PEWARNAAN LOGAM

PEWARNAAN LOGAM

Oleh :  Mudjijono*)

*).  Dosen Jurusan Kimia, FMIPA Universitas Sebelas Maret

Jl. Ir. Sutami 36A, Kentingan, Solo.  57126. Indonesia

Ringkasan

Pewarnaan Logam sangat diperlukan untuk memperoleh warna logam seakan-akan asli bukan permukaan cat pada logam.  Bahan-bahan logam baik sebagai asesoris maupun funsgsi utama akan lebih menarik dengan pewarnaan logam bukan cat.  Kesan warna yang indah dan bermutu tinggi, pewarnaan logam menggunakan teknik chemical-plating atau sering dikenal dengan chemical coating.  Prinsip dasar dari metal-chemical coating adalah reaksi redoks seperti yang terjadi pada elektroplating.  Pada elektroplating reaksi tak spontan didorong oleh arus listrik sehingga terjadi reduksi logam pada katoda dan hasil reduksi melapisi katodanya.  Sedangkan chemical coating yang juga dapat disebuat conversion coating, menggunakan prinsip reaksi spontan dari bahan kimia dengan permukaan logam dan hasil reaksi menempel pada permukaan logam tersebut.  Hasil reduksi yang terjadi pada larutan pewarna beraviliasi dengan hasil oksidasi logam membentuk warna pada permukaan logam.

Pendahuluan

Walaupun telah tersaingi oleh kehadiran plastik atau polimer, logam masih sangat mendominasi bahan baku barang fungsional untuk kehidupan manusia, dimana telah ribuan tahun sejak ditemukannya, logam menggantikan batu.  Teknologi metalurgi mengalami perkembangan yang hebat sehingga fungsi dari logam seakan tak jenuh dalam menyangga kebutuhan hidup manusia.  Peralatan rumah tangga, mesin, tools, dan asesoris tak lepas dari logam.

Pewarnaan logam ditujukan untuk beberapa keperluan seperti penahan korosif dan peningkatan penampilan (fasion).  Memang secara fungsi pewarnaan lebih terbatas dibandingkan dengan pelapisan/plating, dimana plating dapat berfungsi sebagai penahan korosi, fasion, pengaturan paramagnitig, pengaturan resistansi listrik, dan lain-lainnya.  Tetapi pewarnaan secara chemical coatingmemberikan variasi warna yang lebih banyak sehingga dapat menjadi pilihan yang lebih luwes.

Bermacam-macam bahan pewarna logam telah dikembangkan oleh perusahaan di bidangnya, juga diteliti diberbagai pusat riset baikscience and teknology organisations maupun universitas.  Bahkan telah banyak bahan-bahan patented.  Oleh karena itu bisnis pewarnaan logam menjadi bisnis yang menjanjikan dan tak pernah surut.  Tulisan ini memberikan gambaran beberapa cara pewarnaan logam yang dapat dipraktekkan secara mandiri dan dalam sekala kecil.  Untuk pelaksanaan dengan skala indiustri tentunya perlu peralatan industri dan instrumen pendukung yang tidak dibahas di sini.

Ada tiga poin penting untuk diingat ketika melakukan pewarnaan logam:

1.   pekerjaan harus bersih sempurna;

2.   semua larutan kimia ketika tidak digunakan harus disimpan dalam botol yang ditutup rapat.

3.   penyelesaian kerja harus dilakukan perlindungan untuk menjaga warna tetap bertahan dengan sejenis lapisan pernis atau wax.

<Edited>

Teori

Pada dasarnya semua logam mempunyai warna kilap yang sudah indah disebut warna metalik, ada yang mengkilap putih seperti besi, seng, alumnium, krom, tin, adapula yang berwarna kuning seperti emas, tembaga dll.  kilap logam ini akan cepat hilang untuk logam-logam yang bukan merupakan logam mulia, hal ini disebabkan oleh kereaktifan logam yang tinggi terutama oksidasinya dengan oksigen diudara.  Logam membentuk oksida logam ketika reaksi dengan oksigen:

Persamaan reaksi totalnya adalah:  x M(s) + y O2(g)  –> MxO2y(s)

Oleh karena itu paling utama dalam mengelola warna logam tetap awet adalah melindungi permukaan logam dari oksidasinya.

Beberapa oksida logam sangat erat melekat pada logamnya sehingga melindungi proses oksidasi lanjutan sehingga logam akan terlindungi dari reaksi oksidasi yang merapuhkan karakter logam itu sendiri.  Hal ini terjadi pada logam-logam seperti alumunium, krom, dan campuran-campurannya.  Bahkan oksida yang transparan membuat kenampakan seakan-akan tidak ada oksidasi yang terjadi, karena warna logam hampir tidak terkurangi.  Tetapi tidak demikian dengan logam besi, oksida besi sangat rapuh dan terangkat dari logamnya, sehingga memberikan efek percepatan reaksi oksidasi karena terjadinya situs-situs positif dan negatif.

