Cat Anti Korosi
-
Upload
antoni-indrajaya -
Category
Documents
-
view
710 -
download
19
Transcript of Cat Anti Korosi
Cat anti korosi atau cat anti karat atau disebut juga sebagai cat tahan
korosi atau cat tahan karat adalah sebuah material cat yang di aplikasikan atau
dilapiskan kepada material yang terbuat dari bahan besi, baja atau steel, agar
supaya baja/steel/besi tersebut tidak timbul korosi atau karat. Cat Anti Korosi
atau Cat Anti Karat mempunyai karakteristik sifat proteksi atau Protective
Coating anti korosi. Cat Anti Korosi atau Cat Anti Karat pada dasarnya
mengandung pigment yang berfungsi untuk mencegah korosi atau karat, di
kombinasikan dengan resin atau binder atau perekat yang mempunyai sifat
proteksi terhadap besi/baja/steel sehingga terlindung dari media luar, yaitu udara
dan air.
Cat anti korosi umumnya merupakan jenis cat dasar atau cat meni atau cat
primer yang cocok sekali diaplikasikan pada saat setelah besi/steel/baja melalui
proses blasting atau pembersihan dengan skala sa 2,5a. Setelah proses ini Cat Anti
Korosi atau Cat Anti Karat dapat langsung diaplikasikan dengan menggunakan
kuas, roll, air spray atau airless spray, dengan pengencer thinner perbandingan
10-20 prosen dari berat cat atau tergantung jenis aplikasi dan metode pengecatan
di lapangan. Umumnya Cat Anti Korosi atau Cat Anti Karat berwarna grey atau
red oxide. Warna grey pada Cat Anti Korosi atau Cat Anti Karat mengandung
pigment zinc yang terdapat pada cat yang bernama Inorganic Zinc, Zinc Rich
Primer, Shop Primer, Metal Primer, Zinc Chromate Primer dan Epoxy ZInc Rich
Primer.
Cat anti korosi atau cat anti karat yang berkelas dan berkualitas yang baik
bagus dan bermutu tinggi adalah cat anti korosi yang mengandung pigment dasar
yang bernama zinc dengan kadar yang tinggi umumnya terdapat pada cat yang
bernama Inorganic Zinc atau Zinc Rich Primer. Bentuk cat ini adalah berupa
bubuk atau dust dan dikombinasikan dengan resin chlorinated rubber resin atau
polyamide resin. Cat anti korosi atau cat anti karat jenis ini dapat melindungi
besi/baja/steel dari korosi dan karat dalam jangka waktu yang lama, serta
mempunyai karakteristik Protective Coating terhadap air dan air laut, Sehingga
cocok diaplikasikan pada perbendaharaan kapal / marine, Jalur Perpipaan /
Pipeline, Tank Storage / Tangki penyimpanan. Dari segi harga, Cat Anti Korosi
atau Cat Anti Karat jenis ini adalah tergolong cat yang mahal.
Cat anti korosi yang berkelas standar terdapat pada jenis cat
bernama Alkyd Primer, Metal Primer, Epoxy Primer dan Shop Primer. Cat Anti
Korosi jenis ini mempuyai warna grey atau red oxide, dapat mencegah karat atau
korosi dalam jangka waktu yang lama, sehingga cocok di aplikasikan pada
Pipeline, Tank Storage dan Steel Structure pada daerah pinggir laut, offshore dan
onshore. Cat Anti Korosi jenis ini tidak cocok untuk pengecatan dasar atau awal
setelah proses blasting. SSPC yang dianjurkan adalah Sa 2,5a dan perbandingan
thinner sebesar 10%-20%, tergantung jenis metode dan aplikasi di lapangan. Dari
segi harga, jenis ini adalah tergolong cat yang standart.
Cat anti korosi yang ekonomis umumnya terdapat pada jenis cat yang
bernama Zinc Chromate atau meni besi merah atau meni besi hijau atau Meni Ijo
(orang jawa menyebut). Cat Anti Korosi atau Cat Anti Karat jenis ini cocok
diaplikasikan untuk pekerjaan Steel Structure atau Steel Cosntrution,
Bridge/jembatan, tower, dan perbendaharaan material lainnya. Dari segi harga,
Cat Anti Korosi atau Cat Anti Karat jenis ini adalah tergolong cat yang murah.
A. PELAPISAN ORGANIK (organic coating)
Coating atau lapis lindung adalah bahan yang di gunakan untuk melapisi
atau menutupi permukaan material dengan tujuan untuk memisahkan material dari
pengaruh interaksi dan lingkungannya. Dalam pelapisan permukaan metal dengan
cat ada beberapa faktor yang menentukan efektifitas pelapisan tersebut. Tujuan
pengecatan hanya sekedar kosmetik (demi penampilan/keindahan), yang
membedakan adalah tingkat ketebalan yang menentukan mutu isolasi permukaan
metal terhadap lingkungannya tidak merupakan syarat utama. Adapula tujuan lain
dari pengecatn itu yakni sebagi tanda misalnya:
a. Colour coding mempunyai jenis indikasi material benda yang dicat.
b. Colour coding menunjukan jenis fluida yang dikandung suatu peralatan
misalnya kuning untuk gas hiaju untuk oksigen , hijau muda untuk air pendingin ,
merah untuk pemadam kebakaran, coklat untuk minyak pelumas , perak untuk
hidrokarbon , putih untuk zat kimia dll
Agar dapat dicapai tingkat perekatan yang tinggi anatara permukaan metal
dengan bahan pelindung, diperlukan persiapan permukaan yang bermacam-
macam disesuaikan degan tingkat keperluan dan mutu bahan cat. Berhasil atau
gagalnya suatu pengecatan sangat bergantung pada tingkat perekatan anatara cat
dan permukaan serta ingkat kepadatan dan perataan dari cat itu sendiri.
