DINP 디이소노닐 프탈레이트 설명: 정의, 사용 방법 및 알아야 할 사항

DINP(디이소노닐 프탈레이트)란 무엇입니까?

DINP(디이소노닐 프탈레이트)는 주로 가소제로 사용되는 고분자량 프탈레이트 에스테르입니다. 이 물질은 폴리머(가장 일반적으로 폴리염화비닐(PVC))에 첨가되어 유연성과 내구성을 높이고 가공을 쉽게 만드는 물질입니다. 전체 화학명은 1,2-벤젠디카르복실산, 디이소노닐 에스테르이며 CAS 번호는 28553-12-0(혼합 이성질체) 또는 상업 등급 혼합 형태의 경우 68515-48-0입니다. 분자식은 C이다 ₂₆ H ₄₂ O ₄ , 분자량은 약 418.6g/mol입니다.

실온에서 DINP는 휘발성이 매우 낮고 수용해도가 최소인 투명하거나 약간 노란색의 유성 액체입니다. 이러한 물리적 특성은 유틸리티의 핵심입니다. 낮은 휘발성은 완성된 제품에서 빠르게 증발하지 않는다는 것을 의미하며, 분자 수준에서 PVC와의 호환성을 통해 정상적인 사용 조건에서 표면에 꽃이 피거나 표면으로 이동하지 않고 높은 로딩 수준(때로는 100수지당 50부(phr)을 초과)으로 통합될 수 있습니다. 이는 세계에서 가장 널리 생산되는 가소제 중 하나이며, 전 세계 소비량은 연간 수십만 톤에 달합니다.

DINP가 PVC에서 가소제로 작용하는 방법

이유를 이해하려면 DINP 디이소노닐 프탈레이트 매우 널리 사용되므로 가소제가 분자 수준에서 실제로 어떤 역할을 하는지 이해하는 데 도움이 됩니다. 가소화되지 않은 PVC(uPVC 또는 경질 PVC)는 깨지기 쉽고 단단한 소재로 실제 사용 조건에서 깨지거나 부서질 수 있습니다. 가공 중에 DINP와 같은 가소제를 PVC에 혼합하면 그 분자가 고분자 사슬 사이에 삽입되어 사슬 사이의 자유 부피가 증가하고 분자간 힘이 감소하며 재료의 유리 전이 온도(Tg)가 낮아집니다. 그 결과 깨지지 않고 구부리고, 늘리고, 압축할 수 있는 유연하고 고무 같은 화합물이 탄생했습니다.

DINP는 범용 가소제로 분류됩니다. 즉, 특별한 취급 없이도 광범위한 온도와 가공 조건에서 안정적으로 작동합니다. 이 제품은 PVC 컴파운딩에 사용되는 광범위한 2차 안정제, 충전제 및 안료와 호환되므로 제조자에게 다용도로 사용할 수 있습니다. DEHP(디에틸헥실 프탈레이트, MW ~390g/mol)와 같은 기존 프탈레이트 가소제에 비해 상대적으로 높은 분자량은 완제품의 이동 속도를 낮추고 가공 중 증기압을 낮추어 제조 중 작업자가 공기 중 가소제에 노출되는 것을 줄여줍니다.

주요 물리적, 화학적 특성

디이소노닐 프탈레이트의 주요 산업 응용

DINP 가소제는 건설, 자동차, 소비재, 전선 및 케이블 산업 전반에 걸쳐 매우 광범위한 완제품에서 발견됩니다. 성능, 가공성 및 비용 효율성이 결합되어 있어 긴 사용 수명과 우수한 기계적 특성이 요구되는 다양한 유연한 PVC 응용 분야에서 선호되는 선택입니다.

와이어 및 케이블 절연 및 재킷

DINP의 가장 큰 최종 용도 중 하나는 전선 및 케이블 응용 분야입니다. DINP로 가소화된 유연한 PVC 절연 및 재킷 복합재는 균열 없이 케이블을 구부리고, 라우팅하고, 설치하는 데 필요한 유연성을 제공하는 동시에 적절한 안정제 시스템과 결합 시 우수한 전기 절연 특성, 난연성 및 수십 년 동안의 사용 수명 동안 열 노화에 대한 저항성을 제공합니다. 건물 전선, 가전 제품 코드, 자동차 배선 장치 및 통신 케이블은 모두 일반적으로 DINP-가소화 PVC 화합물을 사용합니다.

