Banda Aceh, 22 Desember 2010 252 Abstrak
Cat tembok emulsi adalah emulsi dari campuran bahan pengikat, pigmen, bahan pelarut dan bahan tambahan lainnya yang digunakan untuk mengecat tembok. Pada penelitian ini dipelajari pengaruh variabel variabel proses yaitu konsentrasi CaO sebagai ekstender, STTP sebagai bahan aditif, dan PVAc sebagai binder terhadap kualitas cat tembok emulsi. Mutu produk yang dihasilkan mengacu kepada Standar Nasional Indonesia untuk Cat Tembok Emulsi (SNI 3564:2009). Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi CaO, STTP dan PVAc berpengaruh terhadap daya sebar cat, padatan total cat, waktu kering cat, viskositas cat, dan daya tutup cat. Hasil optimum diperoleh pada perlakuan K3L4W4 dengan nilai masing masing parameter uji yaitu daya sebar cat 8,15 m2/kg, padatan total cat 72,94 %, waktu kering cat 39,00 menit, viskositas cat 97,13 KU, dan daya tutup cat 8,20 m2/L.
Kata kunci:cat tembok emulsi, kapur, Sodium Tripolyphousphate, Polyvenylacetate, SNI 3564:2009.
Abstract
Emulsion wall paint is a mixture of binder, pigments, solvents and other additives that are used to paint the walls. This research studied the influence of process variables namely the concentration of CaO as an extender, STTP as additives, and PVAc as a binder to the quality of emulsion wall paint. The quality of the product refer to the Indonesian National Standard for Wall Emulsion Paint (SNI 3564:2009).
The results showed that the concentration of CaO, STTP and PVAc affect the spread paint, total solids of paint, dry paint time, paint viscosity, paint and power cap. The optimum result is obtained on treatment K3L4W4 with the value of each test parameter: 8.15 m2/kg of paint dispersive value, 72.94% of paint total solid, paint dry time of 39.00 minutes, 97.13 KU of viscosity paint, and paint cover value of 8.20 m2/L.
Keywords: Emulsion wall paint, Lime, Sodium Tripolyphousphate Polyvenylacetate, and SNI 3564:2009.
1. PENDAHULUAN
Cat merupakan salah satu produk industri yang cukup penting untuk menunjang pembangunan. Cat Tembok Emulsi biasanya dibuat dengan menggunakan bahan baku utama yang terdiri dari kalsium karbonat (CaCO3), kaolin (Al2O3.2SiO2.2H2O)
atau talc powder (3MgO3.4SiO2.H2O) yang berfungsi sebagai pigmen extender karena bahan bahan tersebut dapat membantu pigmen utama, harganya relatif murah dan dapat meningkatkan daya rekat (Shreve, 1977).
Pemanfaatan kapur sebagai bahan utama pada proses pembuatan cat tembok emulsi dianggap cukup potensial karena dapat memberikan konstribusi terhadap peningkatan kebutuhan kapur, mengingat permintaan cat tembok emulsi semakin besar sejalan dengan pesatnya pertumbuhan pembangunan terutama dibidang properti yang meliputi pembangunan perumahan, perkantoran, pertokoan, dan pabrik. Dengan demikian dapat menjaga produksi industri kapur masyarakat yang berkelanjutan, menyerap tenaga kerja lokal, usaha dan ekonomi masyarakat menjadi berkembang.
Mutu cat dipengaruhi oleh lingkungan seperti hujan, embun, kelembaban panas dan radiasi ultraviolet dari matahari atau sumber lain, gas dan asam dari industri, penguraian bahan-bahan organik dan mikroorganisme. Persyaratan mutu cat berbeda di setiap negara bahkan disetiap produsen cat dan tergantung dari jenis cat.
Untuk cat minyak, mutu yang dipersyaratkan berbeda dengan cat air, demikian juga dengan jenis pemakaiannya, syarat mutu cat tembok berbeda dengan cat logam.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh konsentrasi CaO, STTP dan PVAc terhadap kwalitas cat tembok emulsi dan memenuhi persyaratan SNI 3564:2009.
