친환경 실리콘 실란트와 폴리우레탄 실란트 중 어느 것이 더 친환경적일까요?

대부분의 응용 분야에서는친환경 실리콘 실란트실리콘이 더 친환경적인 선택입니다. 실리콘은 모래를 원료로 하고 내구성이 뛰어나다는 장점이 있습니다. 반면 폴리우레탄은 석유를 원료로 하기 때문에 환경에 미치는 영향이 더 큽니다. 두 소재 모두 건설 시장에서 상당한 점유율을 차지하고 있어 지속 가능한 건축을 위해서는 이러한 차이점을 구분하는 것이 매우 중요합니다.

실란트 두 제품 모두 세계 시장 규모가 상당하며 성장이 예상되어 널리 사용되고 있음을 보여줍니다.

친환경 실리콘 실란트를 선택하면 장기적인 환경 영향을 줄일 수 있습니다.

제품 수명주기 1단계: 원자재 및 제조

 

실리콘 실란트의 환경적 여정은 원료에서부터 시작됩니다. 이러한 원료의 출처는 실리콘과 폴리우레탄의 가장 큰 차이점을 만들어냅니다. 실리콘은 지구에서 가장 흔한 원소에서 얻어지는 반면, 폴리우레탄은 유한한 화석 연료에 의존합니다.

실리콘: 풍부한 모래에서 추출

실리콘 실란트이러한 물질들은 원료 단계에서 상당한 환경적 이점을 가지고 있습니다. 주성분은 규소인데, 규소는 실리카에서 추출되는 원소이며, 실리카는 결국 모래입니다. 지구에는 방대하고 풍부한 모래 자원이 존재합니다.

제조 공정을 통해 이 원료는 내구성이 뛰어난 밀봉재로 변환됩니다.

• 먼저, 제조업체는 실리카 모래를 탄소와 함께 용광로에서 가열하여 실리콘 금속을 생산합니다.

다음으로, 이 실리콘 금속은 염화메틸과 반응하여 클로로실란을 생성합니다.

마지막으로, 가수분해라는 과정을 통해 이러한 염화실란이 실리콘 실란트의 주 골격을 형성하는 최종 실록산 중합체로 변환됩니다.

이 공정은 에너지 집약적입니다. 하지만 풍부한 비화석 연료 자원을 활용한다는 점에서 실리콘은 친환경 소재로서 강력한 출발점을 제공합니다.

폴리우레탄: 원유에서 추출

폴리우레탄 실란트는 전혀 다른 경로를 거칩니다. 폴리우레탄은 원유라는 비재생 자원에서 추출한 합성 고분자입니다. 폴리우레탄 생산에는 폴리올과 이소시아네이트라는 두 가지 주요 화학 성분이 필수적입니다. 이 두 가지 모두 석유화학 산업의 산물입니다.

폴리우레탄의 전체 수명 주기는 화석 연료의 추출, 정제 및 가공과 밀접하게 관련되어 있습니다. 이러한 의존성으로 인해 모래 기반 소재에 비해 본질적으로 환경에 미치는 영향이 더 큽니다.

원유 추출 및 정제는 서식지 파괴와 온실가스 배출을 포함한 여러 가지 환경적 위험을 수반한다는 사실은 이미 잘 알려져 있습니다. 이처럼 유한한 자원에 의존하는 폴리우레탄은 실리콘에 비해 지속가능성이 떨어집니다. 제조 단계에서 이 두 소재 중 하나를 선택하는 것은 풍요로움과 희소성 사이의 선택입니다.

수명주기 2단계: 적용 및 경화: 건강 및 대기질 영향

실란트의 영향은 원료뿐 아니라 시공자의 건강과 공기 질에까지 미칩니다. 실란트는 시공 및 경화 과정에서 공기 중으로 화학 물질을 방출합니다. 이러한 방출물의 종류와 양은 실리콘과 폴리우레탄 사이에 상당한 차이를 만듭니다.

실리콘의 낮은 VOC 함량이라는 장점

실리콘 실란트는 일반적으로 실내외 공기 질 개선에 상당한 이점을 제공합니다. 많은 최신 실리콘 제품은 휘발성 유기 화합물(VOC) 함량이 매우 낮도록 제조됩니다. 이러한 화합물은 인체 건강에 해롭고 스모그 형성에 기여할 수 있습니다. 남부 해안 대기질 관리 지구(SCAQMD)와 같은 규제 기관은 규칙 1168과 같은 규정을 통해 이러한 배출물에 대한 엄격한 기준을 설정하고 있습니다.

