화재에 강하다! 소방용 합성수지 CPVC란? [우리가 몰랐던 과학 이야기] (90)

출처=edison-fire.com

지난달 강원도 산불로 안타깝게도 많은 피해가 있었습니다. 최악의 조건에서도 위험을 무릅쓰고 산불을 제압한 소방관들의 노력과 희생이 더 큰 피해를 막을 수 있었는데요, 

이와 함께 불에 강한 소재에 대한 관심도 높아졌습니다. 오늘은 그중에서도 불에 잘 타지 않고, 고온에서도 잘 견뎌 소방용 배관으로 사용되는 CPVC(염소화폴리염화비닐)에 대해 소개하겠습니다.

◆CPVC란?

출처=한화케미칼 홈페이지

CPVC(Chlorinated Polyvinyl Chloride)란 범용 PVC보다 염소의 함량을 10%가량 늘린 소재입니다. PVC는 57%, CPVC는 67∼74%의 염소 함량을 각각 지니고 있습니다. 또한 PVC(60도)보다 더 높은 93도에서도 CPVC는 활용할 수 있습니다. 열과 압력, 부식에 견디는 성질이 우수하여 특히 소방용 스프링클러, 온수용 및 산업용 특수 배관의 원료로 쓰입니다.

◆CPVC의 탄생

3d render of steel pipes

CPVC는 세계 2차대전 중 전쟁에 필요한 섬유나 래커(섬유소나 합성수지 용액에 수지나 가소제, 안료 따위를 섞은 도료)에 이용할 수 있도록 저가의 용매로 고분자를 얻기 위해 PVC를 염소화시킨 것인데요. PVC 수지의 기본 분자에 염소 원자를 더해 염소화 반응을 일으켜 개발한 것입니다. 

국내에서는 한화케미칼이 2015년 최초로 CPVC 개발에 성공했는데요. CPVC를 만드는 기술의 핵심은 염소의 흡수 속도가 높아지도록 PVC에 구멍을 내면서도 생산량 손실을 줄이는 것인데, 한화케미칼은 제품의 밀도를 높이는 방식으로 많은 구멍을 만들면서도 생산성은 30%가량 더 높이는 성과를 이룩했습니다. 이로 인해 미국 루브리졸, 일본 세키스이와 카네가, 프랑스 캠원에 이어 세계 5대 CPVC 생산업체로 등극했습니다.

◆CPVC의 특징

Barometer on a pipe system

CPVC의 주요 특징으로 자기 소화성, 내열성, 내압성, 내식성을 꼽을 수 있습니다. CPVC가 불에 타려면 현재 지구상에 함유된 공기 중의 산소량보다 3배의 산소가 필요한데요, 이것은 현실적으로 불가능해 자체적으로 타지 않아 자기소화성(불씨를 제거했을 때 불꽃이 꺼지고 연소가 계속하지 않는 재료의 성질)이 매우 우수합니다. 또한 고온과 고압에 잘 견디고 불에 타지 않으며, 염분과 산에 강해 녹이 슬지 않아 부식에 대한 걱정이 없고, 강철의 약 1/8 무게로 가벼운 데다 쉽게 절단할 수 있어 제작과 설치가 용이합니다.

◆CPVC 사용

Pipes of Wairakei Geothermal Power Station, New Zealand

CPVC는 기존 PVC 파이프가 가지고 있던 내식성과 내약품성, 시공 편의성에 내열성과 내압성을 획기적으로 높이고, 자기소화성과 낮은 열전도율로 소방 스프링클러 배관 및 각종 공업·산업용 특수 배관의 원료로 쓰이고 있습니다.

열에 약한 기존 PVC의 단점을 보완하고, 소방용 배관 원료로 사용되고 있는 CPVC는 화재로부터 좀 더 안전한 환경을 만드는데 기여하고 있습니다. 

한화케미칼은 앞으로도 지속적인 연구·개발(R&D)을 통해 석유화학 산업의 발전과 우리 삶의 가치를 향상시키기 위해 노력하겠습니다. 

한화케미칼 블로거

*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.