바닥재 및 벽지

고급 비닐 타일(LVT), 비닐 합성 타일(VCT), 시트 비닐, 비닐 뒷면 카펫을 포함한 비닐 바닥재는 마모층과 지지층 모두에서 가소제로 DINP에 크게 의존합니다. 가소제는 바닥재의 10~30년 사용 수명 동안 안정적이고 이동하지 않는 상태를 유지해야 하며, 세척제 및 바닥 왁스에 의한 가소제 추출을 방지하고 넓은 온도 범위에서 유연성을 유지해야 합니다. DINP는 이러한 모든 요구 사항을 잘 충족하므로 이 응용 분야를 장악하고 있습니다. 비닐 벽지도 마찬가지로 DINP 가소화 PVC 제제를 사용합니다.

자동차 내장 부품

자동차 부문은 특히 대시보드, 도어 패널, 시트 재료 및 엔진룸 와이어 하니스를 포함한 내부 트림 부품에 대한 디이소노닐 프탈레이트의 주요 소비자입니다. 자동차 등급의 유연한 PVC는 겨울 보관 시 -40°C부터 여름철 주차된 차량 내부 100°C 이상까지 극한의 온도 변화에도 갈라짐, 가스 방출로 인한 앞유리 김서림, 불쾌한 냄새 방출 없이 유연성과 외관을 유지해야 합니다. DINP는 증기압이 낮고 분자량이 높기 때문에 저분자량 가소제보다 자동차 내부 응용 분야에 훨씬 더 적합합니다.

코팅된 직물 및 인조 가죽

가구 실내 장식품, 해양 커버, 차양, 타포린 및 패션 액세서리에 사용되는 PVC 코팅 직물은 일반적으로 원하는 부드러움과 드레이프를 얻기 위해 50-80phr의 로딩으로 DINP로 가소화됩니다. 코팅은 수년간의 굴곡, UV 노출 및 세척을 통해 유연하고 균열이 없는 상태를 유지해야 합니다. DINP 가소화 코팅 직물은 캘린더링 중에 표면 질감을 잘 수용하므로 제조업체는 재료에 확실한 가죽 결 패턴 및 기타 표면 마감을 만들 수 있습니다.

기타 주목할만한 응용 프로그램

• 정원 호스 및 관개 튜브: DINP는 수년간 실외 사용을 견뎌야 하는 실외 PVC 튜브 제품에 필요한 유연성과 UV 저항성을 제공합니다.
• 씰, 개스킷 및 웨더스트립: DINP 가소화 PVC 화합물은 장기 압축 영구 변형 저항이 중요한 창문 및 문 틈막이, 파이프 조인트 씰, 자동차 차체 씰에 사용됩니다.
• 플라스티졸 및 오르가노졸: DINP는 차체 하부 코팅, 직물 코팅 및 성형 폼 제품에 사용되는 PVC 플라스티졸(가소제에 PVC 수지를 액체 분산시킨 것)의 주요 가소제로 사용됩니다.
• 신발류: PVC 사출 성형 밑창과 샌들 갑피는 일반적으로 DINP를 사용하여 경제적인 비용으로 필요한 유연성과 내구성을 달성합니다.

DINP 대 DEHP 및 기타 가소제: 주요 차이점

광범위한 가소제 환경에서 DINP가 어디에 있는지 이해하는 것은 기술적 결정을 내리는 제조자와 규제 요구 사항을 탐색하는 조달 팀 모두에게 중요합니다. 가장 중요한 비교는 DINP와 DEHP(디(2-에틸헥실) 프탈레이트) 사이입니다. 왜냐하면 DEHP가 많은 시장에서 규제 압력을 받았을 때 DINP가 DEHP의 대체품으로 널리 채택되었기 때문입니다.

이 비교에서 중요한 점은 DINP가 DEHP보다 더 나은 규제 입지와 더 낮은 마이그레이션, 약간 더 나은 처리 경제성으로 DIDP와 비슷한 성능, DINCH와 같은 특수 비프탈레이트 대안보다 저렴한 비용이라는 강력한 중간 지점을 점유한다는 것입니다. 매우 민감한 최종 용도(어린이 장난감, 식품 접촉, 의료 기기)를 제외한 대부분의 범용 연질 PVC 응용 분야의 경우 DINP는 대부분의 시장에서 기술적으로 건전하고 상업적으로 실용적인 선택입니다.

전 세계 DINP 규제 현황

디이소노닐 프탈레이트에 대한 규제 환경은 지역 및 용도에 따라 상당히 다릅니다. 생식 독성으로 인해 EU REACH에서 매우 높은 우려 물질(SVHC)로 분류되는 DEHP, DBP 및 BBP와 달리 DINP는 일반 용도의 SVHC로 분류되지 않습니다. 그러나 특정 용도, 특히 어린이용 제품에서는 특정 사용 제한이 적용됩니다.

