MODUS-MODUS KEGAGALAN COATING HASIL UJI PULL-OFFPADA PELAT STAINLESS STEEL YANG DICOATING DENGAN EPOXY PRIMER

Oleh: Harryawan, Wahyudin & Tarigan

1. Permasalahan di lapangan

Material stainless steel 304 termasuk material yang memiliki ketahanan karat yang baik di lingkungan atmosfir, sehingga tidak perlu dilakukan coating untuk proteksi korosi. Tetapi pada beberapa produk yang dibuat dari material stainless steel juga dilakukan aplikasi coating dengan tujuan untuk dekoratif. Tetapi seringkali terjadi bahwa material coating yang diaplikasikan pada pelat atau lembaran stainless steel , misalnya pada Stainless steel 304, terjadi pengelupasan material coating beberapa minggu atau bulan setelah aplikasi coating.

Hipotesanya adalah bahwa pada permukaan stainless steel terdapat lapisan pasif, sehingga coating yang diaplikasikan tidak memiliki chemical dan polar bonding, hanya melulu physical atau mechanical bonding, sehingga daya rekat antara material coating dengan permukaaan stainless steel menjadi lemah, bahkan mudah sekali terkelupas.

2. Persiapan Panel atau Specimen Uji

SPECIMEN UJI SURFACE PREPARATION COATING APPLICATION

Material: Stainless Steel Sheet Dimensi: 110x110x1 (mm) Jumlah 11 panel

Alkaline Degreasing Acid Pickling Etching Process

Etch Primer (Aplikasi dg kuas) Primer (Aplikasi dengan

Airless Spray)

3. Pemeriksaan & Pengujian Pull-off (ASTM D 4541, Scale 0=15 MPa)

SPECIMEN UJI PENGUJIAN PULL-OFF KEKUATAN PULL-OFF (MPa)

1. Ukuran panel: 110x110x1 (mm), Jumlah ada 11 panel

2. Membuang sudut-sudut tajam dengan power tools

3. Solvent Cleaning4. Acid Pickling5. Etching6. Etch primer7. Priming

1. Penyiapan permukaan dengan pengamplasan dan solvent cleaning

2. Pemasangan dolly dengan adhesive Araldite (2 kompenen)

3. Proses Fully Cure (24 jam)

4. Proses Scorching

5. Pengujian Pull-Off

Hasil pengujian Pull-Off dilihat dari nilai kekuatan Pull-Offnya dan juga dari modus kegagalan yang terjadi.

Hasil kekuatan Pull-Off berkisar antara 4,5 – 6,2 MPa

Modus kegagalannya dapat berupa cohesive failure, adhesive failure dan gabungan dari keduannya

4. Hasil Pengujian

SPECIMEN UJI HASIL UJI SPECIMEN UJI HASIL UJI

Kekuatan Pull-off4,5 MPa

Kegagalan:40% Cohesive Failure pdPrimer60% Adhesive Failure antara Primer-Adhesive

Kekuatan Pull-off4,5 MPa

Kegagalan:10% Cohesive Failure pdPrimer90% Adhesive Failure antara Primer-Adhesive

Kekuatan Pull-off4,5 MPa

Kegagalan:100% Cohesive Failure pd Primer

Kekuatan Pull-off6 MPa

Kegagalan:50 & 40 % Cohesive Failure pdEtch Primer & Primer10% Adhesive Failure antara Primer-Adhesive

Kekuatan Pull-off5 MPa

Kegagalan:10% Cohesive Failure pdPrimer90% Adhesive Failure antara Primer-Adhesive

Kekuatan Pull-off4,5 MPa

Kegagalan:50% Cohesive Failure pdPrimer50% Adhesive Failure antara Primer-Adhesive

Kekuatan Pull-off6 MPa

Kegagalan:30 & 40% Cohesive Failure pd Etch Primer & Primer30% Adhesive Failure antara Primer-Adhesive

Kekuatan Pull-off6,2 MPa

Kegagalan:20% Cohesive Failure pdPrimer80% Adhesive Failure antara Primer-Adhesive

Kekuatan Pull-off5,5 MPa

Kegagalan:40 & 30% Cohesive Failure pd Etch Primer & Primer30% Adhesive Failure antara Primer-Adhesive

Kekuatan Pull-off5 MPa

Kegagalan:20 & 50% Cohesive Failure pd Etch Primer & Primer30% Adhesive Failure antara Primer-Adhesive

Kekuatan Pull-off5 MPa

Kegagalan:20% Cohesive Failure pdPrimer80% Adhesive Failure antara Primer-Adhesive

Adhesive Failure 100% Cohesive Failure 100%

5. Analisa

5.1. Contoh adhesive failure 100% dapat dilihat pada Gambar P-03, artinya bahwa pada sistem tersebut, yaitu Lapisan Etching, Etch Primer & Primer, maka kekuatan yang paling rendah adalah pada Etch Primer. Contoh jenis kegagalan cohesive failure 100% dapat dilihat pada Gambar P-12

5.2. Contoh jenis kegagalan cohesive failure 100% dapat dilihat pada Gambar P-13

5.3. Kekuatan Pull-off minimal adalah 4,5 MPa dapat terjadi pada panel P1, P2, P3 dan P6 dengan modus kegagalan pada umumnya adalah campuran antara cohesive failure dan adhesive failure.

5.4. Kekuatan Pull-off maksimal adalah sebesar 6,2 MPa terjadi pada P8 dengan modus kegagalan adalah 20% cohesive failure dan 80% adhesive failure antara primer dengan adhesive. Dari data ini sesungguhnya kekuatan kohesif primer bisa di atas 6,2 MPa.

5.5. Dengan dilakukan proses etching sebelum aplikasi etch primer dapat meningkatkan kekuatan daya rekat ketimbang tanpa proses etching. Hal ini mudah dipahami karena dengan adanya proses etching sebelum aplikasi etch primer akan menciptakan permukaan stainless steel yang tidak terlelu cepat menjadi pasif lagi sehingga dapat memberi kesempatan pada etch primer untuk membentuk chemical & polar bonding lebih banyak, akibatnya kekuatan pull-offnya menjadi lebih besar.

6. Kesimpulan

6.1. Kekuatan kohesif dari Etch Primer perlu lebih ditingkatkan lagi

6.2. Kekuatan kohesif dari primer masih bisa ditingkatkan di atas 6,2 MPa

6.3. Bila diawali dengan proses etching sebelum aplikasi etch primer, maka kekuatan daya rekat menjadi lebih besar karena terjadi penambahan dalam chemical & polar bonding.

P-12 P-13