Cat Pelapis Logam: Upaya Pencegahan Korosi pada Logam

Sobat Logam Ceper, tahu gak sih bahwa penggunaan cat pada produk coran tidak serta merta hanya untuk estetika saja, tapi ada fungsi lain. Hal tersebut akan dibahas pada artikel ini yaitu cat pelapis logam sebagai upaya pencegahan korosi pada logam.

Pelapisan logam menggunakan cat bertujuan untuk pencegahan terhadap terjadinya korosi, disamping sebagai dekoratif yang cerah dan menawan. Proses pelapisan dengan cat dapat dilakukan dengan dikuas, disemprot dan dicelup. Pada bodi mobil saat ini secara umum dilakukan proses pengecatan celup, disamping hasilnya lebih rata dan lebih mudah untuk pengecatan bagian dalamnya.

Pendahuluan

Cat terdiri dari dari suspensi yang sangat halus dari pigmen padat yang tetap bercampur dengan media cair yang dapat membentuk lapisan yang tidak tembus air dan udara. Cat akan mengering dan membuat suatu lapisan yang padat, dengan sifat pelindung yang baik serta mempunyai daya kilap atau pancaran yang bagus. Proses pengeringan cat minyak (oil velricle) melalui oksidasi atau polimerisasi, sedangkan cat air (celelusi) akan mengering karena pelarutnya menguap (airnya menguap).

Cat minyak pembuatannya tidak saja mencampur pigment (zat warna) dengan minyak tapi ditambah beberapa zat untuk mempermudah pengeringan dan mengatur agar kekentalan dan agar zat warna tidak mengendap (kecepatan pengendapannya ditahan). Proses pembuatan cat berbeda tergantung dari jenis zat warna yang digunakan.

Bahan pembuat cat pelapis logam

Bagian utama pembuatan cat minyak adalah;

1. Minyak Pengering

2. Bahan pengering (driers)

3. Zat pewarna (pigmen)

4. Filler dan extender

5. Thinner (pelarut)

Minyak Pengering adalah minyak yang digunakan dalam pembuatan cat yang berfungsi untuk pengering zat warna. Secara umum digunakan minyak dari tumbuhan seperti minyak biji kapas, minyak kedelai dan lain sebagainya. Dengan menyerap oksigen dari udara, minyak bersama pigment akan berubah menjadi bahan pelapis yang keras dan transparan.

Bahan pengering adalah zat yang ditambahkan untuk mempercepat proses pengeringan. Biasanya terdiri dari persenyawaan timah hitam (Pb), mangan (Mn), dan Kobalt (Co). Fungsinya sebagai katalisator untuk menyerap oksigen dan mempercepat polimerisasi dari minyak.

Perolehan zat pewarna dengan mineral alam

Zat pewarna (pigment) diperoleh dari bahan padat yang dihancurkan sampai halus seperti serbuk, sehingga diperoleh intinya. Zat pewarna ini umumnya dari mineral alam, misalnya:

• Warna putih dari timah hitam (Pb) seperti PbCO, Pb(OH), yang disebut white lead. ZnO (mengeringnya lambat), BnSO, atau campuran Znc sulfida dan barium sulfat, Ti
• Untuk warna merah dari ferri oksida, CaSO, dan cuprum oksida merah. Untuk warna kuning umumnya persenyawaan Cromat (CrO) seperti PbCrO (Pb Cromat) atau Pb Carbonat
• Warna hijau dapat digunakan Cr,O, atau persenyawaan tembaga (Cu)
• Untuk warna biru dapat menggunakan Fe, (Fe(CN)
• Untuk warna hitam dapat menggunakan Carbon, MnO

Filler dan extender adalah zat padat yang sangat halus yang hampir tidak mempunyai warna (tidak mempunyai sifat pewarna). Sangat diperlukan untuk mencegah pengendapan zat pewarna. Bahan filler dan extender ini dapat diperoleh dari alam atau buatan, misalnya barium sulfat, barium carbonat, kalsium sulfat, caulin. Umumnya persentase yang digunakan 10-20%.

Thinner (pelarut) berfungsi untuk mengurangi viskositas dari cat, melalui penambahan Thinner akan diperoleh kekentalan dengan konsistensi yang tetap. Biasanya dipakai terpentin yaitu hasil distilasi dari pohon tertentu yang dihancurkan kemudian disuling sehingga diperoleh CH (terpentin), ada juga yang dari minyak spirit yaitu Hidro Carbon Parafin.

Dunia industri lebih tertarik menggunakan pelapis cat pada hasil produksinya. Karena cat disamping prosesnya lebih mudah juga warna yang dapat dipilih sangat beragam, sehingga bisa memenuhi keinginan para konsumennya.

Dalam pengecatan kapal laut dibuat cat yang tahan terhadap korosi air laut. Untuk pengecatan pesawat terbang digunakan cat yang tahan terhadap gesekan dari tekanan udara. Untuk pesawat luar angkasa digunakan cat yang dicampur keramik cair agar lebih tahan terhadap panas dan tekanan udara yang sangat tinggi, proses pengecatannya dengan sistem semprot pada temperatur yang relatif tinggi keseluruh bagian luar pesawat angkasa luar tersebut.