유럽연합(EU REACH)

EU REACH 부속서 XVII(항목 51)에 따라 DINP는 어린이가 입에 넣을 수 있는 장난감 및 보육 용품의 최대 농도를 중량 기준 0.1%로 제한합니다. 이러한 제한은 어린이가 연성 PVC 장난감을 입에 대고 가소제를 삼킬 수 있기 때문에 도입되었으며, DEHP에 비해 DINP의 독성 프로필이 더 우수함에도 불구하고 규제 당국은 이 범주에 예방적 제한을 적용했습니다. EU의 다른 모든 응용 분야의 경우 DINP는 REACH에 따른 농도 제한의 적용을 받지 않지만 제조 중에는 표준 작업장 노출 지침이 적용됩니다.

미국

미국에서는 2008년 소비자 제품 안전 개선법(CPSIA)에 따라 아동용 장난감 및 보육 용품에서 DEHP, DBP 및 BBP가 0.1%를 초과하는 것을 영구적으로 금지했으며 소비자 제품 안전 위원회(CPSC)의 검토를 기다리는 동안 DINP, DIDP 및 DnOP에 대해 동일한 0.1% 기준으로 임시 제한을 두었습니다. CHAP(만성 위험 자문 패널)의 포괄적인 검토에 따라 CPSC는 2017년에 3세 미만 어린이가 입에 넣을 수 있는 장난감에 사용되는 DINP를 0.1%로 제한해야 한다고 결정했습니다. 미국의 다른 모든 소비자 및 산업 응용 분야에는 DINP에 대한 연방 농도 제한이 없습니다. 하지만 캘리포니아의 발의안 65는 DINP를 주에서 암을 유발하는 것으로 알려진 화학 물질로 나열하고 캘리포니아에서 판매되는 제품에 대한 적절한 경고 라벨을 요구합니다.

기타 시장

• 중국: GB 6675(국가 장난감 안전 표준)는 3세 미만 어린이용 장난감과 입에 넣을 수 있는 장난감에 DINP를 포함한 프탈레이트를 0.1%로 제한합니다. 산업용으로는 제한이 없습니다.
• 캐나다: 캐나다 소비자 제품 안전법은 연질 비닐 장난감 및 보육 용품에 포함된 DINP를 포함한 프탈레이트를 1,000mg/kg(0.1%)으로 제한합니다. 비장난감 및 산업용 응용 분야는 연방 정부에 의해 제한되지 않습니다.
• 일본: DINP는 일본의 화학물질 관리법(CSCL)에 따라 등록되어 있으며 보고 요건이 적용되지만 일반 산업용 제한 물질로 분류되지는 않습니다. 장난감 안전 표준은 국제 표준과 광범위하게 일치합니다.
• 한국: 한국 장난감 안전 규정은 OECD 지침에 따라 장난감 및 보육 제품에 대한 DINP를 0.1%로 제한합니다. 한국의 K-REACH 시스템은 기준량을 초과하여 생산되거나 수입되는 물질에 대해 등록을 요구합니다.

안전 및 독성학: DINP에 대해 과학이 말하는 것

DINP의 건강 및 안전 프로필은 주로 DEHP의 규제 조사에 따른 프탈레이트 계열 화학 물질에 대한 우려로 인해 수십 년에 걸쳐 광범위하게 연구되었습니다. 과학적 증거를 토대로 종합적으로 내린 결론은 DINP가 생식 독성 프탈레이트(DEHP, DBP, BBP)와 실질적으로 다르고 더 유리한 독성학적 프로필을 갖고 있다는 것입니다. 이는 대부분의 시장에서 다양한 규제 처리에 대한 주요 과학적 근거입니다.

생식 및 발달 독성

역사적으로 프탈레이트 가소제와 관련된 가장 중요한 건강 문제는 내분비 장애였습니다. 특히 특정 프탈레이트가 발달 중인 남성 태아에서 테스토스테론 생산을 감소시켜 잠재적으로 생식 기관 발달에 영향을 줄 수 있다는 것입니다. 연구에 따르면 DEHP와 DBP는 관련 복용량 수준에서 동물 모델에서 이러한 항안드로겐 효과를 나타내는 것으로 일관되게 나타났습니다. 대조적으로, DINP는 표준 생식 독성 시험 프로토콜에서 유의미한 항안드로겐 활성을 나타내지 않았습니다. EU의 독성학 과학위원회(SCT)와 미국 CHAP는 모두 DINP가 규제 대상 프탈레이트와 동일한 내분비 교란 생식 독성을 나타내지 않는다고 결론을 내렸습니다. 이것이 바로 DINP가 REACH에 따라 생식 독성에 대한 SVHC로 분류되지 않은 이유입니다.