2. METODELOGI
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : Air, kapur, Sellosize HEC, Sodium Tripolyphousphate, Polyvenylacetat, TiO2, Antifoam OL, Amonia, pine oil, dan bahan-bahan analisis untuk hasil percobaan yaitu: NaOH, air suling dan lempeng triplek. Sedangkan alat yang digunakan terdiri dari : peralatan gelas, Mixer, digital balance, stop watch, dan alat-alat pengujian hasil percobaan yaitu: gelas arloji, Pfurd Crytometer, Oven, alumunium foil, cawan petri dan kuas pengecatan.
Variabel berubah
Konsentrasi CaO (K1, K2, K3, K4) : 20 %, 22 %, 24 %, 26 % Konsentrasi STTP (W1, W2, W3, W4) : 0,25%, 0,30%, 0,35%, 0,40%
Konsentrasi PVAc dalam campuran (L1, L2, L3, L4) : 5%, 10%, 15%, 20%
Basis Percobaan 1 kg produk cat tembok.
dimana K = konsentrasi CaO; W= konsentrasi STTP dan L= konsentrasi PVAc, dan untuk masing-masing perlakuan dilakukan 3 (tiga) kali ulangan , sebagai contoh:
K3L4W4 artinya CaO 24% (240 gr), PVAc 20% (200 gr) dan STTP 0,40% (4 gr), sedangkan bahan bahan tetap (Cellosize HEC 0,27%, Antifoam OL 0.45%, TiO2
1.8%, Pine Oil 0,1%, Amoniak 0,18%, Talc 20% dan sisanya Air.
Prosedur penelitian pembuatan cat tembok emulsi
Penelitian dilakukan di Laboratorium Baristand Industri Banda Aceh, mula mula bahan baku ditimbang sesuai dengan perlakuan pada variabel penelitian yang telah ditetapkan. Kemudian dimasukkan air ke dalam mixer, lalu ditambahkan sedikit demi sedikit STPP dan cellosize HEC sambil diaduk sampai homogen. Selanjutnya
Banda Aceh, 22 Desember 2010 254 Tahapan proses pembuatan cat tembok emulsi dapat dilihat pada gambar berikut:
Step Step (1) Step (6)
1. Step (2) Step (7)
Step (3) Step (8)
2. Step (4) Step (9)
Step (5)
Gambar 1. Tahapan Prosedur Kerja Penelitian Pembuatan Cat Tembok Emulsi 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Secara umum kualitas cat hasil penelitian terhadap parameter mutu yang diuji meliputi daya sebar, padatan total, waktu kering, viskositas dan daya tutup telah memenuhi persyaratan mutu yang disyaratkan SNI 3564 : 2009 sebagaimana diperlihatkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil analisa kualitas cat
No. Parameter Uji Hasil Penelitian Persyaratan (SNI 3564:2009)
1. Daya Tutup (m²/L 3,60-8,40 Min. 8
2. Padatan Total (%) 31,14-76,43 Min. 40
3. Waktu Kering (menit) 36,14-56,00 Maks 60 4. Kekentalan (suhu 28-30 oC),KU 42,90-112,23 Min. 90
5. Daya Sebar (m²/kg) 5,07-8,40 6-7*
* Tidak disyaratkan dalam SNI, diambil nilai rata rata dari beberapa produk cat tembok Propeler
CaO
Pine Oil Amonia PVAc
TiO2 Antifoam OL
Seluloseze STPP Air
Motor Penggerak
Gambar 2. Pengaruh Konsentrasi CaO dan PVAc Terhadap Daya Sebar Cat Tembok Emulsi pada Konsentrasi STTP 4,00 gr (W4)
3.1 Daya Sebar
Karakteristik mutu cat tembok emulsi yang dihasilkan dari penelitian ini pada berbagai perlakuan berpengaruh terhadap daya sebar. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi CaO, STTP dan PVAc berpengaruh terhadap daya sebar cat. Dari Gambar 2 terlihat bahwa konsentrasi STTP 4,00 gram berpengaruh terhadap daya sebar cat, nilai minimal diperoleh pada perlakuan K1L1W4 yaitu 5,90 m²/L dan nilai maksimal diperoleh pada perlakuan K4L4W4 yaitu 8,40 m²/L.