Persiapan permukaan ditentukan oleh :
1. Kegunaan perlindungan cat
2. Lama perlindungan yang efektif
3. Jenis dari mutu cat
4. Tingkat perekatan yang diminta serat jenis media yang diproses
5. Terdapat jenis bahan pelindung khusus yang dapat diterapkan tanpatanpa
persiapan permukaan sama sekali.
Cara persiapan permukaan, segala sesuatu telat dispesifikasi dari steel structure
painting council :
1. Pembersihan dengan solvent (pelarut)
2. Pembersihan alat pembersih manual
3. Pembersihan dengan alat pembersih mekanis
4. Pembersihan dengan penyemprotan partikel padat
5. Penyemprotan metal hamper putih
Selain itu cara lain untuk persiapan permukaan atau pembersihan produk karat
pada permukaan metal adalah dengan basuh kimia atau chemical cleaning.
Bahan-bahan kimia yang dapat di pakai adalah:
1. Wetting agent sebagai unsure pembasah
2. Surfactans sebagai pemberi tenaga
3. Amalgam sebagai peluntur gemuk
4. Surface active agent untuk mengahasilakan reaksi polarisasi
5. Sanitizer sebagai pencuci
6. Emulsifying additives sebagi penstabil pH
7. Purifying compounds
8. Inhibitor sebagai penstabil suhu
9. Scavenging agent sebagi bahan aktif
Fungsi utama perlindungan permukaan dengan cat:
1. Mencegah hubungan langsung antara metal dengan lingkungannya yang
korosif
2. Menghalangi hubungan langsing antara metal dan lingkungannya
3. Menghambat langsung antara metal dengan lingkungannya
4. Mamasok arus yang melindungi permukaan metal
Komposisi Cat
Istilah cat meliputi sejumlah system pelapisan berbeda yang dirancang
untuk keperluan berbeda-beda pula. Sebelum cat disiapkan terlebih dahulu kita
harus menetapkan cara penyiapan permukaan seperti yang telah dijelaskan diatas,
cara pengecatan dan untung rugi penggunaan cat.
Cat pada dasarnya terdiri dari:
a. Wahana (vebicle ) yaitu zat yang membuat cat mempunyai fluiditas bila
mongering atau menguap meninggalkan suatu selaput padat.
b. Pigmen yaitu yang tersuspensi dalam wahan. Pigmen mengendalikan laju korosi,
atau laju difusi reaktan-reaktan pada selaput kering.
c. Aditif yaitu yang mempercepat proses pengeringan atau memungkinkan lapisan
cat kering lebih tahan terhadap lingkungan kerja.
Wahana menjadi kering melalui salah satu proses berikut:
a. Penguapan unsur pelarut dalam wahana.
b. Perubahan kimia, terutama oksidasi terhadap unsur cair dalam wahana, misalnya
minyak cat.
c. Polimerisasi yaitu reaksi kimia anatara wahana dan agen pengering yang di
campurkan kedalam cat tepat sebelum digunakan.
Macam-macam Cat
Jenis-jenis cat dibagi menjadi beberapa kelompok generic besar yang
masing-masing dinamai berdasarkan penggunaan cat atau bahan kimia
pengikatnya all :
1.Cat primer pra-fabrikasi
Cat ini dipakai untuk membersihkan, membebaskan baja dari karat untuk
melindunginya selama tahapan fabrikasi atau perakitan struktur yang memakan
waktu sampai beberapa bulan. Cat primaer biasanya terdiri dari bubuk seng atau
besi oksida merah dengan resin epoksid sebagai pengikat. Cat ini mongering
dalam 2-3 menit sesudah diulaskan dan melindungi logam sampai selama 12
bulan.
2.Cat primer pra- perlakuan
Cat ini digunakan untuk menyiapkan permukaan logam dan menjamin
diperolehnya adhesi serta unjuk kerja cat akhir yang baik. Untuk mendapatkan
hasil yang baik, permukaan baja harus bersih dan bebas dari karat. Cat ini
mongering dalam waktu yang singkat sekali.untuk mendapatkan hasil yang baik
lapisan primer pra perlakuan selalu diberikan pada pelapisan seng, khususnya bila
cat seng kromat akan digunakan sebagai lapisan primer untuk pelapisan akhir.
3.Cat minyak
Bahan dasar dari cat ini bisanya terbuat dari pengering nabati seperti
minyak rami atau minyak kayu. Pengeringannya melalui proses waktu yang lama,
karena itu cat harus dibiarkan sampai 48 jam sebelum ditimpah lapisan baru dan
harus ditunggu selama 7 hari sebelum cat akhir diberikan.
