浅谈绿色陶瓷的现状与展望

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　　长期以来我国传统陶瓷行业对环境资源问题重视不够，生产工艺落后，资源、能源消耗很高，固体废弃物处理，再利用困难，有毒有害物的排放，释出污染严重，对人体健康造成极大危害。为此，坚持树立绿色理念和环保意识，对传统陶瓷材料和制备方法及材质进行改造和更新，以满足人们对生活质量对环境愈来愈高的要求。
　　笔者认为提高陶瓷附加值的手段主要还是依靠装饰，而陶瓷装饰材料包括釉料固体颜料、液体颜料、贴花纸等材料，除色坯、色釉彩装饰外，装饰的主要方法是釉上彩、釉中彩和釉下彩，其中，釉上彩有装饰手法灵活，花色品种繁多，色彩丰富多样，烧烤温度较低等特点，但是，由于釉上彩颜料，花纸等所用熔剂、色剂中含有对人体极为有害的铅、镉等元素。以致降低釉上彩的铅、镉溶出量一直是困惑陶瓷行业的老课题与大难题。若用色釉装饰或用骨灰瓷之类的釉料，其釉也多采用含铅熔釉块，同样存在铅毒问题，大大限制了其在陶瓷餐具上的应用。
　　目前，我国出口瓷因铅、镉溶出量超标退货的例子屡见不鲜，釉上彩日用瓷除运往中东，非洲外在其它国家和地区大多受阻，少数能出口的厂家也都是采用进口花纸或从境外进口颜料后境内加工成花纸，而目前深受国内外消费者欢迎的传统名瓷釉上粉彩只能改用釉中彩的方式来实现，仅景德镇市就有2万多名粉彩从业人员因此下岗或转行。
　　随着人们对自身健康要求和环保意识越发的增强，解决数十年来困惑陶瓷行业的铅镉熔出量这个大难题，已到了迫在眉睫的时候，这既是摆在我们广大陶瓷工作者面前的当务之急，同时也必须引起政府和全陶瓷行业的高度重视。
　　
　　一、陶瓷装饰材料中的溶出元素
　　
　　陶瓷的釉层或颜料中除采用铅原料以外，还有锌、砷、锑、镉、铜和钡等金属或其氧化物，它们的熔出物均有不同程度的毒害性，必须引起注意。含铅的颜料或釉，有折射率高，光泽度好，呈色纯正，熔融温度低且范围宽，表面张力低，不易失透，透明性高等良好性能，所以被广泛使用，而铅进入人体后，有90~95%形成溶磷酸铅而沉积于骨骼，当各种因素使血液酸碱平衡变化时，又可变为可溶性磷酸氢铅而进入血液；引起内源性中毒，当与铅接触达到一定数量时，就会影响人的造血、神经、肾脏、血管和其它器官的功能。
　　比铅毒性更大的是镉，镉中毒的表现就是众所周知的骨痛病，所以ISO的镉溶出限定一般比铅严格的多。目前，釉上彩花纸用大红颜料，都是采用镉硒红色剂。砷是有剧毒的，原粉彩颜料中加入的白信石就是含As2o3度达99%的原料，主要作用是做粉彩颜料熔剂一玻璃白的乳浊剂，使粉彩混有“彩之有粉”的效果。它也可作低温釉的乳浊剂，能增加釉的光泽，由于它的剧毒性，现在的陶瓷装饰材料已基本不用，但仍还有少数颜料中引入氧化砷。
　　以上三种元素的毒性已被人们认识，但还有几种现已认定为对人体有害的元素并没有引起人们的重视，并大量用在陶瓷釉与颜料中，如锑化合物，和钡化合物，都是常用做釉的熔剂成份，因为含钡的玻璃折射率较高，光泽度较好，弹性好，热膨胀系数低，并能抵抗气氛作用保护呈色。在目前的无铅釉，高品质釉中，仍不同程度的存在着对人体有害的化合物质。