Berdasarkan Tabel 1 daya sebar rata rata beberapa produk cat adalah 6 – 7 m2/Kg, sementara dari hasil penelitian adalah 5,90-8,40 m2/Kg dengan demikian produk cat yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan SNI 3564: 2009.
3.2 Padatan Total
Karakteristik mutu cat tembok emulsi yang dihasilkan dari penelitian ini pada berbagai perlakuan berdasarkan hasil pengujian berpengaruh terhadap padatan total sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 3 Gambar 4.
Dari Gambar 3 terlihat bahwa konsentrasi STTP 2,50 gram berpengaruh terhadap padatan total cat, nilai minimal diperoleh pada perlakuan K1L1W1 yaitu 35,14% dan nilai maksimal diperoleh pada perlakuan K4L4W1 yaitu 76,43%.
Banda Aceh, 22 Desember 2010 256
Dari Gambar 4 terlihat bahwa konsentrasi STTP 4,00 gram berpengaruh terhadap padatan total cat, nilai minimal diperoleh pada perlakuan K1L1W4 yaitu 37,96% dan nilai maksimal diperoleh pada perlakuan K4L4W4 yaitu 76,43%.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi CaO, STTP dan PVAc juga berpengaruh terhadap padatan total cat, nilai minimal diperoleh pada perlakuan K1L1W1 yaitu 35,14% dan nilai maksimal diperoleh pada perlakuan K4L4W4 yaitu 76,43%. Berdasarkan Tabel 1 padatan total yang disyaratkan SNI 3564: 2009 adalah minimal 40% sementara dari hasil penelitian adalah 35,14-76,43%, dengan demikian produk cat yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan SNI 3564: 2009.
3.3 Waktu Kering
Karakteristik mutu cat tembok emulsi yang dihasilkan dari penelitian ini pada berbagai perlakuan berpengaruh terhadap waktu kering, untuk lebih jelasnya disajikan pada Gambar 5.
Gambar 3. Pengaruh Konsentrasi CaO dan PVAc Terhadap Padatan Total Cat Tembok Emulsi pada Konsentrasi STTP 2,50 gr (S1)
Gambar 4. Pengaruh Konsentrasi CaO dan PVAc Terhadap Padatan Total Cat Tembok Emulsi pada Konsentrasi STTP 4,00 gr (W4)
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi CaO, STTP dan PVAc berpengaruh terhadap waktu kering cat, Dari Gambar 5 terlihat bahwa konsentrasi STTP 4,00 gram berpengaruh terhadap waktu kering cat, nilai minimal diperoleh pada perlakuan K1L1W4 yaitu 43,00 menit dan nilai maksimal diperoleh pada perlakuan K4L4W4 yaitu 36,00 menit.
Waktu kering adalah waktu yang dibutuhkan malai dari pengecatan pada suatu permukaan bidang sampai dengan terbentuknya lapisan padat kering pada suhu 28-30oC dan kelembaban 70-80%, Ketika cat diaplikasikan ke permukaan proses pengeringan dimulai. Bagian cair / carrier mulai menguap dan meninggalkan lapisan film, lapisan film terdiri dari binder, aditif dan pigmen. Pada cat basis air, pigment, binder dan additif tidak secara kimiaSi saling mengikat ketika cat mongering, namun partikel – partikel bergerak merapat / mendekat / menyatu bersama -sama untuk mengisi gap yang ditinggalkan oleh menguapnya partikel air, fenomena ini dikenal sebagai coalescence/penyatuan. Berdasarkan Tabel 1 waktu kering yang dipersyaratkan SNI 3564:2009 adalah maksimum 60 menit sementara dari hasil sementara penelitian adalah sebesar 36,14-56,00 menit, dengan demikian produk cat yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan SNI 3564: 2009.