4.Cat oleoresin ( Vernis )
Cat ini biasanya berfungsi untuk memperbaiki sifat-sifat pengeringan dan
pengikatan lapisan dan merupakan penyempurnaan dari cat minyak yang
sederhana. Cat tipe resinfenolat tahan terhadp abrasi tetapi ketika dilaskan,
permukaan tidak boleh lembab.
5.Karet diklorinasi
Cat ini dibuat dengan cara melarutkan karet terklorinasi kedalam pelarut-
pelarut khusus ( aromatic ). Sesudah dipakaikan, penguapan pelarut
mengendapkan lapisan kering yang hamper tidak mengalami polimerisasi.
6.Cat berbahan pengikat air
Cat ini tersedia dalam beberapa bentuk baik itu berupa larut atau hanya berupa
emulsi. Cat ini dapat digunakan sebagai pelapis air diatas cat dasar yang banyak
mengandung seng. Pentilasi yang memadai harus disediakan selama cat
mongering agar kelembapan relative pada permukaannya tetap rendah. Jika
kelembapan terlalu tinggi maka akan banyak air yang terperangkap dibawa cat
dan akan berakibat buruk pada hasil akhirnya. Gambar 14.2 memperlihatkan
sebuah korosi mobil yang baru saja diangkat dari tangki elektroforesis. Dalam hal
ini, sederet elektroda diatur disekeliling karoseri, lalu diberi suatu potensial
sehingga partikel-partikel cat tertarik dan menempel pada logam dan melepaskan
muatan masing-masing. Lapisan endapan yang netral itu bertindak sebagai
isolator dan membatasi potensial yang diberikan, dengan demikian tebal lapisan
dapat terkendalikan.
B . PELAPISAN ANORGANIK
Pelapisan anorganik terdiri dari lapisan Portland cement dan vitreus enamels,
glass lining dan porcelain lining
1.Pelapisan dengan Portland cement
Pelapisan dengan Portland cement mempunyai keunggulan ekonomis karena
lebih murah, lebih mudah dirawar/di perbaiki, lebih mudah memasangnya serta
memiliki koefisien muai yang hampir sama dengan baja, yakni 1,0x10 -5/oC dan
1,2x10-5/oC untuk baja.
Penerapan pelapisan ini dapat dilakukan dengan pengecoran sentrifugal/untuk
bagian dalam pipa atau benda silindris, dengan troweling dan dengan
disemprotkan (spraying).
2.Pelapisan vitereus enamel, glass lining dan porcelain lining
Pada hakekatnya vitereus enamel, glass lining dan porcelain lining adalah
pelapisan zat gelas yang memiliki koefisien muai yang sesuai dengan metal yang
dilindunginya. Cara penerapannya adalah bubuk gelas dikenakan pada permukaan
yang berbentuk asam atau seperti yang telah disiapkan.
Melindungi permukaan logam adalah cara pencegahan korosi tertua dan yang
biasa diterapkan tetapi perlindungan tidak terbatas dengan bahan organik saja.
Contohnya timah putih dapat digunakan sebagai lapisan "inert" pada permukaan
baja. Lembaran tembaga, lembaran nikel, lembaran perak merupakan permukaan
yang tahan korosi. Logam dapat dilapisi dengan logam lainnya dengan proses
pencelupan ke dalam logam cair proses ini disebut galvanisasi. Bahan keramik
inert dapat juga digunakan sebagai lapisan pelindung. Sebagai contoh enamel
adalah lapisan oksida berbentuk serbuk gelas dan cairan, sehingga terbentuk
lapisan seperti kaca. Pada lapisan organik misal lapisan cat mengisolir logam
dibawahnya dari elektrolit yang dapat menimbulkan korosi. Batas keampuhan
cara ini ditentukan oleh perilaku lapisan pelindung ini selama pemakaian. Lapisan
organik ini tidak tahan suhu tinggi dan gesekan. Pada gejala pasivasi dimana
beberapa jenis logam membentuk lapisan pelindung seperti contoh (logam
alumunium dan baja tahan karat) mungkin terpasifasi karena bereaksi dengan
oksigen pada permukaan terbentuk lapisan pelindung logam yang terisolasi listrik
tidak mungkin terkorosi.
Syarat bahan pelapis dari logam :
1. Logam pelapis harus jauh lebih tahan terhadap serangan lingkungan dibanding
logam yang dilindungi.
2. Logam pelapis tidak boleh memicu korosi pada logam yang dilindungi
seandainya mengalami goresan atau pecah di permukaan.
3. Sifat-sifat fisik seperti kelenturan dan kekerasannya harus cukup memenuhi
persyaratan operational struktur atau komponen bersangkutan.
4. Metode pelapisannya harus bersesuaian dengan proses fabrikasi yang digunakan
untuk membuat produk akhir.
