Kimia Industri Cat Tembok

Oleh : Dhico Imtinan Setyowati
               Cat adalah produk yang digunakan untuk melindungi dan memberikan warna pada suatu objek atau permukaan dengan melapisinya dengan lapisan berpigmen. Cat dapat digunakan pada hampir semua jenis objek, antara lain untuk menghasilkan karya seni (oleh pelukis untuk membuat lukisan), salutan industri (industrial coating), bantuan pengemudi (marka jalan), atau pengawet (untuk mencegah korosi atau kerusakan oleh air). Secara umum cat tersusun dari 5 bahan dasar, yakni:

·         Binder (resin, sebagai pelekat/lem)

Resin atau binder merupakan komponen utama dan yang paling penting dalam cat. Resin berfungsi merekatkan komponen-komponen yang ada dan melekatkan keseluruhan bahan pada permukaan suatu bahan (membentuk film).

Ada banyak jenis resin, seperti: Natural Oil, Alkyd, Nitro Cellulose, Polyester, Melamine, Acrylic, Epoxy, Polyurethane, Silicone, Fluorocarbon, Venyl, Cellolosic, dan lain-lain.

·         Pigment (pewarna) 

Pigment dan dyestuff adalah bagian dari colorant(pewarna). Dyestuff bersifat larut dalam solvent, sedang pigment tidak. Pigment merupakan padatan halus (bubuk) yang ditambahkan ke dalam cat.

Secara umum pigment dibagi menjadi dua kategori besar, yakni pigment organik dan pigment anorganik. Pigment organik adalah pigment yang terbentuk dari senyawa-senyawa organic (karbon), seperti Fast Red 2R - Pigment Red 21, Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Green G - Pigment Green 7(74260) dan lain-lain. Sedangkan contoh pigment anorganik adalah Zinc Oxide, Zinc Chromate, dan lain-lain.

·         Solvent ( Pelarut )

Solvent memberi kontribusi sedemikian rupa sehingga campuran mempunyai kekentalan yang pas untuk diproses: diaduk, dicampur, digiling dan lain-lain. Solvent biasanya dibagi berdasarkan struktur kimia atau karakteristik fisikanya. Penggolongan solvent berdasarkan struktur kimia adalah sebagai berikut:

·         Hidrokarbon

Dimana unsur hidrogen (H) dan carbon (C) menjadi struktur dasarnya. Solvent-solvent golongan hidrokarbon hampir seluruhnya berasal dari hasil distilasi minyak bumi

·         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.

·         Filler/Extender (bahan pengisi)

Extender atau filler ditambahkan ke dalam cat dengan tujuan untuk menurunkan harga, namun dalam hal tertentu extender ditambahkan untuk memberbaiki sifat cat. Contoh dari filler/extender adalah Calcium Carbonat, Kaolin Clay, dan Talc Powder.

·         Additive (bahan tambahan)

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

Proses pembuatan cat mempunyai tahapan yaitu:

1. Proses penimbangan dan pencampuran (Weighing and Mixing)

2. Proses penghalusan (Grinding)

3. Proses penambahan (Make up)

4. Proses pengecekan dan pengaturan kualitas (Quality Control)

5. Proses pengisian ke dalam kemasan (Filling) 

1.      Penimbangan dan Pencampuran (Weighing and Mixing).

Proses pembuatan cat dimulai dari pembuatan formula. Di dalam formula itu terdapat persentase perbandingan antara pigmen, binder, aditif dan thinner. Pada proses penimbangan semua material yang ingin dipakai ditimbang terlebih dahulu dengan ketelitian yang tinggi. Pigmen dan sebagian binder dituang ke dalam suatu tempat pengaduk (mixing pot) sambil diaduk dengan kecepatan tinggi (High Speed Dispersion). Bila dirasa masih terlalu kental, sebagian thinner dapat ditambahkan. Tujuan pengadukan dengan kecepatan tinggi adalah untuk proses pencampuran yang merata. Untuk produk yang tidak memerlukan ukuran partikel akhir yang sangat halus seperti cat tembok, proses ini juga berlaku sebagai proses penghalusan (Grinding). Besar partikel yang didapatkan dari proses ini adalah sekitar 300 mikron.