3.4 Viskositas
Karakteristik mutu cat tembok emulsi yang dihasilkan dari penelitian ini pada berbagai perlakuan berdasarkan hasil pengujian berpengaruh terhadap viskositas.
Untuk lebih jelasnya hasil penelitian disajikan pada Gambar 6.
Gambar 5. Pengaruh Konsentrasi CaO dan PVAc Terhadap Waktu Kering Cat Tembok Emulsi pada Konsentrasi STTP 4,00 gr (W4)
Banda Aceh, 22 Desember 2010 258 Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi CaO, STTP dan PVAc berpengaruh terhadap viskositas cat. Dari Gambar 6 terlihat bahwa konsentrasi STTP 4,00 gram berpengaruh terhadap viskositas cat, nilai minimal diperoleh pada perlakuan K1L1W4 yaitu 49,81 KU dan nilai maksimal diperoleh pada perlakuan K4L4W4 sebesar 110,99 KU.
Cat tembok memiliki sifat non-Newtonian (tidak mengalir), viskositas dilihat dari hubungannya dengan shear rate. Berdasarkan Tabel 1 Viskositas yang dipersyaratkan SNI 3564:2009 adalah minimum 90 KU sementara dari hasil penelitian adalah sebesar 42,90-112,23 KU, dengan demikian produk cat yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan SNI 3564: 2009.
3.5 Daya Tutup
Karakteristik mutu cat tembok emulsi yang dihasilkan dari penelitian ini pada berbagai perlakuan berdasarkan hasil pengujian berpengaruhi terhadap daya tutup.
Untuk lebih jelasnya hasil penelitian ini disajikan pada Gambar 7 sampai Gambar 8.
Dari Gambar 7 terlihat bahwa konsentrasi STTP 2,50 gram berpengaruh terhadap daya tutup cat, nilai minimal diperoleh pada perlakuan K1L1W1 yaitu 3,60 m²/L dan nilai maksimal diperoleh pada perlakuan K3L4W1 yaitu 8,00 m²/L.
Gambar 6. Pengaruh Konsentrasi CaO dan PVAc Terhadap Viskositas Cat Tembok Emulsi pada Konsentrasi STTP 4,00 gr (W4)
Gambar 7. Pengaruh Konsentrasi CaO dan PVAc Terhadap Daya Tutup Cat Tembok Emulsi pada Konsentrasi STTP 2,50 gr (W1)
Dari Gambar 8 terlihat bahwa konsentrasi STTP 4,00 gram berpengaruh terhadap daya tutup cat, nilai minimal diperoleh pada perlakuan K1L1W4 yaitu 3,80 m²/L dan nilai maksimal diperoleh pada perlakuan K3L4W4 yaitu 8,20 m²/L.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi CaO, STTP dan PVAc berpengaruh terhadap daya tutup cat, nilai minimal diperoleh pada perlakuan K1L1W1 yaitu 3,60 m²/L dan nilai maksimal diperoleh pada perlakuan K3L4W4 yaitu 8,40 m²/L. Daya tutup adalah jumlah atau kemampuan cat yang dinyatakan dalam liter/kilogram untuk menutup seluruh permukaan bidang seluas 1 meter persegi yang diukur dengan menggunakan alat pfund crytometer. maka konsentrasi extender pigment (harganya mahal dibanding extender filler) harus ditingkatkan agar mampu
"menutupi" efek warna gelap dari kaolin tersebut. Untuk cat tembok kelas menengah atas, kaolin amat disukai karena memberikan daya tutup yang baik sehingga daya sebar pemakaian cat lebih tinggi. Berdasarkan Tabel 1 daya tutup yang dipersyaratkan SNI 3564:2009 adalah minimum 8 m2/L sementara dari hasil sementara penelitian adalah sebesar 3,60-8,40 m2/L, dengan demikian produk cat yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan SNI 3564: 2009.
