1. 개요
부동액(不凍液)은 수랭식 내연기관[1]의 냉각수에 첨가하여 냉각수의 빙결을 막는 데 쓰는 화학물질이다.
모든 내연기관은 냉각수로 순수한 물만 넣고도 일단은 작동하게끔 만들어지나, 순수한 물은 0도에서 얼기 때문에 동절기 동파의 위험이 있어, 어는점을 낮추기 위해 부동액을 섞어주는 것. 또한 냉각수의 끓는 점을 높여 증발을 억제하는 기능도 한다. 순수한 물은 100도에서 끓기 때문에 하절기 운행시 증발 하는 방식으로 빠르게 소모되어서 잦은 보충을 요하게 된다.
또한 부동액에는 부식방지제를 첨가하여 라디에이터 및 냉각수관 등의 이온화 부식 방지 기능도 하도록 한다. 일반적으로 국내에서 차량에 쓰이는 냉각수는 물과 부동액을 1:1로 혼합한 것이다(계절별로 권장 비율이 다르긴 하지만 유지/보수에 신경 쓰는 차주가 아닌 이상 고정). 국가별 기후가 다르기 때문에 대체로 더운 지방에선 묽게 쓰며(아예 영하로 내려갈 일이 없는 지역이나 개발도상국은 그냥 순수한 물을 자주 넣기도 한다.) 스칸디나비아 반도나 러시아, 몽골 등 추운 지방에서는 최대 70% 수용액을 사용하기도 한다. 부동액은 70% 수용액일 때 가장 어는 점이 낮으며(-60°C 정도), 그보다 부동액 비율이 높으면 오히려 어는 점이 높아진다. 부동액의 혼합비가 높아질수록 엔진의 냉각 성능이 저하되므로, 무조건 엔진의 좋은 성능을 기대하고 70% 수용액을 사용하는 것은 권장되지 않는다.
부동액 혼합비에 따른 어는 점 차트(블로그)
동진화학 블로그(자동차용 부동액)
위 블로그에 따르면 100% 에틸렌글리콜 용액 사용시 어는점은 -12.9°C이다.[2] 비열도 거의 절반으로 떨어지고 점도도 높아지므로 순수한 부동액을 그냥 사용하면 엔진이 고장날 가능성이 높다. 한국에서는 30%~60% 사이의 수용액을 권장한다.[3]
2. 위험성
주의할 점은, 부동액은 일상에서 흔히 볼 수 있는 대표적인 맹독성 물질이라는 것이다. 정확히는 부동액에 포함된 에탄디올이 흡입이나 섭취시 그 자체로 강력한 환경호르몬 중 하나로 작용하며, 무엇보다 간에서 대사되는 과정에서 맹독인 옥살산으로 변환되어 중독을 일으킨다. 게다가 에탄디올은 상온에서 아무런 색깔도 냄새도 없고, 오히려 약간의 단맛과 달콤한 향이 나기까지 하기 때문에 경계심 없이 잘못 섭취할 가능성도 비교적 높은 편이다. 때문에 시중에서 판매되는 대다수 부동액들은 보통 청색이나 녹색 색소와 구토제를 첨가해 판매한다.[4] 그나마 다른 부동액 재료인 프로판디올은 독성이 덜한 편이다.실제로 에탄디올(에틸렌글리콜)의 독성이 알려지지 않았던 1937년에 마센질 사에서 디에틸렌글리콜 기반의 아동용 딸기맛 시럽을 개발한 뒤 동물 실험없이 바로 판매했다가 복용자 353명중 105명이 사망하는 대참사를 빚은 적이 있었다. 그야말로 베릴륨과 더불어 현존하는 달콤한 맹독의 양대 산맥.
하여간 어찌됐든 독극물 표기와 함께 엄중하게 보관하지 않으면 나중에 본인이나 가족, 친구가 뭣모르고 먹고 큰일이 나는 경우도 생기니 빈 음료수 병에 담거나 음료수 병 사이에 놓는 등 아무렇게나 두지 말자. 더불어 차량용 부동액 자가 교환 중에는 얼굴과 눈에 튀지 않도록 고글과 방진마스크를 반드시 착용하고, 땅에 흘린 부동액을 야생동물이 핥아 먹고 죽는 경우도 많으니 흘렸을 경우 반드시 닦아내야 한다.