발암성

고용량 동물 연구(주로 설치류)에 따르면 DINP는 매우 높은 식이 노출 수준에서 쥐와 생쥐의 간 종양을 유발할 수 있는 것으로 나타났습니다. 그러나 이것이 발생하는 메커니즘(설치류 간 세포의 퍼옥시좀 증식)은 독성학자에 의해 동일한 경로를 통해 인간에서는 발생하지 않는 설치류 특유의 현상으로 널리 인식되고 있습니다. 국제암연구소(IARC)는 DINP를 인체 발암물질로 분류하지 않았습니다. DINP를 발암물질로 지정하는 캘리포니아의 발의안 65 목록은 주로 이러한 설치류 데이터를 기반으로 하며 인간 발암성의 증거를 요구하지 않는 보수적인 예방 표준을 적용합니다.

근로자 노출 및 산업 안전

DINP는 증기압과 휘발성이 매우 낮기 때문에 가공 중 공기 중 노출이 짧은 사슬의 가소제보다 상당히 낮습니다. 혼합 및 처리 장비의 국소 배기 환기, 직접 취급 시 적절한 PPE 사용, 일상적인 공기 모니터링 등 표준 산업 위생 관행은 일반적으로 작업자 노출을 직업적 노출 한도보다 훨씬 낮게 유지하는 데 충분합니다. 주요 생산업체의 DINP 가소제 SDS(안전 데이터 시트)에는 일반적으로 일반적인 유해 먼지 표준과 일치하는 8시간 TWA 직업적 노출 한도인 5mg/m3(총 먼지/미스트 기준)가 나와 있습니다.

디이소노닐 프탈레이트의 환경 거동 및 생태독성학

DINP의 환경적 거동은 물리화학적 특성, 즉 매우 낮은 수용해도, 높은 친유성(log Kow ~8.8) 및 낮은 증기압에 의해 형성됩니다. 이러한 특성은 환경으로 방출된 DINP가 물이나 공기에 남아 있지 않고 토양과 퇴적물로 강력하게 분리된다는 것을 의미합니다. 환경적 운명과 이동은 몇 가지 중요한 면에서 수용성 화학물질과 다릅니다.

• 생분해: DINP는 토양 및 활성 슬러지 환경에서 상당한 생분해를 겪습니다. 연구에 따르면 호기성 조건에서 상대적으로 빠르게 1차 분해(대사산물로의 전환)가 발생하여 궁극적으로 생분해가 가능합니다. 그러나 완전한 광물화 속도는 환경 조건과 미생물 군집 구성에 따라 다릅니다.
• 수생 독성: DINP는 표준 어류 및 무척추 동물 테스트에서 낮은 급성 수생 독성을 나타냈으며, LC50 값은 일반적으로 1 mg/L 이상입니다. 이는 낮은 용해도로 인해 물에서 달성하기 어려운 임계값입니다. 퇴적물 및 부유 유기물에 대한 높은 결합 친화력은 현실적인 환경 시나리오에서 수생 생물에 대한 생물학적 이용 가능성을 감소시킵니다.
• 생물축적: 높은 log Kow에도 불구하고 DINP의 분자 크기가 크기 때문에 생물학적 막을 통한 흡수가 제한됩니다. 생물농축계수(BCF) 연구는 log Kow 단독으로 예측한 것과 비교하여 어류의 생물축적이 상대적으로 낮다는 것을 보여주며, 이는 수생 먹이사슬을 통한 생물농축에 대한 우려를 줄여줍니다.
• 토양 및 퇴적물: DINP는 토양과 퇴적물의 유기물에 강력하게 흡착되어 환경을 통한 이동성을 제한하지만 점 배출원 근처의 퇴적물에 지속될 수 있음을 의미합니다. 퇴적물에 서식하는 유기체(저서 무척추동물)는 생태학적 노출이 가장 높을 수 있습니다.

DINP 취급, 보관 및 안전한 사용 지침

DINP 가소제를 사용하는 산업 사용자의 경우 안전과 제품 품질 유지를 위해 적절한 취급 및 보관이 중요합니다. DINP는 일반적인 산업 취급 조건에서 상대적으로 위험도가 낮은 물질이지만, 표준 화학물질 취급 모범 사례가 여전히 적용됩니다.