5. Tebal lapisan harus merata dan bebas dari pori-pori.
Metode – metode pelapisan dengan logam
1. Penyalutan listrik (penyepuhan , electroplating)
2. Galvanisasi pencelupan panas ( hot dipping )
3. Pelapisan dengan penyemprotan
4. Pelapisan dengan penempelan (clad coating )
Pelapisan difusi
A.Elektroplating
Metode electroplating adalah sebagai berikut:Pelapisan menggunakan arus
searah. Cara kerjanya mirip dengan elektrolisa, dimana logam pelapis bertindak
sebagai anoda,sedangkan logam dasarnya sebagai katoda. Cara terakhir ini yang
disertai dengan perlakuan awal terhadap benda kerja yang baik mempunyai
berbagai keuntungan dibandingkan dengan cara-cara yang lain. Keuntungan-
keuntungan tersebut antara lain :
a. Lapisan relatif tipis.
b. Ketebalan dapat dikontrol
c. Permukaan lapisan lebih halus.
d. Hemat dilihat dari pemakaian logam khrom.
B.Galvanisasi pencelupan panas ( hot dipping)
Galvanisasi merupakan proses pelapisan logam induk dengan logam lain
dengan tujuan agar logam induk mempunyai ketahanan korosi yang lebih baik.
Galvanisasi umumnya menggunakan logam yang memiliki titik cair yang lebih
rendah . Galvanisasi bersama dengan electroplating, cladding, thermal spray,
aluminizing dan sherardizing adalah metode-metode untuk melapiskan logam
pada permukaan substrat (metallic coating).
Penggunaan metallic coating memiliki dua tujuan:
1. Sebagai pelindung korosi
2. Sebagai anoda korban
Galvanisasi baja biasanya digunakan seng atau aluminum. Pada proses
galvanisasi celup panas baja dengan seng, awalnya baja dicelupkan dalam seng
cair (450-475 oC). Pencelupan ini menyebabkan logam seng akan menempel pada
logam induk (baja). Pembentukan intermetallic Fe dengan Zn dapat meningkatkan
kekuatan lekat lapisan ini. Selain itu parameter lain yang menentukan pelekatan
adalah tingkat kebersihan permukaan, temperatur, waktu, dan komposisi kimia
logam induk dan pelapis. Umur pakai tergantung pada lingkungan dan ketebalan
lapisan. Galvanisasi celup panas mempunyai beberapa kelebihan dan kekurangan.
Kelebihannya diantaranya memiliki umur panjang dan tidak memerlukan topcoat
untuk lingkungan pH 5-10, dapat memproteksi bentuk struktur yang komplek dan
rumit, serta sekali celup dapat melapisi permukaan luar dan dalam secara
bersamaan. Kekurangannya diantaranya besar struktur yang akan dilapisi dibatasi
dengan ukuran penampung, tidak baik untuk struktur yang selalu terendam serta
tidak cocok struktur yang diaplikasikan untuk lingkungan pH <5 dan >10. Kalau
akan dilakukan topcoating, permukaan yang porous harus ditutupi dengan sealer.
Urutan proses:
1. Persiapan permukaan
Untuk mendapatkan gaya pelekatan yang baik, permukaan substrat harus
bersih dari kontaminan seperti welding slag, mill scale, cat, oli, debu dan grease.
Oli, debu dan grease dihilangkan dengan solven cleaning (SSPC SP 1), yaitu
dengan mencelupkan ke dalam causatic panas. Karat, mill scale dan kontaminan
organik dihilangkan dengan hot mineral acid pickling (SSPC SP 8).
2. Fluxing
Merupakan pembersihan lapisan oksida dengan pencelupan ke dalam larutan
preflux seperti zinc ammonium chloride pada temperatur 40-60 oC.
3. Dipping
Proses ini adalah proses utama. Pencelupan pada logam cair dapat dilakukan
selama 8 detik hingga 8 jam tergantung pada jenis logam dan ketebalan.
4. Postdipping treatment
Setelah dilakukan pencelupan, logam yang telah dilapisi didinginkan
dengan udara atau dicelupkan ke dalam air. Tampilan dapat diperbaiki dengan
chromating atau phosphating.
C.Pelapisan dengan penyemprotan
Pemakaian suatu lapisan metalik dengan proses penempatan cairan logam
atau yang telah dilunqkkan dengan pemanasan yang disemprotkan ke bahan
dasar.
Macam - macam anti karat untuk pencegahan korosi besi, yaitu :
1. Pengecatan/Coating/Paint
Pengecatan besi dengan Cat Anti Korosiatau Cat Anti Karat dapat
melindungi besi agar tidak kontak langsung dengan udara dan air. Perlindungan
besi terhadap Karat/Korosi yang disebut cat ini sebaiknya mengandung pigment
timbel dan zinc (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap
korosi atau karat.Jenis resin untu cat anti karat/cat anti korosi tersebut dapat
berupa cat damar, cat sintetis, cat alkyd, cat enamel, cat tahan karat, cat tahan
korosi, cat epoxy, dan cat polyurethane. Resin atau binder diatas merupakan
lapisan cat yang akan dipergunakan untuk melindungi besi atau baja agar tidak
kontak langsung dengan udara dan air.
2. Pembalutan/Wrapping/Coating/Seal Tape
Jetty, pipa, tangki dan structure lainnya yang memungkinkan untuk di
balut.