만약 누군가가 부동액을 마시고 중독되었고, 부동액을 마신 지 1시간이 지났다면 구토를 유발시키는 것은 피해야 한다.[5] 당황한 사람들의 경우 일반적으로 환자를 토하게끔 하는데, 이는 예후를 더욱 악화시킬 수 있다. 가장 효과적인 응급처치는 즉시 환자에게 도수가 높은 술(보드카, 위스키, 고량주, 진 등등)을 상당량 마시게 하는 것이다. 원리는 간단한데, 에틸렌글리콜이 유독한 것은 알코올 탈수소효소(alcohol degydrogenase)가 에틸렌글리콜을 대사하기 때문이므로, 에틸알코올을 잔뜩 포함한 술을 계속 먹여서 효소를 바쁘게 만들면 에틸렌글리콜을 분해할 여유가 나지 않기 때문. 따라서 에탄올을 충분히, 지속적으로 투여하면 에틸렌 글리콜은 옥살산으로 대사되지 않고 그대로 배출된다.
사실 부동액 중독 환자에게 병원에서 하는 치료도 이와 크게 다르지 않다. 의료용 에탄올 혹은 다른 경쟁적 억제제를 에틸렌글리콜이 모두 배출될 때까지 지속적으로 혈관에 투여하는 것이 바로 그것. 해외에서는 부동액을 마신 개에게 보드카를 섭취하게 하여 개의 목숨을 구한 사례나, 치료 중에 의료용 에탄올이 떨어지자 중환자실에서 보드카를 환자에게 지속적으로 투여해 결국 환자를 살려낸 사례가 있다. 하지만 의식이 없는 상태에서 억지로 먹일 경우 질식사의 위험이 있으니 피할 것. 또한 중독된 지 24-48시간이 넘었다면 이미 신장이 치명적으로 손상된 상태며, 이후 예후가 극도로 나쁘다. 물론 모든 응급처치 이전에 지체 없이 119에 신고부터 해야 한다.
에탄디올과 부식방지제는 브레이크액으로도 쓰인다. 즉, 부동액과 브레이크액은 독성물질이라는 것. DIY 정비 쪽과 컴퓨터 파워 유저들은[6] 작업 시에 정신 바짝 차리고, 흘리거나 묻거나 튀는 것에 매우 주의해야 한다. 어딘가에 흘린 채로 방치된 부동액을 개나 고양이 등의 애완동물이 먹고 죽는 경우도 많다.
노후차량의 경우 히터코어가 노후되어서 부동액이 차량 내부로 새는 경우가 있는데, 반드시 수리하고 타자. 수리비는 몇십 만원[7] 가량이라 비싼 편이기는 하지만 부동액의 독성은 입으로 마시는 경우 뿐만 아니라 그 기체가 호흡기로 들어가는 경우 또한 위험하다. 한마디로 독가스도 된다는 소리. 매우 해로운 물질이니까 조금이라도 달콤한 냄새가 난다면 바로 점검 및 수리가 필요하다. 또한 카센터에 맡기면 비싸다고 자기가 직접 구입하여 주입하고 남은 부동액을 트렁크에 넣어 두고 다니는 경우도 흔히 볼 수 있는데 까딱 잘못하여 누출되면 독가스처럼 유독한 증기가 차량 내부도 들어오게 되니까 주의하자. 만약 차량 내외부에서 달콤한 냄새가 난다면 반드시 부동액을 점검하여야만 한다. 몇십만원이 작은 돈은 아니지만 그게 당신 목숨보다 비싸다고 생각하지는 않길 바란다. 50만원 아끼려다 목숨을 버리는 멍청한 짓은 다윈상 받기 딱 좋다.
건설현장에서도 쓰인다[8]. 겨울철 아침 현장에 나왔는데 수도가 얼어 있으면 작업용수 조달이 곤란하기 때문에, 물탱크에 받아둔 물에 부동액을 첨가하여 사용한다. 그런데 건설현장에서 쓰이는 부동액은 차량용과 달리 무색무취이므로 관리에 소홀할 경우 사고가 발생할 위험이 크다. 2012년 1월 이렇게 부동액을 섞어둔 물로 컵라면을 끓여먹은 건설현장 인부들이 사상한 사고가 발생하기도 했다. 이 경우 물을 관리하는 이가 책임이 크므로 처벌을 피하긴 어려울 듯.