많은 고품질 실리콘 제품은 이러한 기준을 쉽게 충족합니다. 예를 들어, LEED v4.1 기준을 준수하는 실란트는 일반적으로 VOC 함량이 리터당 50g(g/L) 미만입니다. 일부 특수 제품은 이러한 기준을 충족하지 못합니다.실리콘 실란트심지어 30g/L 미만의 수준을 달성할 수도 있습니다. 100% 저VOC 실리콘 실란트를 선택하면 유해 화학 물질 방출을 최소화하여 시공자와 건물 거주자 모두에게 더 안전한 환경을 조성할 수 있습니다.

폴리우레탄의 이소시아네이트 및 VOC 위험성

폴리우레탄 실란트는 시공 과정에서 더욱 심각한 건강 문제를 야기할 수 있습니다. 이 실란트의 화학적 조성에는 강력한 호흡기 및 피부 과민 유발 물질인 이소시아네이트가 포함되어 있습니다. 미국 국립산업안전보건연구원(NIOSH)과 미국 산업안전보건청(OSHA)과 같은 보건 기관들은 이러한 화합물과 관련된 심각한 위험성을 지적해 왔습니다.

이소시아네이트는 전 세계적으로 직업성 천식의 주요 원인 물질입니다. 노출될 경우 눈, 피부 및 호흡기에 심한 자극을 유발할 수 있습니다.

이소시아네이트 노출로 인한 건강 위험은 이미 잘 알려져 있습니다.

흡입 시 호흡 곤란, 메스꺼움, 폐에 체액이 차는 증상이 나타날 수 있습니다.

•피부 접촉 시 접촉성 피부염이 발생할 수 있습니다.

•반복적인 노출은 감작을 유발하여, 최소한의 접촉에도 천식 발작과 같은 심각한 알레르기 반응이 나타날 수 있습니다.

일부 폴리우레탄 실란트는 휘발성 유기화합물(VOC) 함량을 낮춰 제조되지만, 이소시아네이트 성분은 여전히 ​​심각한 건강 및 안전 문제로 남아 있습니다. 이러한 위험 때문에 시공 시 적절한 환기와 개인 보호 장비(PPE) 착용이 필수적이며, 이는 일반적으로 VOC 함량이 낮은 실리콘 실란트에서는 찾아볼 수 없는 추가적인 위험 요소입니다.

친환경 실리콘 실란트가 내구성 면에서 우위를 차지하는 이유는 무엇일까요?

내구성은 지속가능성의 핵심 요소입니다. 수명이 긴 실란트는 교체 횟수를 줄여 자원을 절약하고 장기적으로 폐기물을 감소시킵니다. 이러한 중요한 수명주기 단계에서 실리콘 고유의 특성은 탁월한 이점을 제공합니다.

실리콘: 자외선 및 극한 기후에 강함

실리콘 실란트는 자외선 및 극한 온도와 같은 환경적 스트레스 요인에 대한 탁월한 내성을 보여줍니다. 이러한 내구성은 안정적인 실리콘-산소 화학 구조에서 비롯됩니다. 이 소재의 구조는 햇빛에 의해 쉽게 분해되지 않습니다.

• 긴 수명: 고급 중성 경화 실리콘은 옥외 환경에서 20년 이상 사용할 수 있어 수리 및 교체 빈도를 크게 줄여줍니다.

• 온도 안정성: 표준 실리콘 고무는 -60°C에서 +230°C(-76°F에서 +446°F)에 이르는 넓은 온도 범위에서 효과적으로 작동합니다. 영하의 추위에서도 유연성을 유지하고 고온에서도 안정적입니다.

• 입증된 성능: 과학적 연구를 통해 실리콘의 내구성이 확인되었습니다. 1000시간 동안 UV-A 노화 처리 후에도 실리콘 고무는 다른 많은 고분자 소재보다 기계적 특성을 훨씬 더 잘 유지합니다.

이러한 뛰어난 성능은 다음과 같은 결과를 가져옵니다.친환경 실리콘 실란트건물 외벽부터 창틀까지 장기간 방수 기능을 제공하는 믿을 수 있는 선택입니다. 수십 년간 햇빛과 날씨 변화를 견딜 수 있는 능력은 친환경 소재로서의 입지를 더욱 공고히 합니다.

폴리우레탄: 강하지만 햇볕에 약함

폴리우레탄 실란트는 뛰어난 인열 강도와 내마모성으로 잘 알려져 있습니다. 매우 견고하고 내구성이 뛰어난 접착력을 제공합니다. 그러나 이러한 강도는 햇빛에 대한 상당한 취약성을 수반합니다. 폴리우레탄의 유기 화학 결합은 자외선에 의해 열화되기 쉽습니다.

햇빛에 노출되면 우레탄 결합이 끊어지는 화학적 과정이 시작됩니다. 이러한 분해는 시간이 지남에 따라 황변, 분필화, 표면 균열 발생과 같은 바람직하지 않은 결과를 초래합니다.

이러한 본질적인 약점을 극복하기 위해 제조업체는 특수 첨가제를 사용하여 폴리우레탄 실란트를 강화해야 합니다.

