부동액의 성분과 올바른 사용법에 대하여

부동액의 성분과 올바른 사용법에 대하여

 

부동액이란 무엇인가?

 

겨울철 자동차 안전을 위한 부동액 점검

 

부동액의 사전적 정의는 말 그대로 '얼지않는 액체'를 뜻합니다. 일반적으로 자동차에는 엔진 과열 방지 또는 부품 보호를 위해 실린더 주위를 순환하는 냉각수가 있습니다. 이 냉각수는 비열이 높은 물을 베이스로 활용하는데 부동액은 이런 냉각수가 겨울철 또는 낮은 기온에 얼지 않게끔 냉각수에 첨가하는 액체를 뜻합니다.

 

부동액의 역할은?

순수한 물 대비 어는점을 낮춰주어 겨울 또는 낮은 기온 상황에서 냉각수의 동결 방지 역할을 합니다. 만약 냉각수가 얼게되면 냉각수를 통한 엔진열의 배출이 되지 않아 심각한 문제를 일은 킬 수 있으며 부피팽창으로 인해 냉각수 라인이 파손될 수도 있습니다. 이는 부동액의 "어는점 내림' 효과로 설명할 수 있습니다. '어는점 내림'의 효과는 용액의 총괄성과 연관이 있는데 아래의 염화칼슘 포스팅을 보시면 조금 더 자세히 아실 수 있습니다.

염화칼슘(CaCl2) - 특성, 제법, 용도와 유해성에 대하여

또한 부동액첨가를 통해 냉각수의 끓는점을 높혀 쉽게 증발되지 않게 하며 엔진이 과열된 상황에서도 냉각수가 끊지 않고 제대로 순환될 수 있게 도와주는 역할을 합니다.

 

부동액의 성분과 특성은?

 

불스원 부동액 MSDS상 표기된 구성성분표

위 사진의 불스원에서 판매하는 부동액의 구성성분표입니다. 보시다시피 부동액은 에틸렌글리콜을 주성분으로 하며 소량의 물과 수용성 윤활제인 트리에탄올아민(Triethanolamine), 그리고 영업비밀인 미량첨가물로 이루어져 있습니다. 

 

 

에틸렌글리콜의 분자구조

 

에틸렌글리콜(Ethylene Glycol)은 1,2-Ethandiol이라고도 불리는 2가 알코올의 일종으로 두 개의 탄소 끝에 OH기가 하나씩 결합한 구조를 가지고 있습니다. 에틸렌글리콜은 상온에서 끈끈한 특성을 가지는 무색의 액체로 끓는점은 197ºC, 어는점은 -13ºC이며 분자량은 62.068 g/mol 입니다. 

 

트리에탄올아민의 분자구조

트리에탄올아민(Triethanolamine)은 냉각계통의 부식방지와 원활한 순환을 위한 윤활제 역할을 하는 수용성 물질로, 3가 아민이며 3개의 OH기를 갖는 알코올입니다. 이 역시 에틸렌글리콜과 비슷하게 상온에서 끈끈한 특성이 있는 무색의 액체이나 달콤한 향이 아닐 암모니아 향을 냅니다. 어는점은 22ºC, 끊는점은 360ºC이며 조해성이 있어 수분과 잘 반응합니다.

기타 영업비밀로 첨가되는 미량첨가물에는 보통 산화방지제, 소포제, 착색제 등이 포함되어 있습니다.

 

부동액의 올바른 사용법은?

 

에틸렌글리콜은 말 그대로 냉각수의 어는점을 낮춰 동결방지 효과를 목적으로 첨가하는데 에틸렌글리콜과 물의 혼합비율에 따라 냉각수의 어는점은 변화합니다. 구체적인 어는점은 아래의 그림에 잘 나와있늡니다.

에틸렌글리콜의 함량에 따른 어는점 변화 (상평형도)

따라서 어는점만 생각한다면 물에 약 60%의 에틸렌글리콜을 넣는게 가장 좋을 수 있습니다. 하지만 에틸렌글리콜 함량이 높을수록 냉각수의 점도가 높아져 엔진의 냉각효율과 냉각수의 수명이 단축될 수 있기 때문에 적절한 비율을 맞추는 것이 중요합니다.

일반적으로 승용 자동차용 부동액을 이용할 경우에는 물과 부동액을 부피비율로 절반씩 혼합하여 사용하는 것을 권장합니다. KS에서 규정한 혼합비율(KS M 2142)에 따르면 50%의 에틸렌글리콜 농도의 냉각수 어는점은 -34ºC로 대한민국 겨울의 최저기온에서도 얼지않고 사용할 수 있습니다.

 

부동액 취급 시 주의사항은?

 

부동액을 직접 제조하여 사용할 시 깨끗한 물을 사용하는 것이 중요합니다. 사실 불순물이 없는 증류수나 이온교환수를 이용하는 것이 가장 좋으나 수돗물을 이용해도 큰 문제는 없습니다. 다만 광물질이나 다량의 불순물이 함유되어 있을지 모르는 지하수는 사용하지 않는 것이 좋습니다. 불순물로 인해 침전물이 생기거나 윤활제가 산화되어 냉각수의 흐름이 나빠질 수 있기 때문입니다. 

물없이 바로 사용하는 프리믹스 부동액

참고로 이러한 불편함을 개선하기 위해 프리믹스(Pre-mix) 부동액도 판매되고 있습니다. 프리믹스 부동액은 이온교환수지와 부동액을 1:1로 혼합되어있는 부동액이기 때문에 따로 물을 첨가하고 희석할 필요 없이 그대로 사용이 가능하여 편리하다는 장점이 있습니다.

부동액의 주성분인 에틸렌글리콜은 독성이 있는 물질이니 절대 마셔서는 안됩니다. 에틸렌글리콜 자체는 유해성이 크지 않지만 체내에 흡수되면 에틸렌글리콜이 글리코산(glycolic acid)을 거쳐 최종적으로 옥살산(oxalic acid)로 산화됩니다. 대사과정에서 발생되는 이 두 종류의 유기산은 모두 중추신경계에 영향을 주고 간이나 심장에 손상을 일으켜 심한 경우 죽음에 이르게 됩니다. 실제로 2019년에 소주병에 든 부동액을 마신 70대가 에틸렌글리콜 중독으로 사망한 사고가 있었습니다.

이러한 사고가 발생하는 이유는 에틸렌글리콜의 단맛때문입니다. 2019년 사례 이외에도 과거에 에틸렌글리콜의 단맛으로 아기나 반려동물이 부동액을 마시고 중독되는 사례가 종종 발생하였습니다. 요즘에는 녹색의 착색제와 구토유발제를 첨가하여 음용하는 사례가 많지는 않지만 아기나 반려동물이 접근할 수 없는 곳에 보관할 필요가 있습니다.

다음번에는 전기차용 부동액에 대해 알아보도록 하겠습니다.