PELAPISAN PERMUKAAN PAPAN ASBES DENGAN TEKNIK RADIASI

Gatot Trimulyadi·, Sugiarto Danu·, Anik Sunarni·, dan Darsono·

ABSTRAK

PELAPISAN PERMUKAAN PAPAN ASBES DENGAN TEKNIK RADIASI. Percobaanpelapisan permukaan papan asbes dengan teknik radiasi tclah dilakukan dcngan menggunakan duamacam lapis an dasar, yaitu poliester akrilat (PE-55) dan poliester tak jenuh (KC-288) yang diiradiasidengan sinar UV. Sebagai lapisan atas digunakan campuran resin epoksi akrilat (EA-8t) dan monomertripropilen glikoldiakrilat (TPGDA). Resin tersebut ditambah bahan pigmen putih titan oksida ataukombinasi titan oksida dan seng oksida atau zat warna komersial. Iradiasi dilakukan dengan mengguna­kan mesin berkss elektron dengan dosis 50 kGy dan kuat arus 20 mA. Hasil yang diperoleh menunjuk­kan bahwa formulasi lapisan atas yang terbaik ialah formulasi dengan komposisi EA-8t 35%, TPGDA15%, TiO 25%, dan ZnO 25%. Diperoleh pula bahwa lapisan dasar yang menggunakan PE-55 memi­liki daya (ekat lebih baik dibandingkan KC-288. Ketahanan terhadap cuaca lebih baik pada pelapisanpermukaan dengan teknik radiasi juka dibandingkan dengan mcnggunakan cat emulsi. Selain itu, guguspennukaan asbes pada pennukaan lapisan yang diproses dengan teknik radiasi tidak terdeteksi.

ABSTRACT

SURFACE COATING BY RADIATION CURING ON ASBESTOS. The experiment ofsurface coating by UV - radiation curing on asbestos has been carried out using two types of base coat,namely poyester acrylate (PE-55) and unsaturated polyester - styrene (KC-288). For top coat, a mixtureof resin epoksi acrylate (EA-8\) and tripropylene glycoldiacrylate (TPGDA) monomer were used. Theresins were added with white pigment titan oxide or the combination of titan oxide and zinc oxide orcommercial white pigment. The irradiation dose of electron beam used was 50 kGy, at electric current20 mA. The results showed that the best top coat was the formulation with compositions of EA-8t35%, TPGDA 15%, TiO 25%. and ZnO 25%. The use ofPE-55 as base coat gave better adhesionthan KC-288. It was also ihown that weather resistance of coating prepared by radiation is better thanthat prcpared by emulsion paint. Surface asbestos group on the surface using radiation technique cannot be dctected.

PENDAHULUAN

Ashes semen dapat dibuat menjadi herbagai jenis bahan bangunan, misalnyaashes bergelombang untuk atap, panel asbes untuk dinding, dan asbes datar untukplafon. Banyak hal yang mempengaruhi mutu produk asbes, diantaranya pengerjaanyang kurang sempurna dapat mempengaruhi kepadatannya sehingga kestabilan dayaikat antara unsur-unsurnya, yaitu antara serat dan semen kurang baik (1). Disamping itu, dari kegiatan sehari-hari terl ihat bahwa asbes semen setelah dipakaiselama 5 minggu sampai 7 bulan memperlihatkan adanya tanda-tanda keretakan ataugoresan yang makin lama makin banyak (1).

* Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, BATAN

209

Oleh karena itu, sebagai langkah pertama asbes datar untuk plafon perlu

JllapL! permukaannya un!ul men!ngla!lan lelua!an ns!lnya Jan lerl!nJung Jar!pengaruh luar, serta menambah keindahannya. Pada umumnya untuk melapisipermukaan asbes digunakan cat emulsi. Akan tetapi untuk plafon cat emulsi kurangmampu melindungi asbes, karena cat emulsi merupakan dispersi dalam media air

yang mengandung bahan tambahan yang larut, sehingga tidak tahan air dan sinarmatahari akibatnya finishinl: cepat pudar, pecah, dan mengelupas.