Karakteristik cat pelapis logam

Lapisan cat kering yang tebalnya sekitar 0,1 mm diharapkan mempunyai umur panjang dan akan membatasi masuknya udara, butiran air dan ion agresif ke permukaan logam. Meskipun banyak lapisan cat yang tidak dapat ditembus ion seperti klorida, sulfat dan karbonat, namun belum ada lapisan cat yang sepenuhnya mampu menghalangi oksigen atau air. Bila tiba saatnya, oksigen atau air akan berhasil mencapai permukaan logam, dan dengan demikian lapisan cat tidak mampu menghalangi reaksi katoda.

Cat yang kontak dengan udara menggantungkan pengendalian korosinya pada pigmen. Cat seperti ini harus mampu menyesuaikan diri dengan kodisi lingkungan sangat beragam dan berubah dengan cepat. Lapisan cat bukan saja akan mengalami tegangan akibat temperatur permukaan yan berubah, tetapi juga oleh pemuaian termal pada logam yang dilindungi. Perubahan kelembaban relatif akan mendatangkan siklus basah-kering yang dapat menyebabkan cat melepuh atau retak. Radiasi ultra ungu akan menurunkan mutu permukaan cat. Ion agresif di udara yang terpolusi mungkin langsung menyerang cat atau mengurangi pH air hujan yang jatuh ke permukaan dicat. Ini dapat menyebabkan terjadinya perubahan kimia pada pigmen atau bahan pengikat yang berakibat terurainya lapisan cat. Ketika cat semakin tua, oksidasi yang kontinu terhadap bahan pengikat dan hilangnya lapisan mengkilap akan menambah permeabilitas cat dan cat muda tererosi, akibatnya pigmen semakin banyak yang hilang.

Sistem cat yang digunakan di dalam air mungkin mempunyai lapisan primer berpigmen, misalnya seng anorganik, mungkin juga tidak, tetapi lapisan paling atas bergantung pada absorpsi air dan koefisien transmisi yang sangat rendah untuk menahan masuknya elektrolit ke permukaan logam. Ikatan antara lapisan cat dan logam yang dilindungi harus kuat dan meliputi seluruh permukaan untuk mencegah kerusakan akibat osmosis. Oleh sebab itu, agar cat dapat membasahi seluruh permukaan ketika diulaskan, permukaan logam harus dibuat halus.

Aturan ketebalan lapisan cat

Ketebalan lapisan cat kering harus merata di seluruh permukaan logam, termasuk pada pinggiran dan pojok, baut, ulir terbuka, pada paku keling, dan sambungan. Bagaimanapun, tegangan permukaan selalu cenderung mengurangi tebal cat pada sudut yang tajam, seperti tampak dalam Gambar dibawah ini. Usahakan pinggiran harus dibundarkan agar ketebalan cat di situ sama dengan di bagian lain. Kegagalan pada bagian mana pun pada lapisan cat akan menyebabkan terpusatnya korosi di situ dan merangsang perusakan lebih lanjut karena korosi aerasi-diferensial akan terus berkembang tepat dibawah lapisan. Jika luka kecil akibat benturan kerikil pada cat di badan kendaraan diabaikan, bukan hanya pada titik itu karat akan berkembang melainkan juga disekitarnya. Akibatnya cat di sekitar itu melepuh, terkelupas serta menyingkapkan karat yang terjadi di antara lapisan cat dan logam.

Selain itu juga, cuaca dan kondisi yang sulit diduga sering dialami ketika pengecatan dilaksanakan. Mempersyaratkan agar cat mudah sekali digunakan melalui berbagai cara seperti pengulasan, rolling, penyemprotan, dan pencelupan.

Cat harus mengering cepat sekali agar memudahkan pemberian lapisan berikutnya, agar hujan dan debu tidak sempat mengotori permukaan pada saat pengecatan ulang, agar kerugian akibat masa istirahat sekecil mungkin.

Cat harus mudah diperhalus atau diperbaiki, tahan terhadap serangan jamur dan bakteri, serta mampu mempertahankan keindahannya dalam waktu yang cukup lama. Inilah sebabnya mengapa cat dipakaikan lebih dari selapis. Secara umum, semakin tebal semakin kuat perlindungan yang diberikan. Lubang sangat kecil (holidays) pada cat bisa sangat berbahaya akibat kenyataan bahwa katoda dapat menyebabkan laju korosi tinggi pada anoda kecil. Kadang kala dalam sistem yang mengandung gandengan dwilogam, hanya anoda yang dicat. Karena menurut perkiraan hanya anoda yang akan berkarat. Bagaimanapun juga laju korosi pada lubang yang sangat kecil akan berakibat pada perpaduan antara efek luas dan efek dwilogam.

Kesimpulan

Cat pelapis logam bertujuan untuk pencegahan terhadap terjadinya korosi, disamping sebagai dekoratif yang cerah dan juga menawan. Terdapat beberapa bahan untuk pembuatan cat pelapis logam, diantaranya: minyak pengering, bahan pengering (driers), zat pewarna (pigmen), filler dan extender, thinner (pelarut).

Referensi:

Irwandy.2013.Ilmu-Logam.Bogor:IPB-Press

Penulis:

Alfina Indah Rahmawati