2.2. Bahan-Bahan Penyusun Cat
2.2.1. Resin Atau Binder
Resin atau binder merupakan komponen utama dalam cat. Resin berfungsi
merekatkan komponen-komponen yang ada dan melekatkan keseluruhan bahan
pada permukaan suatu bahan (membentuk film). Resin pada dasarnya adalah
polymer dimana pada temperatur ruang (atau temperatur applikasi) bentuknya
cair, bersifat lengket dan kental. Ada banyak jenis resin, seperti: Natural Oil,
Alkyd, Nitro Cellulose, Polyester, Melamine, Acrylic, Epoxy, Polyurethane,
Silicone, Fluorocarbon, Venyl, Cellolosic, dll. Resin dibagi berdasarkan
mekanisme mengering atau mengerasnya (pembentukan film).
Tabel 2.1. Pembagian resin berdasarkan mekanisme mengering atau mengerasnya
(pembentukan film)
PENGUAPAN
SOLVENT
(Lacquer dan Duco)
Mengering atau mengerasnya resin terjadi karena
penguapan solvent yang ada. Bahan yang padat akan
tertinggal dan menempel merata pada seluruh permukaan
bahan yang dicat. Selama solventnya masih ada maka
resin ini belum mengeras. Untuk mempercepat proses
menguapnya solvent, biasanya dibantu dengan pemanasan.
Resin jenis ini secara alamiah polymer-nya sudah cukup
besar sehingga film yang terbentuk sekalipun tidak terjadi
reaksi kimia sudah cukup kuat dan padat.
Kecepatan mongering, kualitas rata dan kilap dari
permukaan film sangat dipengaruhi oleh pemilihan jenis
dan komposisi solventnya. Contoh resin jenis ini adalah
Nitro Cellulosa (NC), Cellolose Acetate Butyrate (CAB),
Chlorinated Rubber, Acrylic Co-polymer, dll
REAKSI DENGAN
UDARA
(Varnish dan Syntetic
Enamel)
Mengering atau mengeras karena ada reaksi kimia antara
komponen udara (oksigen atau air) dengan resin tersebut
membentuk molekul-molekul baru yang lebih besar dan
saling berikatan satu sama lain.
Resin Alkyd atau Natural Oil (atau kombinasi keduanya)
mempunyai ikatan rangkap (tak jenuh) dalam struktur
molekulnya, oleh karenanya resin ini bersifat reaktif
terhadap oksigen, namun pada temperatur ruang
raktifitasnya masih kurang, perlu ditingkatkan
reaktifitasnya dengan penambahan katalis (dryer) jika akan
dipakai.
Pada resin Prepolymer Polyisocyanate terjadi reaksi “
moisture cure” antara gugus fungsional yang reaktif
dengan air (kelembaban) di udara.
Ciri utama cat yang mempergunakan Resin jenis ini adalah
akan mudah mengeras pada permukaannya (atau
mengulit), bila kena udara (terbuka kalengnya cukup
lama).
REAKSI
POLYMERISASI
Campuran akan mengeras atau mengering karena terjadi
reaksi kimia antara dua resin yang ada dalam campuran
cat, reaksi ini sering disebut reaksi polymerisasi.
Reaksi polymerisasi (baik kondensasi maupun addisi)
dapat berlangsung karena adanya katalis, tanpa katalis
(non katalis), panas atau radiasi UV.
Hasil reaksinya adalah sebuah campuran polymer yang
mempunyai berat molekul jauh lebih besar dan
mempunyai ikatan tiga demensi (crosslink) yang jauh
lebih kuat dibanding reaksi yang dijelaskan sebelumnya.
Tanpa
katalis
(2 Pack
Enamel)
Pada suhu ruang, dua pasang resin jenis ini
sudah cukup reaktif untuk memulai reaksi, maka
pasangan resin jenis ini harus dipisahkan satu
sama lain sebelum dipakai, dicampur satu
dengan lainnya jika hanya akan digunakan.
Tergolong dalam jenis ini adalah resin Epoxy
dengan Polyamide dan Polyol dengan
Polyisocyanate. Resin kedua dalam pasangan
tersebut, polyamide atau polyisocyanate biasa
disebut sebagai “hardener”, karena setelah resin
ini dicampurkan dengan pasangannya akan
terjadi reaksi polymerisasi dimana hasilnya
ditandai dengan mengerasnya campuran
tersebut.
Dengan
Katalis
Karena pasangan dua resin ini tidak cukup
reactive, maka perlu ditambahkan katalis untuk
memulai reaksinya. Resin jenis ini bisa
dicampur dan disimpan dalam satu wadah satu
dengan lainnya.
Selama katalis belum dicampurkan maka tidak
akan terjadi pengerasan pada bahan-bahan
tersebut. Contoh resin ini adalah resin amino
(melamine) dan alkyd polyol yang akan bereaksi
atau mengeras bila ditambahkan katalis yaitu
berupa asam organik atau anorganik.
Panas
(Stoving
Enamel)
Disamping katalis seperti sudah disebutkan di
atas, panas juga biasa digunakan sebagai alat
untuk mempercepat reaksi kimia. Contohnya
adalah resin amino dan alkyd polyol yang
dipakai pada cat jenis stoving (pangggang) pada
cat-cat mobil.