Pemakaian teknik radiasi dengan berkas elektron untuk pelapisan permu­kaan, mempunyai beberapa keunggulan terutama dalamhal kecepatan produksi (2,3, 4), dan pelapisan yang dihasilkan memiliki daya rekat yang baik untuk bahanporous (5), karena bahan pelapis sebelum diiradiasi dapat menembus substrat, se­hingga ikatannya lebih baik. Hal ini memungkinkan berkembangnya penggunaanteknik radiasi untuk pelapisan permukaan asbes.

Penelitian ini bertujuan untuk mencari formulasi bahan pelapis yang terbaikpada proses pelapisan permukaan asbes untuk plafon dengan teknik radiasi, agardiperoleh sifat fisik yang lebih baik, dan dari segi keindahan lebih menarik.

BAHAN DAN METODE

Bahan. Bahan pra-polimer yang digunakan dalam penelitian adalah poliesterakrilat produksi BASF dengan nama dagang Laromer PE-55 dan EA-81, sertamonomer tripropilenglikol-diakrilat (TPGDA), dan poliester stiren KC-288 pro­duksi PT Pardic Jaya, Tangerang. Bahan pigmen putih yang dipergunakan ialah titanoksida, seng oksida, dan zat warna putih komersial produksi PT Juctus, Jakarta.Bahan asbes yang digunakan adalah asbes datar yang diperoleh dari pasar produksidalam negeri.

Peralatan. Sumber radiasi yang digunakan ialah mesin berkas elektron 300keY, 50 mA, dan sebuah lampu UV tunggal dengan daya 10,4 kW, dan dilengkapiseperangkat mesin pelapis tipe rol.

Pengerjaan. Asbes datar dilapisi lapisan dasar dengan menggunakan mU.

coater. Ada dua komposisi lapisan dasar, yaitu pertama PE-55 (70%) denganTPGDA (30%) ditambah fotoinisiator Darocur 1173 sebanyak 3 phr, dan keduapoliester KC-288 ditambah Darocur 1173 sebanyak 5 phr. Proses Curing menggu­nakan lampu UV dengan kecepatan konveyor 3 m/menit. Untuk komposisi pertamadilewatkan dua kali, dan untuk komposisi kedua dilewatkan tiga kali.

Lapisan atas dibuat dari Laromer EA-81 dan TPGDA dengan variasi bahan

pigmen TiOz dan ZnO, dan zat warn a komersial yang terdapat di pasaran. Iradiasidilakukan dengan berkas elektron dengan variasi dosis 30, 50,dan 70 kGy.

Pengujian. Pengujian hasil pelapisan meliputi hal-hal sebagai berikut : (1)Penampilan secara visual meliputi kemampuan menutupi permukaan dan kerataan;(2) Kekerasan dengan pensH standar menurut ASTM-3363-74; (3) Daya rekat

210

dengan tape adhesion test menurut ASTM-2571-71; (4) Pengujian terhadap cuacadengan mempergunakan alat weather-o-meter. Alat ini dioperasikan dengan setiap 2jam penyinaran dilakukan penyemprotan air selama 18 menit. Pengamatan dilakukansecara visual; dan (5) Gugus permukaan. Banyaknya gugus permukaan yang terjadisetelah asbes terpengaruh cuaca pada alat weather-o-meter selama 48 jam ditentukandengan cara gravimetri. Asbes semen ukuran tertentu (p x I) dibersihkan, lalu di­keringkan pada suhu 110° hingga berat tetap. Kemudian ditimbang beratnya (Agram) selanjutnya diuji ketahanan terhadap cuaca dengan alat weather-o-meterselama 48 jam, lalu diambil dan dikeringkan dalam oven 110° hingga berat tetap (Bgram).

Gugus permukaan =p x 1A B

gram/cm2

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengaruh Fonnulasi Lapisan Pada Sifat Fisis Produk. Pada proses pela­pisan permukaan, lapisan dasar sangat mempengaruhi hasil pelapisan, antara lainpenampilan, daya rekat, dan kekerasan. Pada penelitian ini digunakan dua macamlapisan dasar, yaitu poliester akrilat Laromer PE-55, dan poliester tak jenuh KC­288, serta tanpa lapisan dasar. Beberapa formulasi lapisan atas yang digunakantercantum pada Tabel 1.