2012년 11월 29일, 건설현장에서 동일한 사고가 또 발생했다. 식수로 오인하고 커피와 컵라면을 끓여 먹은 인부들이 중태에 빠진 것. 이쯤 되면 정부 차원에서의 오인 방지 대책이 요구될 지경이다. 색이 첨가된 차량용 부동액을 생각하고 "그걸 착각하느냐"고 말하는 사람이 있는데, 공사용 부동액은 위에서도 말했다시피 무색무취며 심지어 무미인 것도 있다. 다시 말해, 생수병 같은 데 넣어 두면 넣은 사람 말고는 아무도 모른다. 관련 기사
시중에서 구하기 쉬우면서도 무색무취에 극도로 강력한 독극물이라는 이유로 각종 영화나 드라마에서 독살용 물질로 많이 등장하는 편.
사람 잡는 것은 물론이고 일부는 동물을 죽일 때 쓰기도 한다. 보통 사람이면 갑자기 길에 덩그러니 놓여 있는 음식에 손을 대지 않겠지만, 동물은 맛을 볼 가능성이 높다.
2016년 7월 28일엔 워마드에서 부동액 커피를 탔다는 글이 올라와서 살인 미수로 경찰이 수사에 들어갔는데, 수사 결과 단순한 주작이었고 작성자는 직장인은 커녕 취직 기록조차 없는 무직이었다.(관련 기사 / #)
시신에서 검출이 된다고 한다. #, #
2차 세계대전 진주만 공습 이후 미국으로부터 금수조치를 당한 일본에서 설탕 대신 감미료로 사용되기도 했다. 당연히 부동액을 마신 사람들의 치사율이 높았다고. 그리하여 일본에서는 살인당이라는 별명이 부쳐졌다.
3. 부동액의 분류
에틸렌글리콜과 프로필렌글리콜이 사용된다.3.1. 자동차 부동액
자동차용 부동액으로는 에틸렌글리콜이 사용된다. 추가적으로 사용되는 부식방지제의 종류에 따라서 크게 비유기계, 준유기계, 유기계로 나뉘며, 마케팅에서는 비유기계를 1세대, 준유기계를 2세대, 유기계를 3세대로 분류한다.비유기계 부식방지제는 주로 규산염과 인산염계가 사용되는데, 인산염계가 저농도에서 부식 방지력이 우수하고, 내열, 내산화성이 우수하여 수명이 길지만 경수와 사용이 불가능하므로 수돗물이나 증류수, 탈이온수 같은 연수와만 혼합해야한다. 규산염계는 경수와 혼합해도 큰 문제가 없지만 쉽게 열산화되어 수명이 짧다. 유기산염계는 수질에 상관 없이 장수명이 가능하나 폴리머 즉, 가스킷이나 호스통로 같은 곳을 연화시킬 수 있으며, 저농도에서 내식성이 떨어진다.
수질이 우수한 한국과 일본의 자동차 제조사는 인산염+유기산염 복합 준유기계를, 수질이 나쁜 유럽의 자동차 제조사는 규산염+유기산염의 복합 준유기계를 사용한다. 미국 자동차 제조사는 대기업인 하니웰과 OWI 산하의 대형 부동액 제조사가 존재하기 때문인지 유기계를 사용한다.
대개 인산염계 및 인산염+유기산염은 녹색, 규산염계 및 규산염+유기산염은 푸른색이나 분홍색, 유기계는 노란색이나 오렌지색인데, 이건 사용되는 색소 규칙이 정해져 있는 것이 아니라서 색깔만 보고 구분해서는 안된다. 정비업계에서는 순정, 국산 엔진 오일을 비하하는 것과 마찬가지로 현기차의 녹색 순정 부동액을 폄하하는데, 현기차의 인산염+유기산염계 규격인 LLC-10[9]은 10년, 20만 km의 수명을 자랑하는 우수한 부동액이다. 색깔 때문에 하도 폄하를 당해서 그런지 현대차는 2020년에 LLC-10 부동액의 색상을 녹색에서 분홍색으로 바꿨다.
자동차 제조사는 규정된 것 이외의 부동액을 사용을 금지하지만, 서로 다른 종류의 부동액을 혼합하지만 않으면
주의해야 할 것은 GM의 DexCool 부동액은 GM 차량에만 사용해야 한다는 것이다. 여기에 사용된 2-EHA(2-Ethylhexanoic acid)는 엔진의 일부 플라스틱, 고무 부품과 반응하여 침전물을 발생시키기 때문에 타 제조사 차량에 사용했다가 냉각 라인이 침전물로 막혀 엔진을 말아먹은 경우가 허다하기 때문이다.(속칭 deathcool 사건) 2-EHA는 표면장력을 저하시켜 냉각 성능을 향상시켜주는 일부 냉각수 첨가제에도 사용되어 있다. 대표적으로 모튤 MoCool은 2-EHA를 포함하고 있으므로, GM 차량을 제외한 타사 차량 오너들은 비슷한 기능을 하면서 2-EHA가 포함되지 않은 레드라인 WaterWetter를 사용하는 경우가 많다.