Radiasi
UV
Beberapa resin tertentu, seperti: Polyester tidak
jenuh, bisa bereaksi satu dengan yang lain bila
diradiasi dengan sinar UV. Pengeringan dan
pengerasan terjadi setelah campuran resin
dikenai sinar UV.
Setiap jenis resin mempunyai banyak sekali type dan turunanya, bahkan
kombinasi antara satu resin dengan resin yang lain juga menambah
perbendaharaan jenis resin baru. Daya tahan, kekuatan dan karakter cat secara
keseluruhan sangat dipengaruhi oleh jenis resin yang dipakai.
Pemilihan resin yang dipakai sangat dipengaruhi oleh banyak pertimbangan
diantaranya adalah sebagai berikut:
Pemakaian, jika akan digunakan dengan kuas maka sebaiknya dipakai resin yang
secara alami encer dan agak lambat keringnya. Resin yang cocok adalah alkyd
dengan kadar oil yang cukup banyak (alkyd long oil). Resin dengan kekentalan
tinggi dan cepat kering sangat tidak cocok dipakai untuk pemakain dengan kuas,
akan menimbulkan permukaan yang tidak rata setelah cat kering. Begitu juga
resin yang encer dan lambat kering sangat tidak cocok untuk pemakaian dengan
spray pada permukaan vertical.
Kekuatan, jika dibutuhkan cat dengan daya tahan tinggi terhadap sinar matahari,
maka resin yang tepat adalah Acrylic atau Polyurethane, namun jika dibutuhkan
cat dengan kekuatan tinggi terhadap kimia, gesekan, benturan, dll namun untuk
pemakian di dalam, maka resin Epoxy adalah jawabannya.
Dan pertimbangan-pertimbangan yang lain seperti ongkos/harga, substrat
(permukaan bahan yang akan di cat), lingkungan (berair, kering, korosif,…), dan
lain-lain.
(Susyanto, 2009g).
2.2.2. Pigment Dan Extender (Filler)
Pigment dan dyestuff adalah bagian dari colorant. Dyestuff bersifat larut dalam
solvent, sedang pigment tidak.
Pigment merupakan padatan halus (bubuk) yang ditambahkan ke dalam cat
dengan beberapa fungsi berikut:
Tabel 2.2. Beberapa fungsi pigment
OPTISMemberi karakter khas pada penampakan cat tersebut, seperti:
warna, derajat kilap (gloss) maupun daya tutupnya
PROTECTIVEMemberi nilai tambah pada karakter kekutan cat tersebut, seperti:
kekuatan terhadap cuaca, korosi, panas atau api, dll
REINFORCINGMeningkatkan sifat, seperti meningkatkan kekerasan, kelenturan,
daya tahan terhadap abrasi, dll
Gambar 2.1. Pigmen
Kekuatan, daya tahan dan sifat-sifat lain yang diinginkan dari cat dapat dibentuk
atau diciptakan dengan menambahkan pigment yang tepat dan konsentrasi yang
sesuai. Untuk memilih pigment yang tepat dan benar perlu dipelajari sifat-sifat
umum dari pigment itu sendiri. Sifat-sifat pigment tersebut adalah:
Warna dasar
Bentuk dan ukuran partikel
Berat jenis, density atau specific gravity
Oil absorption
Hiding power (refractive index)
Daya tahan terhadap panas dan asam basa
PH
Muatan Listrik
Bleeding
Secara umum pigment terbagi dalam dua kategori besar berikut:
Tabel 2.3. Pembagian pigment
PIGMENT Pigment yang terbentuk dari senyawa-senyawa organic (karbon)
ORGANIK
PIGMENT
ANORGANIK
Terbentuk dari mineral-mineral atau garam-garaman logam yang
terbentuk secara alami (bahan galian) ataupun dari hasil reaksi
kimia di pabrik. Pada jenis ini dikenal true pigment (atau disebut
sebagai pigment saja) dan extender atau filler.
Pigment anorganik mempunyai daya tahan solvent, kimia, daya tutup,
kemudahan terdispersi, stabilitas terhadap panas, cahaya dan cuaca yang lebih
bagus dibanding pigment organic. Namun dalam kecerahan dan tinting strength,
pigment organic umumnya lebih bagus dibanding anorganik. Extender atau filler
ditambahkan ke dalam cat dengan tujuan untuk menurunkan harga, namun dalam
hal tertentu extender ditambahkan untuk memberbaiki sifat cat. Extender
umumnya mempunyai refractive index yang kecil (atau rendah daya tutupnya)
dibanding pigment (Susyanto, 2009f).
2.2.3. Solvent
Seperti sudah dijelaskan dalam bagian sebelumnya bahwa masing-masing
komponen penyususun cat mempunyai fungsi dan peran yang berbeda-beda.
Resin membentuk film dan memberi kontribusi terhadap karakter film yang
terbentuk, sedang pigment disamping memberi warna juga berfungsi menambah
kekuatan mekanis film.
Bagaimana dengan solvent ? Sekalipun setelah pemakaian solvent akan
terbuang ke lingkungan dan tidak menjadi bagian dari lapisan cat, namun peran
solvent selama proses pembuatan, penyimpanan dan pemakaian cat,
memperlihatkan peran yang dominan dibanding komponen lainnya.