KESIMPULAN
Penggunaan variabel proses yaitu Konsentrasi Kalsium Oksida (CaO), Sodium Tripolyphousphate (STTP), dan Polyvenylacetat (PVAc) berpengaruh terhadap kualitas cat tembok emulsi yang meliputi parameter uji daya sebar, padatan total, waktu kering, viskositas dan daya tutup. Hal tersebut adalah sebagai berikut:
1. Untuk daya sebar, hasil penelitian yang memenuhi persyaratan diperoleh pada perlakuan K2L1W4 dengan konsentrasi CaO 220 gr, STTP 4 gr dan PVAc 200 gr, dengan nilai daya sebarnya 6,15 m2/Kg.
2. Untuk padatan total, hasil penelitian yang memenuhi persyaratan diperoleh pada perlakuan K1L4W1 dengan konsentrasi CaO 200 gr , STTP 2,50 gr dan PVAc 200 gr, dengan nilai padatan totalnya 50,91%.
3. Untuk waktu kering, hasil penelitian yang memenuhi persyaratan diperoleh pada perlakuan K4L1W4 dengan konsentrasi CaO 260 gr, STTP 4,00 gr dan PVAc 200 gr , dengan waktu keringnya 34,00 menit.
Gambar 8. Pengaruh Konsentrasi CaO dan PVAc Terhadap Daya Tutup Cat Tembok Emulsi pada Konsentrasi STTP 4,00 gr (W4)
Banda Aceh, 22 Desember 2010 260 DAFTAR PUSTAKA
1. Andri (2008) Produksi Tembok Berkualitas, CV. Tristar Chemical Radar, Surabaya.
2. Anonimous (2009) Standardisasi Nasional Indonesia SNI 3564:20094 Cat Tembok Emulsi, Dewan Standardisasi Nasional.
3. Anonimous (1989) SNI 06-0476-1989 Prosedur Analisis untuk Daya Tutup, Dewan Standardisasi Nasional.
4. Anonimous (1989) Standardisasi Nasional Indonesia SNI 06-0470-1989 Prosedur Analisis untuk Berat Jenis, Dewan Standardisasi Nasional.
5. Anonimous (1989) Standardisasi Nasional Indonesia SNI 06-0510-1989 Prosedur Analisis untuk Saktu Mengering, Dewan Standardisasi Nasional.
6. Anonimous (1994) Standardisasi Nasional Indonesia SNI 06-0475-1994 Prosedur Analisis untuk Padatan Total, Dewan Standardisasi Nasional.
7. Bently. J and Turner G.P.A. (1997) Introduction to Paint Chemestry and Principles of Paint Technology, Unk ISBN 0412723204
8. Corner H.A.(1976) Urea Formaldehyde Adhesive Resins In Encyclopedia Of Polymeric Material.
9. LoSel H,J.(1990) Coating In Encyclopedia Of Polymer Science and Engineering..
10. Omri (2002) Calcium Oxide, National Organic Standars Board Technical Advisory Panel RevieS Compiled.
11. Ralf Rieks, Dipl. Ing (FH) (1991) Paint and Lacquers Application and Ecology, Beeck’sche FarbSeerke.
12. Shakhashiri (2000) Calcium Oxide, Chemical Of The Seek, SSS.scifun.org.
13. Shreve, R.N. (1977) Chemical Process Industries. Fourth Edition, Mc GraS Hill Book Company Inc., London.
14. Supari (2004) Sintesis dan Karakterisasi Homopolimer Emulsi Poli
(Methelmethakrilat) Dengan Variasi Konsentrasi Surfaktan dan Zat Pengalih Rantai, Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.
15. Updagarfl H.I. (1990) Amina Resins In Encyclopedia Of Polimer Science And Engineering
16. Soodbridge, Paul R., 1991, Principles Of Paint Formulation, Unk ISBN 0412029510.
17. Wikipedia, 2009, Paint, Wikipedia foundation Inc. US.
