PELAPISAN
PERMUKAAN
Gatot Trimulyadi·,
PAPAN ASBES DENGAN TEKNIK RADIASI
Sugiarto Danu·, Anik Sunarni·, dan Darsono·
ABSTRAK PELAPISAN PERMUKAAN PAPAN ASBES DENGAN TEKNIK RADIASI. Percobaan pelapisan permukaan papan asbes dengan teknik radiasi tclah dilakukan dcngan menggunakan dua macam lapis an dasar, yaitu poliester akrilat (PE-55) dan poliester tak jenuh (KC-288) yang diiradiasi dengan sinar UV. Sebagai lapisan atas digunakan campuran resin epoksi akrilat (EA-8t) dan monomer tripropilen glikoldiakrilat (TPGDA). Resin tersebut ditambah bahan pigmen putih titan oksida atau kombinasi 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%, TPGDA 15%, 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 pelapisan permukaan dengan teknik radiasi juka dibandingkan dengan mcnggunakan cat emulsi. Selain itu, gugus pennukaan asbes pada pennukaan lapisan yang diproses dengan teknik radiasi tidak terdeteksi.
ABSTRACT SURFACE COATING BY RADIATION CURING ON ASBESTOS. The experiment of surface 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 mixture of resin epoksi acrylate (EA-8\) and tripropylene glycoldiacrylate (TPGDA) monomer were used. The resins were added with white pigment titan oxide or the combination of titan oxide and zinc oxide or commercial white pigment. The irradiation dose of electron beam used was 50 kGy, at electric current 20 mA. The results showed that the best top coat was the formulation with compositions of EA-8t 35%, TPGDA 15%, TiO 25%. and ZnO 25%. The use ofPE-55 as base coat gave better adhesion than KC-288. It was also ihown that weather resistance of coating prepared by radiation is better than that prcpared by emulsion paint. Surface asbestos group on the surface using radiation technique can not be dctected.
PENDAHULUAN Ashes semen dapat dibuat menjadi herbagai jenis bahan bangunan, misalnya ashes bergelombang untuk atap, panel asbes untuk dinding, dan asbes datar untuk plafon. Banyak hal yang mempengaruhi mutu produk asbes, diantaranya pengerjaan yang kurang sempurna dapat mempengaruhi kepadatannya sehingga kestabilan daya ikat antara unsur-unsurnya, yaitu antara serat dan semen kurang baik (1). Di samping itu, dari kegiatan sehari-hari terl ihat bahwa asbes semen setelah dipakai selama 5 minggu sampai 7 bulan memperlihatkan adanya tanda-tanda keretakan atau goresan 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 melapisi permukaan asbes digunakan cat emulsi. Akan tetapi untuk plafon cat emulsi kurang mampu melindungi asbes, karena cat emulsi merupakan dispersi dalam media air yang mengandung bahan tambahan yang larut, sehingga tidak tahan air dan sinar matahari 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 bahan porous (5), karena bahan pelapis sebelum diiradiasi dapat menembus substrat, sehingga ikatannya lebih baik. Hal ini memungkinkan berkembangnya penggunaan teknik radiasi untuk pelapisan permukaan asbes. Penelitian ini bertujuan untuk mencari formulasi bahan pelapis yang terbaik pada proses pelapisan permukaan asbes untuk plafon dengan teknik radiasi, agar diperoleh sifat fisik yang lebih baik, dan dari segi keindahan lebih menarik.
BAHAN DAN METODE Bahan. Bahan pra-polimer yang digunakan dalam penelitian adalah poliester akrilat produksi BASF dengan nama dagang Laromer PE-55 dan EA-81, serta monomer tripropilenglikol-diakrilat (TPGDA), dan poliester stiren KC-288 produksi PT Pardic Jaya, Tangerang. Bahan pigmen putih yang dipergunakan ialah titan oksida, seng oksida, dan zat warna putih komersial produksi PT Juctus, Jakarta. Bahan asbes yang digunakan adalah asbes datar yang diperoleh dari pasar produksi dalam negeri. Peralatan. Sumber radiasi yang digunakan ialah mesin berkas elektron 300 keY, 50 mA, dan sebuah lampu UV tunggal dengan daya 10,4 kW, dan dilengkapi seperangkat mesin pelapis tipe rol. Pengerjaan. Asbes datar dilapisi lapisan dasar dengan menggunakan mU. coater. Ada dua komposisi lapisan dasar, yaitu pertama PE-55 (70%) dengan TPGDA (30%) ditambah fotoinisiator Darocur 1173 sebanyak 3 phr, dan kedua poliester KC-288 ditambah Darocur 1173 sebanyak 5 phr. Proses Curing menggunakan lampu UV dengan kecepatan konveyor 3 m/menit. Untuk komposisi pertama dilewatkan 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. Iradiasi dilakukan 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 cuaca dengan mempergunakan alat weather-o-meter. Alat ini dioperasikan dengan setiap 2 jam penyinaran dilakukan penyemprotan air selama 18 menit. Pengamatan dilakukan secara visual; dan (5) Gugus permukaan. Banyaknya gugus permukaan yang terjadi setelah asbes terpengaruh cuaca pada alat weather-o-meter selama 48 jam ditentukan dengan cara gravimetri. Asbes semen ukuran tertentu (p x I) dibersihkan, lalu dikeringkan pada suhu 110° hingga berat tetap. Kemudian ditimbang beratnya (A gram) selanjutnya diuji ketahanan terhadap cuaca dengan alat weather-o-meter selama 48 jam, lalu diambil dan dikeringkan dalam oven 110° hingga berat tetap (B gram). B
