1		불소고무소재(불화포스화젠 탄성체)

사업구분

소재부품패키지형

과제유형

■ 제품개발형

산엄기술분류2

대분류

화학

중분류

고분자재료

소분류

특수기능성 소재기술

과제명

불소고무 핵심 소재 공정 기술 개발 및 부품 실증화를 통한 국산화

1. 개요 및 필요성

ㅇ 개요

- 불소고무소재*는 내열성, 내화학성, 내구성, 불연성 및 진동흡수성 등의 특징이 있는 불소계 탄성소재로, 자동차 연료호스, 브레이크 호스, 실링, 점화기 부품, 항공우주, 반도체 및 LCD 공정 등 산업 전 분야에 폭 넓게 사용되고 있음.

* 비닐리덴플루오라이드(VF2)를 기반으로 테트라플루오르에틸렌(VF4), 헥사플루오르프로필렌(VF6), 퍼플루오르에테르(PMVE) 및 불화포스화젠 단량체와의 이원 또는 삼원 공중합에 의해 제조

ㅇ 필요성

- 불소고무소재는 넓은 활용분야를 보이고 있으나, 국내 단량체 생산이 불가하여 전량 수입에 의존. 특히 높은 대일 의존도(31.7%)로 인해 국산화 기술 개발 시급

- (특허분석) 불소고무를 제조하기 위한 단량체 비율의 차별화를 통한 제품기술 특허화

* 비닐리덴플루오라이드 공중합체 제조공정의 효율화와 개선을 핵심으로 하는 공정 기술 특허화 등

ㅇ 국내외 시장현황

- 국내 불소고무부품 제조 기업에서 연간 약 2,000톤 생산 사용하나 원료인 불소고무 소재는 전량 수입에 의존

- 해외 불소고무 시장은 ‘15년 기준 27,000톤에 달하며, 자동차, 석유화학, 항공 분야에서 사용

- 일본 Daikin 및 AGC가 세계 시장점유율 약 12% 차지

2. 연구목표 및 내용

ㅇ 최종목표 : 불소고무용 단량체, 공중합, 불소고무 가공 공정개발 및 부품 실증화 (TRL : [시작 4단계 ~ [종료] 7단계]

ㅇ 개발내용

- 대상단량체: VF2, VF6, VF4, PMVE 및 불화포스화젠* 단량체 5종

* 불화포스화젠 탄성체는 1단계 실험실 규모 연구(3년) 후 추가 실증을 위한 2단계 연구(3년) 필요 (총 60개월 이내)

- 단량체 제조 및 고순도 정제 기술

- 불소고무 원료소재 제조 및 물성 제어 기술

- 개발 불소고무의 첨가제 배합 최적화 기술

- 성형공정 개발 및 부품 실증화를 통한 신뢰성 검증

- 단량체 및 공중합 공정 상용공장 기본설계

- 화평법 및 화관법 대응 지원**

** 수출규제 대응물질의 대체가능성 및 조기공급 안정화를 위하여 기존화학물질의 성분, 함량 등 정보 자료, 국내외의 시험 자료, 화학물질별 협의체, 대체 수입국 등 선행 조사

화학물질의 인벤토리 작성 및 등록 대행. 화학물질 취급시설 인·허가를 위한 장외영향평가서 및 위해 관리계획서 작성 컨설팅 및 지원 포함

ㅇ 개발 목표

성능지표			단위	달성목표주1)	국내 최고수준주2)	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	단량체 (VF2 기준)	파일롯 플랜트 생산규모	톤/년	80	-	상용화 공장 : 4,000톤/년, (벨기에, Solvay)
2		정제순도	%	> 99.5	-	99.5 (벨기에, Solvay)
3	가스켓	경도	Shore A (Hs)	70±5	70±5	70±5 (일, Daikin)
4		압축영구 줄음률주3)	%	< 30	30	30 (일, Daikin)
5	오일씰	경도	Shore A (Hs)	75±5	75±5	75±5 (일, Daikin)
6		압축영구 줄음률주3)	%	< 30	30	30 (일, Daikin)
7	저압호스	인장강도	MPa	> 9.8	10.5	10.5 (일, Daikin)
8		경도	Shore A (Hs)	70±5	72	70±5 (일, Daikin)
9		내 연료 투과성	g/m2/24h	< 30	< 25	< 25 (일, Daikin)
10	공중합체 파일롯 플랜트 생산규모 (VF2-VF6 공중합체 기준)		톤/년	20	-	상용화 공장 : 4,000톤/년, (벨기에, Solvay)

주1) 달성 목표(3-7번 항목) : 최종 수요처에서 제시하고 있는 소재 및 부품 요구 물성 기준

주2) 국내 최고 수준(3-7번 항목) : 일본의 공중합체 원소재를 활용한 제품 수준

주3) 압축영구줄음률 조건 : 22hr @175℃

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 36개월 이내 (1차년도 : 6개월, 2차년도 : 10개월, 3차년도 : 12개월, 4차년도 : 8개월)

* 1차년도 과제 수행기간 : 2019년 9월 1일 ~ 2020년 2월 29일(6개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 30억원 이내 (6개월) (총 정부출연금 150억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업 (수요기업 참여필수)

ㅇ 기술료 : 징수