Warna logam dan campurannya

Pewarnaan logam dapat dilakukan dengan memanfaatkan warna logam dan campurannya, misalnya warna tembaga-cobalt memberikan efek warna coklat sampai hitam yang indah tergantung komposisi dan suhu maupun logam yang diwarnainya.  Pewarnaan dengan pencelupan memanfaatkan reaksi pendesakan logam-ionlogam

M1(s)  +  ion M2(aq) + ion M3(aq) –> ion M1(aq)  +  M2(s) + ion M3(s)

dimana logam M2 dan M3 hasil reaksi menempel pada permukaan logam M1 sebagai subtrat (benda kerja)

Warna-warna garam komplek

Logam dengan senyawa-senyawa organik dapat membentuk komplek dengan warna-warna khusus yang indah.  Oleh karena itu jika logam benda kerja dimasukkan pada senyawa organik yang dapat membentuk senyawa komplek maka senyawa komplek akan terbentuk dan menempel pada permukaan logam sebagai benda kerja dan membentuk warna sesuai dengan komplek yang terbentuk.

M(S) + ion H(+) –> ion M(+)(s) + H2(g)

ion M(+)(s) + R-org –> M(R-org)(+) yang berwarna

yang perlu diperhatikan akan menjaga agar senyawa komplek tidak larut lagi dalam air karena pada umumnya senyawa komplek larut dalam air.

Persiapan permukaan benda kerja

Benda kerja disiapkan dengan pembersihan dan memberikan efek pori-pori akan mudah menyerap sistem garam maupun logam lain.  Ini dilakukan dengan memanfaatkan reaksi logam dengan asam.  Beberapa campuran asam pada umumnya digunakan, reaksi asam dan logam seperti pada reaksi yang ditunjukkan di atas.

Beberapa catatan tentang pewarnaan yang banyak digunakan adalah sebagai berikut:

Penggunaan pencelupan asam
1. Sulphuric Acid dan Asam nitrat dalam air
2. Sulphuric Acid,  Sendawa dalam air
3. Kuning aqua fortis, asam Sulfat, asam Muriatic ,  dalam air.
4. Hydrofluoric acid,  Asam nitrat,  garam.

Catatan: jangan mencoba di rumah tanpa pengawasan dan pengalaman.

<Edited>

Logam Alumunium

A.  Persiapan Logam Dasar

Aluminium yang akan diwarnai harus dibersihkan dulu dari pengotor dengan larutan NaOH panas, kemudian larutan HCL encer dan dibilas dengan air, lalu dikeringkan.

B.  Persiapan Pewarna:

Beberapa jenis warna dibahas di bawah ini:

a.  Warna Hitam:

1.  Amonium khlorida   125 ml

2.  Kalium Nitrat   32 gr

3.  MTK 450S     65 gr

4.  MTK 44CA    32 gr

5.  Aquades          3,8 Lt

atau menggunakan formula lain:

1.  Kalium permanganat    10 gr

2.  Asam nitrat                        4 gr

3.  MTK 420 S                       25 gr

4.  Aquades                              1 Lt

Cara Kerja:

1.  Semua bahan dicampurkan dalam wadah plastik tahan panas atau stainlessteel dan dipanaskan kira-kira 80 derajad celcius.

2.  celupkan aluminium sehingga terlapisi warna hitam rata.

b.  Warna Biru

Persiapan Bahan

MTK 370 S                     500 gr

MTK 380 S                      500 gr

Aquadest                         1 Lt

Cara Kerja :  Seperti cara kerja di atas

Beberapa yang dapat dicoba pada tabel 1

Tabel 1 Bahan pewarnaan logam

ZAT W    BRASS                                                                                 SENG
BIRU    HIJAU    HGREEN    COKLAT    HITAM    HITAM    COKLAT
390S                                                                                 768 g                           48 g            16 g
400S                                   256 g                                                                                              16 g
410S                                                                                                      384 g
420S
430S
440S
450S
460S                    75 g
470S                   260 g    256 g        192 g
480S                                                                               176 g                                                 16 g
490S
NH4Cl
HNO3
HSO4
HCl
As Aset
KCl                                                                                                                                48 g
KNO3
KMnO4
FeNO3                                                    32 g
NiSO4                                                                                88 g
NH3                                                                                                         1 g
White Arsenic
H2O                                   5 L           5 L        5 L            5 L               2,5 L               1 L            5 L

Like