• 자외선 안정제와 흡수제가 제형에 혼합되어 있습니다.

• 이러한 첨가제는 폴리머를 햇빛으로부터 보호하는 데 도움이 됩니다.

이것들이 없으면 실외 환경에서 실런트의 수명이 크게 단축될 것입니다.

이러한 첨가제는 성능을 향상시키지만, 근본적인 약점을 드러냅니다. 자외선 저항성을 본래 가지고 있는 것이 아니라 인위적으로 설계해야 한다는 점은 폴리우레탄이 대부분의 햇빛 노출 환경에서 실리콘에 비해 불리한 요소로 작용하게 합니다.

제품 수명주기 3단계: 성능 및 수명 연장

실란트의 진정한 환경 비용은 사용 수명 동안 드러납니다. 수명이 다하기 전에 제품이 손상되면 더 많은 폐기물이 발생하고 교체에 더 많은 자원이 소비됩니다. 따라서 제품의 수명은 지속 가능성을 측정하는 중요한 기준입니다.

교체 횟수 감소로 인한 환경적 이점

교체 횟수가 줄어들면 환경에 미치는 영향도 줄어듭니다.친환경 실리콘 실란트이 분야에서 탁월한 성능을 자랑합니다. 고품질 실리콘 실란트는 가혹한 환경에서도 20년 이상 뛰어난 내구성을 유지합니다. 이러한 탁월한 내구성 덕분에 실란트 제거 및 재시공 횟수가 최소화됩니다. 실란트 교체 횟수가 줄어들면 기존 실란트가 매립지로 가는 양이 줄어들고, 새로운 제품 생산에 필요한 원자재와 에너지 소비도 절감됩니다.

이러한 장기적인 관점은 지속 가능한 유지 보수 방식과 일맥상통합니다. 처음부터 내구성이 뛰어난 자재에 투자하면 나중에 비용과 자원이 많이 소모되는 긴급 수리를 예방할 수 있습니다.

고급 코킹재 사용과 전문 시공에 1달러를 투자할 때마다, 건물주는 향후 10년간 발생할 수 있는 수리 비용을 약 4~6달러 절약할 수 있습니다.

오래 지속되는 실런트를 선택하는 것은 재정적, 환경적 측면 모두에 투자하는 것입니다. 장기적인 운영 비용을 절감하고 귀중한 자원을 보존할 수 있습니다.

폴리우레탄의 내구성이 필요한 경우

실리콘은 뛰어난 내후성을 제공하는 반면, 폴리우레탄은 까다로운 특정 용도에 필요한 탁월한 강도를 자랑합니다. 높은 인열 강도와 내마모성 덕분에 통행량이 많은 수평 접합부에 이상적인 소재입니다. 이러한 환경에서 폴리우레탄의 내구성은 핵심적인 환경적 이점이 됩니다.

폴리우레탄 실란트는 지속적인 물리적 스트레스를 받는 부위에 사용하도록 설계되었습니다.

콘크리트 바닥의 팽창 및 제어 줄눈

창고 및 공장 바닥재

• 주차장 및 진입로

통행량이 많은 이러한 구역에 내구성이 떨어지는 실런트를 사용하면 빠른 파손, 잦은 교체, 그리고 더 큰 폐기물 발생으로 이어집니다. 이러한 특정 용도에서 폴리우레탄은 마모와 눌림에 대한 저항력이 뛰어나 긴 수명을 보장하므로 기계적 강도가 가장 중요한 요구 사항인 경우 더욱 지속 가능한 선택입니다.

제품 수명 주기 4단계: 수명 종료 폐기

실리콘 실란트의 수명 주기 마지막 단계는 폐기입니다. 실리콘과 폴리우레탄은 모두 생분해되지 않으므로 매립지에서의 거동은 매우 중요한 환경적 고려 사항입니다. 화학적 안정성과 재활용 가능성에 따라 폐기 시나리오가 달라집니다.

매립지의 실리콘

실리콘 실란트는 화학적으로 불활성입니다. 이러한 안정성 덕분에 유해 물질로 분해되거나 토양 및 지하수로 독소를 유출하지 않습니다. 그러나 이러한 안정성 때문에 환경에서 매우 오랫동안 잔류합니다. 실리콘 폴리머는 매립지에서 분해되는 데 50년에서 500년까지 걸릴 수 있어 장기적인 폐기물 축적에 기여합니다.

실리콘 폐기물은 오래 지속되지만, 불활성 물질이기 때문에 다른 플라스틱에 비해 매립지에서 비교적 무해한 존재입니다.

사용 후 실리콘 재활용은 어려운 과제이지만 점차 속도가 붙고 있습니다. 새롭게 떠오르는 해결책들은 보다 순환적인 경제로 나아가는 길을 제시합니다.