스토리지 권장 사항

DINP는 강산화제, 강염기 및 열원으로부터 멀리 떨어진 단단히 밀봉된 용기(일반적으로 탄소강, 스테인리스강 탱크 또는 드럼)에 보관해야 합니다. 권장 보관 온도는 10°C~40°C입니다. 매우 낮은 온도에서는 DINP의 점성이 높아져 펌핑 및 이송 작업이 느려질 수 있습니다. 필요한 경우 이동을 위한 점도를 낮추기 위해 온화한 가열(60°C 이하)을 사용할 수 있습니다. 가소제가 용기 벽으로 이동하여 부드러워지고 파손될 수 있으므로 PVC 용기에 장기간 보관하지 마십시오.

개인 보호 장비(PPE)

• 피부 보호: 장기간 피부 접촉을 방지하기 위해 대량 DINP를 취급할 때는 내화학성 장갑(니트릴 또는 네오프렌 권장)을 착용해야 합니다. DINP는 피부에 강한 자극을 주지는 않지만 반복적이거나 장기간의 접촉은 피해야 합니다.
• 눈 보호: 측면 보호막이 있는 보안경이나 화학 물질이 튀는 것을 방지하기 위해 운반 및 혼합 작업 중에 화학물질이 튀는 고글을 착용해야 합니다.
• 호흡기 보호: 정상적인 처리 조건에서는 DINP의 증기압이 매우 낮기 때문에 일반적으로 호흡기 보호가 필요하지 않습니다. 그러나 미스트 생성이 가능한 경우(예: 고속 혼합 또는 스프레이 작업 중) 유기 증기/P100 조합 카트리지가 있는 반안면 호흡보호구가 적합합니다.
• 유출 대응: 유출물은 불활성 물질(모래, 질석, 건조한 흙)로 흡수하고 폐기를 위해 수집해야 합니다. DINP는 미끄러워서 바닥에 심각한 미끄러짐 위험을 야기합니다. 유출물이 배수구, 수로 또는 토양에 닿지 않도록 하십시오.

DINP를 선택해야 하는 시기와 대안을 고려해야 하는 시기

DINP는 대부분의 범용 연질 PVC 응용 분야에 매우 실용적이고 기술적으로 건전한 가소제입니다. 그러나 제조자와 제품 설계자가 대체 가소제가 자신의 요구 사항을 더 잘 충족할 수 있는지 여부를 고려해야 하는 특정 상황이 있습니다.

• 다음과 같은 경우 DINP를 선택하세요. 프탈레이트 함량에 대한 특별한 제한이 없고 장기적인 성능 안정성이 우선시되는 전선 및 케이블, 바닥재, 코팅 직물, 정원 호스, 자동차 내부 트림 또는 산업용 프로필을 위한 검증되고 비용 효율적인 범용 가소제가 필요합니다.
• 대신 DINCH 또는 DOTP를 고려하세요. DINP에 대한 예방적 제한이 적용되고 대상 시장의 고객, 소매업체 또는 규제 기관이 비프탈레이트 또는 대체 화학 물질을 선호하는 어린이 장난감, 치발기 고리, 식품 접촉 재료 또는 의료 기기의 경우.
• 대신 DIDP를 고려하세요 90°C 이상의 연속 서비스 정격 케이블과 같이 매우 높은 열 안정성이 요구되는 응용 분야에 사용됩니다. DIDP의 더 높은 분자량은 고온에서 점진적으로 더 나은 장기 유지력을 제공합니다.
• 바이오 기반 가소제 고려 (예: ESBO, 아세틸화 피마자유 또는 바이오 유래 아디페이트) 브랜드 포지셔닝에 재생 가능한 콘텐츠가 필요하거나 최종 사용 시장이 완전 바이오 기반 소재 선언으로 이동하는 경우. 유연한 PVC에서 DINP와 동등한 성능을 달성하려면 제제 조정이 필요한 경우가 많습니다.
• 캘리포니아 발의안 65 준수 검토 캘리포니아에서 판매되는 모든 소비자 제품에 DINP를 사용하기 전에. 안전 항구 수준 이상의 제품에는 발의안 65 암 경고가 필요하며, 일부 브랜드는 DINP의 인간에 대한 실제 암 위험에 대한 규제 과학 논쟁에 관계없이 대체 가소제 선택을 통해 이를 피하는 것을 선호합니다.