日用陶瓷铅溶出量超标的原因及对策＊

唐志阳

（无锡工艺职业技术学院 江苏 宜兴 214206）

日用陶瓷铅溶出量超标的原因及对策＊

唐志阳

（无锡工艺职业技术学院 江苏 宜兴 214206）

氧化铅（PbO）是日用陶瓷釉料中常用的助熔剂，是陶瓷行业制釉的优质原料，最早应用于陶瓷装饰。但铅是重要的生物毒性元素，严重威胁着人们的身体健康。笔者从我国目前的日用陶瓷生产条件出发，分析了日用陶瓷中铅溶出量超标的原因，提出了一些降低铅溶出量的方法。

日用陶瓷 铅溶出量 超标 对策

随着世界经济的发展，人们生活水平的日益提高，对日用陶瓷餐具不仅追求其经济实用、时尚美观，还要求它绿色环保、无菌无毒、安全可靠。铅、镉、汞被人们称为工业三大污染重金属元素，其中铅广泛地存在于陶瓷制品中，是各国对陶瓷制品卫生安全标准中必检的元素指标，因此，各国政府对陶瓷制品铅溶出的问题越来越重视，对陶瓷制品各部位铅溶出量制定了完整的强制性的国家标准。我国和美国FDA关于日用陶瓷铅溶出量的标准如表1、表2所示。

表1 GB12651—2002日用陶瓷铅、镉溶出量的极限

表2 美国FDA对日用陶瓷铅、镉溶出量的极限

日用陶瓷表面附有含铅成分的玻璃层，不仅能增加陶瓷机械强度和表面光泽度，还能增添艺术装饰效果。

日用陶瓷绝大部分被用作食用工具或用于装盛食物，这些食品容器表面若残留铅毒性元素，它就会通过扩散、渗透，溶解到食物中，随着人们食用食物而进入到人体，造成铅元素在人体中积累，一旦摄入过量的铅，就会引起各种病变，甚至死亡。所以严格控制日用陶瓷制品中铅溶出量，使其能满足国家标准和美国FDA标准，是我国日用陶瓷行业的发展方向和必经之路，也是扩大出口量、提高陶瓷企业经济效益的关键所在。

1 釉中使用氧化铅的原因

1.1 助熔作用

氧化铅的熔化温度为886℃，并且从K2O－PbOSiO2相图可知，PbO与SiO2、K2O在中低温下就能形成很低熔点的化合物，如在715℃左右时生成3PbO·2SiO2，促使铅釉在低温下熔融，降低釉烧温度。

1.2 降低釉的表面张力

PbO在1 000℃时，表面张力为128μN/m；瓷釉熔体在1 000℃时，表面张力为250～280μN/m。因此，当PbO加入到釉中时，能够降低釉的表面张力，从而有助于提高制品表面的均匀性和光滑度。

1.3 降低熔体的粘度

粘度的大小是由熔体中硅氧四面体网络连接程度决定的，O/Si比值越大，粘度越小。釉中加入PbO，不仅能增大O/Si比值，而且由于Pb2＋具有极性，能减弱Si－O的化学键，降低釉的粘度。

1.4 增加釉面的光泽度

由于PbO的折射指数高，所以PbO的引入能使釉具有较好的光泽度。

1.5 拓宽釉的烧成温度范围

生产实践证明，铅釉的成熟温度要比无铅釉的宽。

1.6 有利于着色氧化物发色

铅釉的颜色范围很宽，大多数着色氧化物一旦加到铅釉里，都会产生柔和光亮悦目的色调。不同温度下的铅釉颜色都很漂亮，适用性强。

2 日用陶瓷制品铅溶出量超标的原因

2.1 日用陶瓷制品表面釉彩烧成结构影响铅溶出量

陶瓷制品表面釉彩烧成结构是指陶瓷在烧成过程中，由表面施加的釉和颜料经过相互熔合、渗透、扩散、冷却、熔结等过程而形成的表面层结构。如果釉与颜料在熔融或接近熔融状态烧结而成，在陶瓷制品表面就会形成一层致密、光滑的玻璃状结构层，该致密性的玻璃层结构保护着颜料中的铅不被4%（V/V）乙酸溶出，使制品铅的溶出量检测结果偏低；反之，若釉和颜料在烧成温度不能形成一层致密的玻璃状保护层，颜料虽与釉面有一定的烧结、熔合，颜料只是依附在釉的表面上或形成的玻璃状保护层不够完全，则颜料中的铅在4%（V/V）乙酸浸泡液中处于“露”或“半露”状态，铅易溶出，造成检测结果偏高。

2.2 釉上彩日用陶瓷制品的铅溶出量易超标

釉上彩装饰是在烧成的陶瓷釉面上通过不同的方法进行彩饰，然后在较低温度下（600～900℃）进行彩烧，使产品表面具有彩色画面的一种装饰方法。铅除作为釉彩颜料的熔剂成分外，另一重要作用是产生光泽、提高画面的装饰艺术效果，虽然知道铅是一种生物毒性元素，我国和美国的检测标准对它的限量控制非常严格，但由于铅特殊的物理、化学性质使它在陶瓷釉彩颜料配方中占有独特的席位，到目前为止还未找到具有类似性质的替代品，一些试制的无铅釉彩颜料装饰效果都不尽人意，其画面光亮度差。