•전문 기업과 일부 제조업체들이 사용 후 폐기된 실리콘 제품을 수집하기 시작했습니다.

• 독일의 시스템과 같은 첨단 로봇 분류 시스템은 이제 혼합 플라스틱 폐기물에서 실리콘 카트리지를 식별하고 분리할 수 있습니다.

• 절연 유리와 같은 제품의 화학 감지 및 분해 개념에 대한 혁신은 실리콘을 회수하여 재사용 또는 재활용하는 것을 목표로 합니다.

매립지의 폴리우레탄

폴리우레탄은 수명이 다한 단계에서 더욱 심각한 환경 위험을 초래합니다. 폴리우레탄의 강도를 높이는 견고한 가교 결합 고분자 네트워크는 기존의 재활용 방식으로는 재활용을 매우 어렵게 만듭니다. 매립지에서 폴리우레탄이 서서히 분해되면서 유독성 화학물질을 방출할 수 있습니다. 연구에 따르면 이러한 분해 과정에서 발암물질인 2,4-디아미노톨루엔을 포함한 유해 전구물질이 방출될 수 있습니다.

재활용의 어려움은 종종 재료의 품질과 가치를 떨어뜨리는 다운사이클링으로 이어집니다. 하지만 연구자들은 이러한 문제를 해결하기 위해 발전된 재활용 방법을 적극적으로 개발하고 있습니다.

• 화학적 재활용: 산분해와 같은 공정을 통해 폴리우레탄을 원래의 단량체로 분해하여 새롭고 고품질의 재료로 재활용할 수 있습니다.

• 열화학적 재활용: 열분해는 산소가 없는 환경에서 열을 이용하여 폴리우레탄 폐기물을 유용한 기체, 액체 및 고체로 변환하는 공정입니다.

이러한 혁신적인 기술은 폴리우레탄을 일률적인 "사용 후 폐기" 제품에서 순환형 제품으로 전환할 가능성을 제시합니다.

대부분의 일반적인 프로젝트에서는 친환경 실리콘 실란트가 더 나은 선택입니다. 모래를 기반으로 한 친환경 실리콘은 낮은 VOC 배출량과 뛰어난 내구성으로 환경에 미치는 영향을 최소화합니다. 실리콘의 긴 수명은 장기적인 폐기물 발생과 자원 소비를 줄여주므로 친환경적인 선택으로 손꼽힙니다. 또한, 저VOC 친환경 실리콘 실란트를 사용하면 주요 친환경 건축 인증에서 점수를 획득하는 데에도 도움이 됩니다.

·리드

브림

·녹색 지구본

일반적인 밀봉 작업에서 환경에 미치는 영향을 최소화하려면 100% 저VOC 제품을 선택하세요.실리콘 실란트Dow, Sika, Wacker와 같은 주요 제조업체의 제품입니다.

자주 묻는 질문

어떤 실런트가 더 친환경적일까요?

실리콘일반적으로 더 친환경적인 선택입니다. 모래를 원료로 한다는 점, 휘발성 유기화합물(VOC) 배출량이 적다는 점, 그리고 뛰어난 내구성이 장점입니다. 긴 수명 덕분에 폐기물이 줄어들고 교체 필요성이 감소하여 석유 기반 폴리우레탄에 비해 전반적인 환경 영향을 낮춥니다.

폴리우레탄이 친환경적인 선택이 될 수 있는 경우가 있을까요?

네, 특히 통행량이 많은 특정 용도에 적합합니다. 폴리우레탄의 탁월한 내구성은 창고 바닥이나 진입로에 이상적입니다. 이러한 환경에서 폴리우레탄의 내구성은 잦은 보수를 방지하여 극한의 마모 저항성이 요구되는 곳에서 더욱 지속 가능한 선택이 됩니다.

 

실란트 사용 시 건강상 우려되는 요소는 VOC(휘발성 유기화합물)뿐인가요?

아니요, 다른 화학 물질들이 위험을 초래합니다. 폴리우레탄 실란트에는 호흡기 과민 반응을 일으키는 것으로 알려진 이소시아네이트가 함유되어 있습니다. 이러한 화합물은 시공 과정에서 심각한 건강 위험을 초래하는데, 대부분의 저VOC 실리콘 제품에는 이러한 위험이 없으므로 실리콘이 시공자에게 더 안전한 선택입니다.

사용한 실리콘 실란트 튜브를 재활용할 수 있나요?

사용済み 실리콘 실란트의 재활용 방법은 아직 개발 중입니다. 일부 전문 시설 및 제조업체에서 사용 후 실리콘을 수거하기 시작했습니다. 사용자는 해당 지역의 최신 폐기물 처리 지침을 확인하기 위해 항상 지역 폐기물 관리 당국에 문의해야 합니다.