 약 3분의 2가 재생 가능한 원료로 전환함으로써 Scope 3 배출량을 감소시켰다. 한편, 기존의 배치 방식 대비 폐쇄 루프 시스템은 중대한 폴리머 등급 순도를 유지하면서 에너지 소비를 18~22%까지 절감하고 있다. BA는 접착제 및 코팅 응용 분야 전반에 걸쳐 유연제 및 다양한 산업 분야에서 순환 경제 구축에 계속적으로 핵심적인 역할을 하면서 유엔 지속 가능한 개발 목표(SDG) 12번(책임 있는 소비)와 13번(기후 변화 대응) 모두의 요건을 충족시키고 있다.
최근 몇 년간 EPA의 TSCA 6장 등에서 규정하는 엄격한 VOC 기준 덕분에 저배출 BA 수지 시장이 빠르게 성장해 왔으며, 2020년 이후 연평균 복합성장률(CAGR)이 약 34%에 달하고 있습니다. 현재 BA 성분이 포함된 수성 아크릴 코팅은 산업용 코팅 시장에서 판매되는 제품의 약 62%를 차지하며, 기존 용제형 옵션보다 내구성과 경화 속도 면에서 우위를 차지하고 있습니다. 또한, 석유 유래 물질이 0.5% 미만 포함된 새로운 바이오 아크릴레이트 혼합물 시장에서도 흥미로운 변화가 일어나고 있습니다. 일부 전문가들은 2027년까지 이 분야가 그린 폴리머 기술 시장에서 약 30억 달러 규모로 성장할 것으로 예상하지만, 정확한 전망은 아무도 확신할 수 없습니다.
전통적인 BA 제조는 에너지 소모가 큰 석유화학 공정과 VOC 배출로 인해 제품 1톤당 상당량의 이산화탄소를 배출합니다.
생애 주기 평가(LCA)에 따르면 원자재 채취 및 정제가 BA의 탄소 발자국 대부분을 차지하며, 이어 운송과 중합 공정이 뒤를 따릅니다.
옥수수 및 사탕수수와 같은 재생 가능한 원료를 사용하면 제조 과정에서 배출되는 온실가스를 줄일 수 있으며, 순환 경제 방식과도 일치하여 보다 지속 가능한 BA 생산이 가능해집니다.
네, 바이오 기반 BA 생산은 비용 측면에서의 어려움과 지역별 규제 차이가 존재하지만 화학 제조사와 농업 기업 간의 협력이 긍정적인 전망을 보이고 있습니다.
ESG 원칙은 BA 생산에서 변화를 주도하고 있으며, 전 세계 환경 목표와 일치시키기 위해 배출 감소 및 지속 가능한 실천 방안 도입에 대한 강력한 추진이 이루어지고 있습니다.
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