A
Gugus
permukaan
=
p
x
1
gram/cm2
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Fonnulasi Lapisan Pada Sifat Fisis Produk. Pada proses pelapisan permukaan, lapisan dasar sangat mempengaruhi hasil pelapisan, antara lain penampilan, daya rekat, dan kekerasan. Pada penelitian ini digunakan dua macam lapisan dasar, yaitu poliester akrilat Laromer PE-55, dan poliester tak jenuh KC288, serta tanpa lapisan dasar. Beberapa formulasi lapisan atas yang digunakan tercantum pada Tabel 1. Hasil pelapisan dengan berbagai variasi lapisan atas dan lapisan dasar dengan dosis iradiasi 50 kGy dapat dilihat pada Tabel 2. Pada tabel ini diperoleh indikasi 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 lebih baik 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 dan ZnO (1 : 1) lebih baik daripada hanya Ti02 atau zat warna putih komersial yang diperoleh di pasaran. Bahan pengisi pigmen putih yang sudah jadi yang diperoleh dari pasaran menunjukkan penampilan hasil pelapisan yang kurang baik. Hal ini disebabkan bahan pelarut pigmen tidak sesuai untuk bahan pelapis radiasi. Pelapisan asbes tanpa lapisan dasar umumnya menunjukkan penampilan yang kurang baik. Keadaan ini disebabkan karena permukaan asbes porous, sehingga lapisan atas sebagian terserap, dan menyebabkan lapisan tidak rata. Ketahanan Basil Pelapisan Terhadap Cuaca. Pengujian ketahanan hasil pelapisan terhadap cuaca dilakukan dengan alat weather-o-meter selama 96 jam. Pengamatan hasil pengujian secara visual yang meliputi perubahan warna, keretakan, dan pengelupasan hasil pelapisan.
211
Pada Tabel 3 dapat dilihat ketahanan hasil pelapisan dengan berbagai formulasi 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 rekat hasil pelapisan lebih baik, namun penampilan kurang baik (Tabel 2). Pelapisan dengan lapisan dasar PE-55 atau KC-288 menghasilkan hasil yang sarna, yaitu mulai terjadi 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 terhadap cuaca pada hasil pelapisan dengan lapisan dasar karena setelah pembentukan lapisan dasar tidak dilakukan pengamplasan untuk menghindari debu asbes yang terjadi. Akibatnya ikatan fisik an tara lapisan dasar dan lapisan atas menjadi rendah. Pada percobaan ini diuji juga asbes datar yang dilapisi dengan cat emulsi. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa setelah pengujian selama 24 jam cat emulsi mulai retak.
Pembentukan Gugus Pennukaan. Banyaknya gugus permukaan yang terjadi setelah asbes semen diuji dengan cuaca pada alat weather-o-meter selama 48 jam ditunjukkan pada Tabel 4. Terlihat bahwa pada hasil pelapisan dengan teknik radiasi tidak 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. Hasil pelapisan dengan menggunakan PE-55 sebagai lapisan dasar yang diiradiasi dengan sinar UV menunjukkan daya rekat yang lebih baik dibandingkan KC-288. Ketahanan terhadap cuaca hasil pelapisan dengan teknik radiasi lebih baik daripada pelapisan dengan cat emulsi, dan bebas gugus permukaan asbes selama lapisannya belum rusak.
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Saudara Bifter Sinaga, Jumsah, dan Sungkono, atas bantuan yang diberikan sehingga penelitian ini dapat terlaksana dengan 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", Regional Industrial Training Demonstration, Jakarta (1986).
UNDP
5. TRIMULYADI, G., SUNDARDI, F., dan DARSONO, "Pelapisan papan partikel secara radiasi dengan bahan pelapis pra-polimer Laromer", Proses Radiasi dalam 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 proses pelapisan asbes
atas
yang
No. Formulasi
-- -
Komposisi 50 25 30 15 49 35 49 15 42 65 25 21 30 3 (% 21 (%) (%) )
1
digunakan
pad a
H HB C 70 50 baik 80 PE-55 40 2H 80 90 K KS B rekat dasar formulasi Kekerasan Tabel Hasil rata-rata K kali ulangansekali percobaan cukuppengaruh Lapisan Daya lapisan atas berbagai dan 2.dari 3KS VI = = Formukurang Penampilan lapisan = (%) kurang B ng Cdiiradiasi 50 kGy
1
-
- :
-
++ + ++ dasar t-J Hasil ++ ++ + 96 PE-55 48 3keretakan kali percobaan 72 24 + pad a hasil pelapisan terjadi pada pengujian permukaan Lapisan '" = Formulap. (jam) Lama 3.dari Hasil uji ulangan pengaruh cuaca Tabel + ++ = lapisan tidak mengelupas terjadi perubahan a permukaan 'berbagai formulasi lapisanpad atas dan lapisan dasar Keterangan
dengan
Tabel
4. pengaruh pelapisan permukaan pada jumlah gugus permukaan yang terukur setelah 48 Jam pengujian dengan alat weather-a-meter Proses
Banyaknya
0,0018
Tanpa pelapisan
N -.1
a
Lapisan Lapisan
dasar PE-55 atas formulasi
no.5
Lapisan Lapisan
dasar KC-288 atas formulasi
no.5
Keterangan
: Hasil
gugu2 permukaan (gjcm )
a
rata-rata
dari 3 kali ulangan
percobaan