Pada saat pembuatan cat, solvent memberi kontribusi sedemikian rupa
sehingga campuran mempunyai kekentalan yang pas untuk diproses: diaduk,
dicampur, digiling dan lain-lain. Dengan penambahan solvent yang tepat dan
cukup akan menurunkan kekentalan dari resin atau campuran pada suatu titik
dimana kekentalannya memenuhi syarat untuk masing-masing proses.
Demikian halnya pada saat pemakaian cat, dengan penambahan jenis
solvent yang tepat dan dengan takaran pas, maka cat bisa dikuas, dispray atau
dilumurkan dengan mudah pada obyek yang akan dicat. Komposi solvent yang
tepat juga memberi pengaruh optimal pula pada mekanisme penguapan dari
solvent-solvent yang ada, sehingga akan membentuk film yang maksimal
karakteristiknya, baik textur permukaannya, sifat kilapnya maupun kecepatan
keringnya.
Cat merupakan sebuah system campuran yang kompleks, ada padatan
(solute) yang terlarut atau terdispersi dalam pelarut cair (solvent), ada juga cairan
(solvent active) yang terlarut dalam cairan lain (diluent). Jadi definisi solvent
adalah cairan (biasanya mudah menguap) yang berperan melarutkan atau
mendispersi komponen-komponen pembentuk film (resin, pigment dan/atau
additive) yang akan menguap terbuang ke lingkungan selama proses pengeringan.
Membicarakan solvent tidak bisa lepas dari thinner, karena keduanya
saling berkaitan satu dengan yang lain. Thinner adalah campuran beberapa solvent
yang dipakai untuk melarutkan resin di dalam cat atau mengencerkan cat selama
penggunaan. Di dalam prakteknya resin atau cat dilarutkan oleh tidak hanya satu
jenis solvent , tetapi oleh beberapa macam kategori solvent. Bagaimana dengan
cat water base, solvent dan thinner-nya adalah setali tiga uang atau sama saja,
yaitu air. Untuk cat jenis water base dimana air adalah sebagai pelarutnya, tidak
akan dibahas dibagian ini.
Solvent biasanya dibagi berdasarkan struktur kimia atau karakteristik fisikanya.
Penggolongan solvent berdasarkan struktur kimia adalah sebagai berikut:
Hidrokarbon
Sesuai namanya maka pada golongan ini terdiri dari solvent-solvent
dimana unsur hidrogen (H) dan carbon (C) menjadi struktur dasarnya. Golongan
ini terbagi lagi menjadi tiga sub golongan, yaitu: aliphatis, aromatis dan
halogenated hidrokarbon. Sedang sub golongan aliphatis dibagi lagi menjadi
aliphatis jenuh (saturated) dan tidak jenuh (unsaturated). Solvent-solvent
golongan hidrokarbon hampir seluruhnya berasal dari hasil distilasi minyak bumi
yang merupakan campuran dari beberapa sub-sub golongan (bukan senyawa
murni), sehingga titik didihnya berupa range dari minimum sampai maksimum,
bukan merupakan titik didih tunggal.
Oksigenated Solvent
Oksigenated sovent atau solvent dengan atom oksigen adalah solvent-
solvent yang struktur kimianya mengandung atom oksigen. Termasuk dalam
kategori ini adalah golongan ester, ether, ketone dan alkohol. Faktor penting
bagaimana solvent menjalankan fungsinga didalam cat adalah kemampuannya
untuk melarutkan resin, kemudian membentuk larutan yang stabil dan homogen.
Beberapa parameter dalam hubungannya terhadap daya larut solvent adalah
sebagai berikut: Solubility Parameter solvent; solvent hidrokarbon mempunyai
hubungan yang proporsional dengan harga Kauri Butanol (KB); semakin besar
harga KB-nya, semakin besar solubility parameternya atau dengan kata lain
semakin besar pula daya larut solvent tersebut. Range harga KB adalah antara 20 -
105. Untuk beberapa solvent hidrokarbonn aliphatis berkisar antara 28 – 40,
sedang untuk hidrokarbon aromatis lebih besar dari 70. Cara lain untuk
menentukan daya larut solvent-solvent hydrokarbon adalah dengan menentukan
Titik Anilin (TA); makin rendah TA, makin besar daya larut solvent tersebut.
Hidrogen Bonding Index adalah merupakan ukuran kekuatan ikatan antara atom-
atom hidrogen (relatif positif) dan atom-atom negatif seperti oksigen dalam
solvent tersebut, harganya berkisar antara – 15 sampai + 18. Solvent-solvent
hidrokarbon mempunyai harga rendah dan jenis alkohol mempunyai harga yang
tinggi, sedang lainnya berkisar di antara dua jenis solvent tersebut. Dipole
Moment adalah polaritas suatu solvent yang tergantung dengan nilai konstanta
dielektriknya. Pada umumnya makin polar suatu bahan yang dilarutkan akan
membutuhkan semakin polar pula bahan pelarutnya.
