K I M I A CAT

2010/2011

Definisi …. & Tujuan ….Cat adalah suatu cairan yang dipakai untuk melapisi permukaan suatu bahan.

Tujuan : memperindah (decorative), memperkuat (reinforcing) atau melindungi (protective) bahan tersebut.

Lapisan itu bernama cat ….Setelah dikenakan pada permukaan dan mengering, cat akan membentuk lapisan tipis yang melekat kuat dan padat pada permukaan tersebut.

Pelekatan cat ke permukaan dapat dilakukan dengan banyak cara: diusapkan (wiping), dilumurkan, dikuas, disemprotkan (spray), dicelupkan (dipping) atau dengan cara yang lain.

Bahan Baku Cat ….

1. Resin (Binder)2. Pigment (Filler)3. Solvent4. Additive

All About R E S I N … Resin pada dasarnya adalah polymer dimana pada temperatur ruang bentuknya cair, bersifat lengket dan kental.

Resin berfungsi merekatkan komponen-komponen yang ada dan melekatkan keseluruhan bahan pada permukaan suatu bahan (membentuk film).

Macam-macam Resin …Jenis Resin ada 2 macamConvertible : resin yang belum terpolimerisasi atau terpolimerisasi sebagian dan akan mengalami reaksi polimerisasi membentuk film padatan setelah diaplikasikan pada substrat.Nonconvertible : resin yang sudah mengalami polimerisasi, resin didispersikan atau dilarutkan dalam media (solven) yang akan menguap setelah cat diaplikasikan dan meninggalkan film yang melekat pada benda yang dicat

Resin berdasarkan pembentukan

lapisan film

PENGUAPAN SOLVENT REAKSI DENGAN UDARA REAKSI POLYMERISASI

PENGUAPAN SOLVENT 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

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.

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.

Resin berdasarkan pembentukan sifat

film

THERMOPLASTICFilm yang terbentuk dapat dikembalikan ke sifat semula dengan melarutkan ke dalam solvent

THERMOSETTINGFilm tidak bisa dikembalikan ke komponen asal, karena sudah membentuk ikatan tiga demensi yang kokoh dan kuat

All About Pigmen… Pigmen adalah partikel pada yang terdispersi dalam cat untuk memberikan sejumlah sifat tertentu pada cat, di antaranya warna, daya tutup, daya tahan (durability), kekuatan mekanis, dan perlindungan akan korosi pada subtract logam yang dilapisi.

Macam PIGMENT … ORGANIKPigment yang terbentuk dari senyawa-senyawa organic (karbon)

mis:Fast Red 2R - Pigment Red 21, Lithol Rubine BK (Carmine 6B) - Pigment Red 57:1 (15850:1), Phthalocyanine Blue dsb

ANORGANIKTerbentuk 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.mis: true pigmen (mis:middle chrome-pigment yellow 34), extender (mis: kaolin clay), metallik (mis: bronze powder)

Macam PIGMENT …

All About Solvent… 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. 

Dengan penambahan jenis solvent yang tepat dan dengan takaran pas, maka cat bisa dikuas, dispray atau dilumurkan dengan mudah pada obyek yang akan dicat.

Komposisi 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.

All About Aditif…Fungsi PigmenMEMPERCEPAT ATAU MEMPERMUDAH PROSES : wetting agent, dispersing agent

MENGURANGI AKIBAT JELEK SELAMA PENYIMPANAN : anti skinning agent, thickening agent, anti settling agent

MENGURANGI AKIBAT JELEK SELAMA PEMAKAIAN : anti sagging, levelling agent, anti flooding & floating, anti foaming

MEMPERBAIKI ATAU MERUBAH  SIFAT FILM : anti static agent, dryer, katalis, plasticizer, anti fouling agent, matting agent, anti fungus

Proses Pembuatan Cat ….Persiapa

n

Produksi

Tanpa Pigment, Extender, Filler

Dengan Pigment, Extender, Filler

Penyelesaian

Proses Pembuatan Cat ….Proses pembuatan cat pada dasarnya adalah mendispersikan pigmen ke dalam vehicle (resin dan solven). Untuk mendispersikan pigmen diperlukan beberapa tahapan dan pencampuran berbagai macam material (resin, solven, pigmen, dan aditif)

Penjelasan Proses....(1) Premixing adalah proses pencampuran awal dari resin,

solven, pigmen, dan aditif (biasanya wetting agent) sebelum campuran (biasan disebut mill base) masuk ke dalam mesin grinding.

Grinding adalah proses dispersi pigmen dan penggilingan atau pengurangan ukuran (size reduction) dari pigmen. Pigmen yang berukuran besar dihaluskan dalam mesin grinding hingga ukurannya sesuai dengan ukuran yang diinginkan. Ukuran partikel pigmen yang biasa diinginkan adalah ≤ 10 μm.

Wash Down Process adalah proses pengeluaran pasta hasil grinding dari mesin grinding dengan cara menambahkan resin dan solven ke dalam mesin grinding untuk mengambil pasta yang tersisa. Penambahan resin juga bertujuan untuk menstabilkan pasta hasil grinding agar tidak terjadi penggumpalan dari pigmen yang sudah dihaluskan.

Penjelasan Proses....(2) Color Matching adalah proses penyesuaian warna agar

warna dari cat bisa sesuai dengan standard warna yang diinginkan. Pada proses ini dilakukan penambahan cat warna dasar (tint color) hingga didapatkan warna yang diinginkan.

Viscosity Adjustment adalah penyesuaian kekentalan cat agar sesuai dengan spesifikasi kekentalan yang diinginkan. Pada proses ini dilakukan penambahan solven hingga viskositas yang diinginkan tercapai.

Filtrasi dan Pengemasan. Pada tahapan ini cat disaring pada ukuran tertentu untuk menghilangkan partikel-partikel yang memiliki ukuran yang besar. Setelah melalui proses filtrasi cat dikemas dalam kemasan. Ukuran kemasan bisa dari yang berukuran kecil (seperti 100 cc, 300 cc, atau 1 ltr), ukuran sedang (seperti 5 ltr, 2 ltr, atau 20 ltr) atau ukuran besar (seperti drum atau bulk tank).

Kontrol Kualitas Cat …. Bahan Baku

1. Resin --- penampilan, kekentalan, berat jenis, kadar padatan, bilangan asam.2. Pigment --- penampilan, oil absorption.3. Solvent --- penampilan, resistivity, jenis & komposisi komponen4. Additive

Bahan Setengah Jadikestabilan, kehalusan, kadar padatan, warna

Produk (Cat)1. Tanpa pigment --- penampilan cat, kekentalan, berat jenis, waktu kering, kadar padatan, resistivity, penampilan film, daya kilap film, daya lekat film, sifat mekanis film.2. Dengan pigment --- penampilan warna, kehalusan, daya tutup