Lapisan penghalang yang dikenakan kepermukaan logam dimaksudkan baik untuk memisahkan lingkungan dari logam, maupun untuk mengendalikan lingkungan mikro pada permukaan logam. Banyak cara pelapisan yang digunakan untuk mengendalikan korosi antara lain, cat, selaput organic, vernis, dan enamel. Tapi yang paling umum digunakan ialah cat.
Dewasa ini, teknologi pembuatan cat dan cara pemakaiannya berubah dengan besar diperkirakan bahwa sekitar 360000 ton senyawa organic mudah menguap dilepaskan ke atmosfer. Ini menyebabkan penggunaan pelarut lain terutama air menjadi lebih menarik.
Perlindungan melalui lapisan penghalang menyolok sekali bila ditinjau dari tebalnya. Lapisan cat biasa mempunyai tebal antara 25 – 100 mikron. Total lapisan cat pada lambung kapal sekitar 250 mikron, sementara lak disebelah dalam kaleng makanan hanya 5 mikron.
Pembahasan dalam bab ini akan ditekankan pada mekanisme pengendalian korosi, teknik penggunaan dan sifat-sifat cat, pelapisan dengan plastic dan juga pelapisan dengan logam. Namun demikian beberapa metode pelapisan lain juga akan disinggung.
1.1 Komposisi Cat
Sebelum cat digunakan, terlebih dahulu kita harus menetapkan cara penyiapan permukaan, cara pengecetan dan untung ruigi penggunaan cat.
Cat pada dasarnya terdiri atas :
a. Wahana yaitu zat cair yang membuat cat mempunyai fluiditas dan bila mongering atau menguap meninggalkan suatu selaput padat.
b. Pigmen yang tersuspensi dalam wahan. Pigmen mengendalikan laju korosi, atau laju difusi reaktan-reaktan pada selaput kering.
c. Adidif yang mempercepat proses pengeringan atau memungkinkan lapisan cat kering lebih tahan terhadap lingkungan kerja.
Ketika cat telah mongering sisa bagian wahana yang padat bertindak sebagai pengikat ( binder ). Bagian ini menahan pigmen diposisi masing-masing, mengikat lapisan itu kepermukaan dan menjadi penghalang dan membatasi masuknya air, oksigen dan ion-ion ke permukaan logam. Walaupun tanpaknya pigmen hanya memberikan lapisan cat, sesungguhnya ada dua peran penting lain yang dimainkannya. Pertama, dalam lapisan primer pigmen mengendalikan proses korosi pada permukaan logam, entah dengan menghalangi reaksi atau menyediakan tumbal bagi logam yang dilindungi. kedua, pada lapisan atas pigmen yang lembam menambah panjang lintasan difusi yang harus ditempuh oleh oksigen dan butir-butir air yang mencoba menembus selaput, sehingga menunda dimulainya proses korosi serta memperlambat laju reaksinya. Mekanisme pengendalian korosi oleh pigmen ini sangat kompleks, namun hanya ringkasannya yang dapat diuraikan.
Beberapa pigmen dasar, khususnya senyawa timbale tetapi juga senyawa seng dan cadmium. Menghambat reaksi korosi pada baja dengan cara memantapkan besi (III) oksida. Ketika diaduk dengan minyak cat senyawa-senyawa timbale membentuk busa yang kemudian mengendapkan timbale metalik pada permukaan baja. Dalam hal ini reduksi oksigen berlangsung lebih mudah dan membangkitkan kerapatan arus cukup besar untuk mempertahankan produksi selaput Fe (III) sampai lapisan oksida pada permukaan baja mengebal dan menjadi tahan terhadap difusi ion-ion besi. Golongan pigmen yang lain adalah yang mengandung garam-garam kromat. Ion-ion kromat akan laru begitu air menembus bahan pengikat. Ion ini akan bereaksi dengan Fe (III) yang terbentuk akibat kontak dengan udara. karena garam-garam kromat dianggap bersifat karsinogenik ( mengundang kanker ), cat yang mengandung pigmen ini harus ditangani denga waspada dan untuk itu petunjuk dari pabrik harus dituruti. Beberapa pigmen timbal yang dapat larut, menaikkan pH air yang menembus pengikat dan ini selanjutnya menghambat reaksi korosi pada baja. Pigmen metalik anodic dapat melindungi baja dengan cara menjadi tumbal. Agar berhasi, kontak listrik harus terjalin diantara partikel-partikel pigmen dan antara pigmen-pigmen dengan permukaan logam. Bubuk seng adalah satu-satunya pigmen dipasaran yang berhasil dilingkungan laut serta lingkungan-lingkungan agresif lain, walaupu ada beberapa bukti bahwa mangan cukup berhasil mengendalikan korosi didaerah yang kurang agresif atau diperkotaan.