Dalam hubungannya dengan resin Nitro Cellulose (NC) ada beberapa
istilah yang berkaitan dengan solvent yang perlu dibahas, yaitu Active Solvent,
Latent Solvent dan Diluent. Active solvent adalah solvent yang secara nyata
melarutkan NC, contoh: hampir semua keton (MEK), ester (ethyl atau butyl
acetate) dan ether (aceton). Latent solvent atau juga disebut co-solvent adalah
solvent yang bila sendirian tidak bisa melarutkan NC, tetapi digunakan untuk
meningkatkan daya larut active solventnya. Peningkatan daya larut active solvent
dapat dilihat dari penurunan kekentalan larutan yang cukup besar setelah
ditambah latent solvent (dibanding dengan penambahan yang sama active solvent
atau solvent jenis lain), contoh latent solvent adalah alkohol. Sedang diluent
adalah solvent yang dipakai untuk melarutkan kedua jenis campuran solvent
tersebut (thinner), sehingga harganya diharapkan lebih murah, dibanding bila
hanya ada dua jenis solvent tersebut (Susyanto, 2009h).
2.2.4. Additive
Disamping ke tiga komponen seperti sudah dibahas dalam bab-bab
sebelumnya, yaitu: resin, pigment dan solvent, ada beberapa komponen lain yang
ditambahkan dalam jumlah sangat sedikit ke dalam cat. Komponen-komponen ini,
sekalipun ditambahkan dalam jumlah sedikit, namun memberi kontribusi yang
sangat besar terhadap sifat cat, sehingga cat dapat diproses, disimpan dan dipakai
seperti harapan kita. Penambahan additive yang ada dalam cat tidaklah serta merta
muncul begitu saja, merupakan suatu proses panjang dari beberapa percobaan atau
riset pada cat tersebut. Selama proses pembuatan, penyimpanan dan pemakaian
dinilai kualitasnya secara menyeluruh, kemudian kelemahan dan masalah yang
timbul dicoba untuk diatasi dengan variasi jenis dan takaran beberapa additive,
hingga akhirnya muncul nama jenis dan takaran additive tertentu yang pas untuk
campuran cat tersebut.
Additive ditambahkan ke dalam cat disesuaikan dengan solvent apa yang
dipakai (solvent atau water base), apa jenis resinnya, bagaimana pemakaiannya
dan bagaimana mekanisme pengeringannya. Setiap supplier additive biasanya
memberi informasi yang jelas tentang apa dan bagaimana additive harus
digunakan. Additive biasanya dibagi berdasarkan fungsinya. Berikut ini adalah
beberapa additive yang biasa dipakai dalam industri cat.
Tabel 2.3. Pembagian additive
KATEGORI NAMA KETERANGAN
MEMPERCEPAT ATAU
MEMPERMUDAH
PROSES
WETTING AGENT
Mempermudah atau
mempercepat proses
penggantian udara dan air oleh
resin pada permukaan pigment
atau extender
DISPERSING
AGENT
Mempermudah distribusi
pigment dan extender ke dalam
cairan resin
MENGURANGI
AKIBAT JELEK
SELAMA
PENYIMPANAN
ANTI SKINNING
AGENT
Mencegah proses pengulitan
pada permukaan cat (oil atau
alkyd base resin) selama
penyimpanan
THICKENING
AGENT
Mempertahankan kekentalan cat
atau melindungi cat selalu
dalam kondisi koloid
ANTI SETTLING
AGENT
Mempertahankan pigment
selalu berada pada kondisi
dispersi yang stabil dalam
campuran, sehingga tidak
mengendap.
MENGURANGI
AKIBAT JELEK
SELAMA PEMAKAIAN
ANTI SAGGING
Mencegah turunnya atau
melelehnya cat jika dipakai
pada permukaan tegak
LEVELLING
AGENT
Meningkatkan kualitas
permukaan cat, sehingga
permukaannya rata tidak
bergelombang
ANTI FLOODING
& FLOATING
Mencegah pemisahan pigment
baik secara vertikal maupun
horisontal
ANTI FOAMING
Mencegah atau menghilangkan
timbulnya busa pada permukaan
cat
MEMPERBAIKI ATAU
MERUBAH SIFAT
FILM
ANTI STATIC
AGENT
Mencegah atau mengurangi
timbulnya arus listrik static
selama pemaikaian
DRYER
Mempercepat reaksi oksidasi
dan polymerisasi dari ikatan tak
jenuh pada cat jenis alkyd atau
synthetic (mengandung drying
oil).
CATALYST
Untuk mempercepat reaksi
crosslinking antara resin amino
dan alkyd polyol (atau
turunannya), biasanya dipakai
senyawa-senyawa asam organik
maupun anorganik
PLASTICIZER
Meningkatkan fleksibilitas cat,
terutama pada cat yang
mempunyai berat molekul yang
besar, seperti NC.
ANTI FOULING
AGENT
Mencegah timbulnya atau
melekatnya tumbuhan air laut
pada dasar dinding kapal
MATTING AGENT
Menurunkan derajad kilap
lapisan cat (dari gloss ke semi
gloss atau dari semi ke dof/matt)
ANTI FUNGUS Mencegah timbulnya jamur
http://mudhzz.wordpress.com/pembuatan-cat/
http://agathapaint.com/?Industrial:Cat_Anti_Korosi_%7C_Cat_Anti_Karat
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_xi/klasifikasi-dan-
kegunaan-cat/
http://catbesi.wordpress.com/
http://cloudyaezra.blogspot.com/