Hasil pelapisan dengan berbagai variasi lapisan atas dan lapisan dasardengan dosis iradiasi 50 kGy dapat dilihat pada Tabel 2. Pada tabel ini diperolehindikasi bahwa penampilan terbaik dihasilkan oleh formulasi lapisan atas no. 5

dengan komposisi Laromer EA-81 35%, TPGDA 15%, Ti02 25%, dan ZnO 25%,dengan menggunakan lapisan dasar PE-55 atau KC-288. Daya rekat ternyata lebihbaik bila menggunakan lapisan dasar PE-55 dibandingkan KC-288.

Untuk pelapisan asbes, komposisi lapisan atas dengan bahan pigmen 50%

menunjukkan hasil penampilan yang optimal dengan urutan kombinasi Ti02 danZnO (1 : 1) lebih baik daripada hanya Ti02 atau zat warna putih komersial yangdiperoleh di pasaran.

Bahan pengisi pigmen putih yang sudah jadi yang diperoleh dari pasaranmenunjukkan penampilan hasil pelapisan yang kurang baik. Hal ini disebabkanbahan pelarut pigmen tidak sesuai untuk bahan pelapis radiasi.

Pelapisan asbes tanpa lapisan dasar umumnya menunjukkan penampilanyang kurang baik. Keadaan ini disebabkan karena permukaan asbes porous, sehinggalapisan atas sebagian terserap, dan menyebabkan lapisan tidak rata.

Ketahanan Basil Pelapisan Terhadap Cuaca. Pengujian ketahanan hasilpelapisan terhadap cuaca dilakukan dengan alat weather-o-meter selama 96 jam.Pengamatan hasil pengujian secara visual yang meliputi perubahan warna, kere­

takan, dan pengelupasan hasil pelapisan.

211

Pada Tabel 3 dapat dilihat ketahanan hasil pelapisan dengan berbagai formu­

lasi lapisan atas dengan lapisan dasar PE-55, poliester tak jenuh KC-288, dan tanpa

lapisan dasar. Pada tabel tersebut dapat dilihat bahwa tanpa lapisan dasar, daya rekathasil pelapisan lebih baik, namun penampilan kurang baik (Tabel 2). Pelapisandengan lapisan dasar PE-55 atau KC-288 menghasilkan hasil yang sarna, yaitu mulaiterjadi keretakan setelah pengujian selama 72 jam untuk formulasi no. 1, 2, dan 5,dan setelah 48 jam untuk formulasi no. 3, 4, dan 5. Rendahnya ketahanan terhadapcuaca pada hasil pelapisan dengan lapisan dasar karena setelah pembentukan lapisandasar tidak dilakukan pengamplasan untuk menghindari debu asbes yang terjadi.Akibatnya ikatan fisik an tara lapisan dasar dan lapisan atas menjadi rendah. Padapercobaan ini diuji juga asbes datar yang dilapisi dengan cat emulsi. Hasil yangdiperoleh menunjukkan bahwa setelah pengujian selama 24 jam cat emulsi mulairetak.

Pembentukan Gugus Pennukaan. Banyaknya gugus permukaan yang terja­di setelah asbes semen diuji dengan cuaca pada alat weather-o-meter selama 48 jamditunjukkan pada Tabel 4. Terlihat bahwa pada hasil pelapisan dengan teknik radiasitidak terjadi gugus permukaan, sedangkan pada papan asbes yang tanpa pelapisan,banyaknya gugus permukaan yang terjadi 0,0018 g/cm2.

KESIMPULAN

Pada proses pelapisan asbes dengan teknik radiasi, formulasi lapisan atas

yang terbaik ialah dengan komposisi EA-81 = 35 %, TPGDA = 15%, Ti02 =25%, dan ZnO = 25%, dengan dosis iradiasi dengan berkas elektron 50 kGy. Hasilpelapisan dengan menggunakan PE-55 sebagai lapisan dasar yang diiradiasi dengansinar UV menunjukkan daya rekat yang lebih baik dibandingkan KC-288. Ketahananterhadap cuaca hasil pelapisan dengan teknik radiasi lebih baik daripada pelapisandengan cat emulsi, dan bebas gugus permukaan asbes selama lapisannya belumrusak.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Saudara Bifter Sinaga, Jumsah,dan Sungkono, atas bantuan yang diberikan sehingga penelitian ini dapat terlaksanadengan baik.