2.      Penghalusan (Grinding)

Proses penghalusan ini mempunyai tujuan sebagai berikut:

a.       Untuk mendapatkan ukuran partikel yang cukup halus, sehingga dalam proses aplikasi didapatkan hasil permukaan yang halus.

b.      Untuk mendapatkan kestabilan pengendapan, sehingga mudah untuk mendapatkan warna yang homogen. 

c.       Untuk memudahkan reaksi-reaksi dari binder dan aditif agar didapatkan sifat yang baik (daya tutup, tingkat kilap, dsb).

Dalam proses ini, sebagian bahan yang telah melewati tahap mixing dimasukkan ke dalam mesin grinding yang memuat bola-bola besi atau keramik dengan ukuran tertentu yang diputar dengan kecepatan tinggi sehingga seluruh bahan akan tergiling dengan tingkat kehalusan tertentu. Dengan ukuran partikel yang hampir seragam, ikatan antar partikel akan jauh lebih mudah terjadi.

3.      Proses Penambahan (Make-up).

Setelah seluruh partikel padatan mencapai ukuran tertentu, bahan tersebut dikeluarkan dari mesin dan dimasukkan ke dalam suatu tempat yang lebih besar untuk ditambahkan bahan pengikat dan bahan tambahan lain. Pada proses ini juga dilakukan proses penyesuaian warna (color matching).

4.      Proses Quality Control

Bila seluruh bahan sudah dimasukkan dan warna yang diinginkan juga sudah sesuai, dilakukan pengecekan akhir pada proses ini. Karakteristik dan sifat yang diharapkan dari produk tersebut diuji sampai dinyatakan layak untuk dijual.

Untuk pengecekan jangka panjang dilakukan proses weathering test yang meliputi ketahanan warna setelah disinari oleh cahaya UV dalam jangka waktu tertentu. Juga dapat dilakukan (untuk substrat logam) tes daya lekat dengan menggunakan salt spay test.

5.      Proses Pengisian dan Pengepakan

Pada proses ini produk disiapkan untuk dikirim kepada pelanggan.

Kendala-kendala yang terjadi pada proses pembuatan cat:

1.    Pigmen dan binder

Penggunaan binder dan pigmen yang tidak sesuai dapat mengakibatkan kerusakan cat yang dibuat seperti terjadi koagulasi. Koagulasi akan menyebabkan pigmen tidak dapat terdispersi dengan sempurna sehingga menyebabkan kerataan warna yang buruk dan cat yang nantinya dihasilkan daya rekatnya menjadi tidak sempurna.

2.    Penggunaan aditif yang tidak sesuai

Kerusakan akibat penggunaan aditif yang salah cukup besar. Untuk aditif berbahan dasar silikon, kerusakan yand dapat terjadi adalah cat dengan kerataan permukaan yang sangat jelek sehingga dapat menimbulkan ‘kawah’ pada permukaan.

3.    Penggunaan thinner yang tidak sesuai

Penggunaan thinner yang tidak sesuai berakibat berkurangnya daya larut dari cat tersebut, kesulitan dalam aplikasi, sampai dengan mengelupas. Thinner yang sesuai dengan standar menghindarkan kerusakan akibat hal yang sepele ini.

DAFTAR PUSTAKA

Pratama, Angga. 2015. Mengenal Bahan Baku Pembuatan Cat Tembok. http://minelpaint.blogspot.co.id/2015/05/mengenal-bahan-baku-pembuatan-cat-tembok.html

( Anonym ). 2010. Pengenalan Proses Pembuatan Cat. https://paintsconsulting.wordpress.com/2010/12/22/pengenalan-proses-pembuatan-cat/