Aluminium dan besi oksida yang mengandung mika, menyediakan serpihan-serpihan pigmen lembam yang menjadi sejajar dengan permukaan logam. Serpihan-serpihan itu memperpanjang lintasan difusi butir-butir air melalui bahan pengikat dan memperlambat laju seranga terhadap logam dibawahnya. Penambahan sedikit bahan lain dimuksudkan untuk mengubah sifat-sifat cat. Penambahan garan logam organic dilakukan untuk mempercepat pengeringa cat. Anti-oksidan mencegah pembentukkan semacam kulit pada permukaan cat selama dalam penyimpanan, tetapi bahan ini tidak boleh sampai mengganggu proses pengeringan ketika cat digunakan. Surface-aktiv agens membantu menyebar pigmen secara merata, dan mencegah penggumpalan ketika cat mongering. Agen tiksotropik mengurangi melorot dan menetesnya selama masih basah.
1.2 Karateristik Cat
Lapisan cat kering yang tebalnya sekitar 0,1 mm diharapkan mempunyai umur panjang dan akan membatasi masuknya udara, butir-butir air dan ion-ion agresif kepermukaan logam. Meskipun banyak lapisan cat yang tidak dapat ditembus ion-ion seperti klorida, sulfat dan karbonat, namun hanya belum ada lapisan cat yang sepenuhnya mampu menghalanggi oksigen atau air. Cat yang kontak dengan udara menggantungkan pengendalian korosinya pada pigmen. Cat seperti itu harus mampu menyesuaikan diri dengan kondisi lingkungan dan berubah-ubah dengan cepat. Lapisan cat bukan saja akan mengalami tegangan akibat temperature permukaan yang berubah-ubah tetapi juga oleh pemuaian ternal pada logam yang dilindungi. radiasi ultra ungu akan menurunkan mutu permukaan cat. Ion-ion agresif di udara yang terpopulasi mungkin langsung menyerang cat atau mengurangi pH air hujan yang jatuh kepermukaan yang telah di cat. Ini dapat meyebabkan terjadinya perubahan-perubahan kimia pada pigmen atau bahan pengikat yang berakibat terurainya lapisan cat. Ketika cat makin tua, oksidasi yang terus menerus terhadap bahan pengikat dan hilangnya lapisan mengkilap akan menambah permehabilitas cat dan cat mudah ter erosi, akibatnya pigmen semakin banyak yang hilang
Kemampuan menahan serangan alkali merupakan sifat paling penting pada cat yang digunakan untuk struktur-struktur terendam yang dilindungi dengan proteksi katodik arus terpasang. Reaksi katoda pada permukaan logam melepaskan ion-ion hidroksil yang dapat melunakkan kebanyakan cat dan ini mengakibatkan pengelupasan. Ini selajutnya memperluas permukaan logam yang memerlukan melalui arus terpasang.ketebalan lapisan cat kering harus merata diseluruh permukaan logam, termasuk pada pinggiran-pinggiran dan pojok-pojok, baut-baut, pada paku keeling dan sambungan-sambungan. Bagaimanapun, tegangan permukaan selalu cenderung mengurangi tebal cat pada sudut-sudut yang tajam.sejauh mungkin, pinggiran-pingiran harus dibundarkan agar ketebalan cat disitu sama dengan dibagian yang lain. Kalau luka kecil akibat benturan kerikil dibagian pada cat di badan kenderaan di abaikan, akibatnya cat dibagian sekitar itu melepuh, terkelupas sertamenyingkapkan karat yang terjadi diantara lapisan cat dan logam.