釉上彩陶瓷制品的烧成温度一般为750～850℃，没有达到釉层的熔融温度，颜料不能沉入到釉层中，只是紧贴于釉层表面，即装饰颜料与釉不能在陶瓷彩绘画面上形成一层很薄、致密的玻璃层，从而导致颜料中铅易溶出，铅的溶出量超标。釉中彩由于颜料中的铅成分被釉“包裹”住，铅不易被溶出。釉下彩由于颜料完全被釉罩住或覆盖，颜料中的铅很难被4%（V/V）乙酸溶出，所以釉中彩和釉下彩日用陶瓷制品的铅溶出量偏低。

2.3 烧成温度对铅溶出量的影响

玻璃层的形成一般与烧烤温度有关，温度越高越有利于玻璃层的形成，但是烧成温度是受到严格限制的，有的装饰画面在烧成过程中因颜料成分的熔化、扩散，而使画面“走形”，釉熔化产生的流动也会破坏画面，而且温度过高还会使制品产生裂缝、变形等。铅的溶出量不仅与制品的釉彩颜料、烧成温度有关，还与颜料配方中含铅量的高低，施釉彩颜料的厚度、面积，制品在窑炉中所处的位置有关，烧成工艺、浸泡液等因素的不同，其铅的溶出量也不同。

3 降低日用陶瓷铅溶出量的途径

3.1 制定适宜的釉彩颜料配方

综上所述，铅主要来源于釉彩颜料，因此要严格控制颜料配方中铅的含量。大力发展釉中彩和釉下彩，少用釉上彩。在采用釉上彩时尽量选用含铅量低的贴花纸和手绘颜料。

3.2 选择辊道烤花窑进行彩烤

对同一产品、同一花面，如选用不同结构烤花窑炉，彩烤后制品的铅溶出量大不相同。研究表明，辊道烤花窑具有操作方便、劳动强度低、热效率高、窑内温差小、通风效果好、彩烤周期短、产量大、铅溶出量低等优点，并且彩烤时应选用优质重油作为燃料。

3.3 彩烤时加强通风

500℃时，花纸及颜料中的铅大量被挥发，在高温下有一部分呈气态扩散在烤花窑内，并会逐渐地流向低温阶段。如果窑内通风不良，不能及时地将其排到窑外，由于铅蒸气的密度比较大，它又会重新沉积在瓷器的表面。若能加强通风，及时地将铅排出窑外，就可达到降低制品铅溶出量的目的。

3.4 将制品多次彩烤

如果第一次彩烤的制品铅溶出量较高，可重复地彩烤，颜料中铅溶出量会随彩烤次数的增多而减小，但重烧时温度不能超过初烧时的彩烤温度，否则产品的金边会减薄或断线条。

3.5 用酸处理

1）将不合格制品在2%的硝酸溶液中浸泡7～12h，取出后用清水冲冼擦干即可。这种处理方法，效果明显，成本低。

2）按铅溶出量检测方法用4%～20%（V/V）的乙酸浸泡产品24h以上，然后再更换一次浸泡液，用4%（V/V）的乙酸浸泡液浸泡24h±20min，检测第二次浸泡液铅的溶出量，若没超标，则按该法处理的产品可以出厂；若还超标，可采用4%（V/V）的乙酸3次或4次浸泡“去铅”，直至达到要求。该处理方法既适用于处理偶然“失手”状态，又适用于高成本的“超铅”产品。有条件的企业可建立一个“去铅”处理车间，在自检部门的配合下专门处理一些易超标或已超标产品。另外，在日用陶瓷釉上彩和“唇边”装饰中不要艳装浓抹，而要少染彩料，点到为止；配备检测设备和检测人员，随时抽检每批产品的铅溶出量，制定出严格的质量管理机制和测控体系；把好原料、用水、燃料和釉彩颜料的质量关，防止生产中多出的废液、废渣、废气造成再次污染。

4 结语

PbO能赋予陶瓷制品诸多的优良性能，所以各国釉料及花纸中都含有一定量的PbO。铅的加入提高了制品的表面质量，同时也增加了出现铅溶出量不合格品的隐患。铅的溶出量与制品的釉彩颜料、烧成温度、颜料的配方等有关，即使是同一配方烧成的产品，由于施釉的厚度、面积、制件在窑炉中所处的位置、烧成工艺、萃取液等因素不同，其铅的溶出量也不同。各陶瓷厂应该根据本厂具体的生产工艺，既要保证陶瓷制品的表面质量，又要采取合理的方法，降低铅的溶出量。

1 余端略，潘荣.日用陶瓷铅溶出量的检测与釉彩颜料 .中国陶瓷，2005（5）：12～15

2 蔡连和.氧化铅在陶瓷釉料中的应用.陶瓷工程，1995（5）：20～22

3 陈国清.日用陶瓷铅镉溶出量超标的原因及其控制.陶瓷工程，1997（6）：11～13

TQ174.4

A

1002－2872（2011）04－0019－02

唐志阳，本科，副教授；主要从事应用化学教学及研究工作。E－mail：tangchungod@126.com