4. 여담
2차 세계대전 당시 소련군은 엔진 부동액으로 보드카를 넣어 썼다. 혹은 엔진 연료로도 썼다. 소련군 말마따나 마실 수 있는 부동액이라고. 보드카 속 알코올은 물보다 어는점이 낮기 때문에, 그리고 도수가 높은데다[12] 물과 알코올 이외의 기타 첨가물이 거의 들어가지 않기 때문에 부동액 역할이 가능했다.검정치마의 곡 Antifreeze의 제목은 이것을 의미한다.
위기탈출 넘버원에서 부동액을 음료수로 착각해 섭취한 후 사망한 한 남자 아이의 이야기가 다뤄졌다.#
빚에 허덕이다 보험금을 타낼 목적으로 모친을 부동액을 먹여 살해한 사건이 일어났다. 혐의를 받는 30대 딸은 징역 25년이 확정되었다고 한다. #
프랑스산 맥주인 크로넨버그 1664에서 부동액이 검출되어 리콜된적이 있다.#
5. 관련 문서
[1] 컴퓨터용 쿨러에도 넣기도 한다.[2] 순수한 에틸렌글리콜의 끓는점은 197.3°C에 달한다.[3] 일단 위키피디아의 에틸렌글리콜 항목에 가보면 어는 점이 -12.9°C로 나와 있어 철원군 같은 혹한 지역에서는 부동액도 얼어버리지 않을까 걱정할 수도 있는데 물과 혼합하면 어는 점이 훨씬 낮아진다. 한국에서 주로 쓰는 50% 수용액은 -38°C까지 안 얼고, 70% 혼합액은 최대 -64°C까지 액체 상태를 유지한다.[4] 흔히 접하는 차량용이 아닌 건설현장용으로 쓰이는 부동액은 색소를 안 넣은 것들이 많으며 실제로 이로 인한 중독 사고도 상당히 자주 발생하므로 각별히 주의해야 한다. 또한 색소를 첨가했다 해도 파란색은 파워에이드, 초록색은 마운틴 듀를 연상하고 잘못 섭취하는 경우가 있으니 이것만으로는 중독 사고를 방지하기 어렵다. 부동액은 절대 아무 병에나 담아 두지 말자.[5] 오히려 1시간 이내로 중독된 경우라면 구토하게 하는 것이 좋지만, 의식이 없는 경우라면 이 때 역시 구토하지 않는 것이 좋다.[6] 사실 PC용 수랭식 쿨러에는 맹독인 에틸렌글리콜 대신 독성이 낮은 프로필렌글리콜을 사용하는 것이 보통이며 이 경우 그렇게까지 위험하지는 않다. 하지만 이러한 전용 냉각수는 가격이 비싸 저렴한 자동차용 부동액을 대신 넣는 위험천만한 행동을 하는 유저들이 종종 있는데, 그까짓 컴퓨터 따위에 자신과 가족의 목숨을 걸 이유는 없으니 절대로 따라하지 말자.[7] 히터코어 교환은 공임이 꽤 들어가는 작업중 하나다. 웬만한 차는 대시보드를 다 까야 HVAC 어셈블리에 접근이 가능하니까.[8] 건설현장에 쓰이는 경우 방동제라는 호칭으로도 불린다.[9] 극동제연, 삼양화학 제조.[10] 유럽차는 15년, 25만 km의 수명을 가지는 메르세데스-벤츠 325.6 규격을 제외하면 대부분 2~4년 주기로 냉각수를 교환할 것을 사용설명서에 명시한다. 물론 한국 서비스센터에서는 무교환이라며 냉각수를 교환해주지 않고 보충만 해주는데, 서모스탯을 열고 히터코어까지 순환을 시켜서 기존 냉각수를 빼내는데 시간이 많이 소요되기 때문으로 추정된다.[11] MSDS에 후술될 2-EHA가 1~5% 포함되어 있는 것으로 나오므로 주의할 것.[12] 기본 40% 이상이다.