Cuaca dan kondisi yang sulit diduga, yang sering dialami ketika pengecatan dilaksanakan, mempersyaratkan agar cat mudah sekali digunakan melalui berbagai cara seperti pengulasan, rolling, penyemprotan, dan pencelupan. Cat harus mongering cepat sekali agar memudahkan pemberian lapisan berikutnya, agar hujan dan debu tidak sempat mengotori permukaan dan pada pengecatan ulang, agar kerugian akibat masa istirahat sekecil mungkin. Cat haru mudah diperhalus atau diperbaiki, tahan terhadap serangan jamur dan bakteri, serta mampu mempertahankan keindahannya dalam waktu yang cukup lama.
1.3 Macam-macam Cat
Jenis-jenis cat dibagi menjadi beberapa kelompok generic besar yang masing-masing dinamai berdasarkan penggunaan cat atau bahan kimia pengikatnya all :
Cat primer pra-fabrikasi
Cat ini ipakai untuk membersihkan, membebaskan baja dari karat untuk melindunginya selama tahapan fabrikasi atau perakitan struktur yang memakan waktu sampai beberapa bulan. Cat primaer biasanya terdiri dari bubuk seng atau besi oksida merah dengan resin epoksid sebagai pengikat. Cat ini mongering dalam 2-3 menit sesudah diulaskan dan melindungi logam sampai selama 12 bulan.
Cat primer pra- perlakuan
Cat ini digunakan untuk menyiapkan permukaan logam dan menjamin diperolehnya adhesi serta unjuk kerja cat akhir yang baik. Untuk mendapatkan hasil yang baik, permukaan baja harus bersih dan bebas dari karat. Cat ini mongering dalam waktu yang singkat sekali.untuk mendapatkan hasil yang baik lapisan primer pra perlakuan selalu diberikan pada pelapisan seng, khususnya bila cat seng kromat akan digunakan sebagai lapisan primer untuk pelapisan akhir.
Cat minyak
Bahan dasar dari cat ini bisanya terbuat dari pengering nabati seperti minyak rami atau minyak kayu. Pengeringannya melalui proses waktu yang lama, karena itu cat harus dibiarkan sampai 48 jam sebelum ditimpah lapisan baru dan harus ditunggu selama 7 hari sebelum cat akhir diberikan.
Cat oleoresin ( Vernis )
Cat ini biasanya berfungsi untuk memperbaiki sifat-sifat pengeringan dan pengikatan lapisan dan merupakan penyempurnaan dari cat minyak yang sederhana. Cat tipe resinfenolat tahan terhadp abrasi tetapi ketika dilaskan, permukaan tidak boleh lembab.
Karet diklorinasi
Cat ini dibuat dengan cara melarutkan karet terklorinasi kedalam pelarut-pelarut khusus ( aromatic ). Sesudah dipakaikan, penguapan pelarut mengendapkan lapisan kering yang hamper tidak mengalami polimerisasi.
Cat berbahan pengikat air
Cat ini tersedia dalam beberapa bentuk baik itu berupa larut atau hanya berupa emulsi. Cat ini dapat digunakan sebagai pelapis air diatas cat dasar yang banyak mengandung seng. Pentilasi yang memadai harus disediakan selama cat mongering agar kelembapan relative pada permukaannya tetap rendah. Jika kelembapan terlalu tinggi maka akan banyak air yang terperangkap dibawa cat dan akan berakibat buruk pada hasil akhirnya. Gambar 14.2 memperlihatkan sebuah korosi mobil yang baru saja diangkat dari tangki elektroforesis. Dalam hal ini, sederet elektroda diatur disekeliling karoseri, lalu diberi suatu potensial sehingga partikel-partikel cat tertarik dan menempel pada logam dan melepaskan muatan masing-masing. Lapisan endapan yang netral itu bertindak sebagai isolator dan membatasi potensial yang diberikan, dengan demikian tebal lapisan dapat terkendalikan.