DAFfAR PUSTAKA

1. ANONIM, Laporan ketahanan lembaran asbes semen terhadap cuaca, Departe­men Perindustrian, Balai Penelitian dan Pengembangan Industri (1985).

212

2. HOLMAN, R., and OLDRING, P., UV & EB Curing formulation for inks coat­ing & paints, SITA-Technology 203, Gardiser House, England (1988).

3. SENICH, G.A., and FLORIN, R.E., Radiation curing of coatings, Rev. Macro­mol. Chern. Phys. C 242 (1984) 283.

4. UNDP/IAEA, "Radiation curing of surface coating of wood product", UNDPRegional Industrial Training Demonstration, Jakarta (1986).

5. TRIMULYADI, G., SUNDARDI, F., dan DARSONO, "Pelapisan papan parti­kel secara radiasi dengan bahan pelapis pra-polimer Laromer", Proses Radiasidalam Industri, Sterilisasi Radiasl, dan Aplikasi Teknik Nuklir dalam Hidrologi(Ris. Pertemuan IImiah Jakarta, 1988), PAIR-BATAN, Jakarta (1988) 179.

213

IV

~

Tabel 1. Beberapa formulasi lapisan atas yang digunakan pad aproses pelapisan asbes

No. Formulasi

Komposisi123456

EA-81

(%)494949353535TPGDA

(% )212121151515

Ti02

(%)3015-5025ZnO

(% )-15--25

Pigment(%)--30--50

komersial

Tabel 2.pengaruh berbagaiformulasilapisan atas danlapisandasar pada sifat fisik hasil pelapisan yang diiradiasi50 kGy

No.

Formu- LapisanPenampilanKekerasanDaya rekatlasi lap.

dasar (%)

atas1

PE-55 K2H90KC-288

K2H80tidak ada

KSH80

2

PE-55 KH80KC-288

KH70tidak ada

KSH80

3

PE-55 KSH50KC-288

KSHtidak ada

KSHB80

4

PE-55 C2H80KC-288

C2H80tidak ada

KH80

5

PE-55 B2H90KC-288

B2H80tidak ada

KH80

6

PE-55 KH40KC-288

KH40tidak ada

KSH80

Keterangan :

Hasil rata-rata dari 3 kali ulangan percobaanB

= baikC

= cukupN K= kurang- VI KS = kurang sekali

t-J-'" Tabel3. Hasil uji pengaruh cuaca pad a hasil pelapisan dengan'berbagai formulasi lapisan atas dan lapisan dasar

No.

Formu- Lapisan Lama pengujian(jam)lasi

lap. dasaratas

24487296

1PE-55 --++

KC-288--++

tidak ada--++

2

PE-55 --++KC-288

--++tidak ada

---+3

PE-55 -+++++KC-288

-+++++tidak ada

-++++

4

PE-55 -+++++KC-288

-+++++tidak ada

--+++5

PE-55 --+++KC-288

--+++tidak ada

--++6

PE-55 -++++++KC-288

-++++++tidak ada

-+++++

Cat emulsi

++++++komersial

Keterangan

:Hasil dari 3 kali ulangan percobaantidak terjadi perubahan pad a permukaan+

= terjadi keretakan pada permukaan++ = lapisan mengelupas

Tabel 4. pengaruh pelapisan permukaan pada jumlah gugus permu­kaan yang terukur setelah 48 Jam pengujian dengan alatweather-a-meter

Proses

Tanpa pelapisan

Lapisan dasar PE-55Lapisan atas formulasi no.5

Lapisan dasar KC-288Lapisan atas formulasi no.5

Banyaknya gugu2 permukaan(gjcm )

0,0018

a

a

N--.1

Keterangan : Hasil rata-rata dari 3 kali ulangan percobaan