　　随着社会的进步发展，人类将对自身的健康长寿提出更高的要求，对这些元素的熔出限定也将会有新的认识。
　　
　　二、绿色陶瓷装饰材料的研究现状
　　
　　长期以来，国内外陶瓷行业都非常重视并致力开发绿色陶瓷装饰材料的研究，在上世纪80年代中我国老一辈的陶瓷专家就提出了要注意陶瓷材料中的锌、砷、锑、镉、铜和钡等金属或其氧化物熔出的毒害性。日本老一辈的陶瓷专家高广夫在90年代中期提出要考虑到将来被认定有毒的溶出元素会更多。近几年的研究中，殷书建等人考虑了铋有毒给予排除，将釉上颜料熔剂的研究重点放在了碱一硼硅酸盐系统上，刘贤纪樊震坤等人的研究考虑到钡化合物有毒，最后利用两、三种复合熔块制备无铅熔出釉，这些虽然只是从一个元素上考虑，但应该是符合绿色陶瓷新理念的。
　　去年11月在广西北流召开的中国硅酸盐学会陶瓷会《中国陶瓷工业发展思路及对策》学术研究上，认为21世纪，日用陶瓷的发展趋势是具有环保和保健功能的绿色陶瓷会倍受消费者的青睐，主要指在釉料中加入无机抗菌剂，生产抗菌陶瓷和加入远红外线纳米粉或电气石超细粉末制备远红外陶瓷，色釉料专家俞康泰教授在会上报告了一种可以取代包裹型镉硒红的绿色环保型色剂一钇铝红，这是非常有意义的课题。众所周知，目前，只有大红色剂镉硒红暂无法用其它无铅无镉的品种代替。在致力于绿色陶瓷装饰材料用釉料的研究中除了无铅无镉外，还不引入已认定对人体有害的铋、钡、锌等重金属元素，在熔剂的制备中还考虑了将一部分易挥发的组分预先合成的办法以改善生产环境，提高产品质量，从环境保护和人体健康的角度，提出对绿色陶瓷的新理念。
　　
　　绿色陶瓷装饰材料的研究动向
　　
　　绿色陶瓷装饰材料的研究，到目前为止多数还是定位在解决铅、镉溶出问题上。90年代前基本上是研究如何降低铅、镉的溶出量，90年代后，则重点研究如何使铅、镉不溶出（或降到最低点）和研究开发无铅、无镉溶剂、色剂。从总的趋势来说研究一直没有停止，但出现了二个高潮。一是70年代至80年代初，如我国在此期间就由原国家轻工部和外贸部把“降低陶瓷铅溶出量”的课题纳入国家重点科研计划，并组织了全行业攻关，当时的口号是为保卫我国瓷器一中国在国际上声誉而战。采用各种办法将铅降到了当时的国际标准，为祖国争得了荣誉。90年代初，由于美国食品医药局对铅、镉溶出允许量限定的修订和美国加洲极苛刻限量的制定，所以90年代又掀起了国际上的第二次高潮。
　　在90年代，我国陶瓷工作者也作出了许多不懈的努力，取得了一定的成果，特别是山东硅酸盐研究设计院从1992年以来就一直致力于“无铅无镉陶瓷釉上颜料的研究”项目，并在1996年立项为国家“九五”科技攻关项目的专题。但从所收集的资料来看，这一期间，研究力度还不够，陶瓷行业未能彻底解决铅毒这一难题。我国加入WTO后，面对日趋苛刻的形势，日用瓷出口正面临一个非常严峻的局面，尤其值得重视的是，陶瓷炊餐具中溶出的对人体有害的不仅是铅、镉，随着人们健康意识的增强，被认定有毒有害的溶出元素会更多。如已被认定的铋、钡、锑、锌、铜等，将来若限定这些元素的溶出量，我们怎么办？为了开发真正的绿色陶瓷装饰材料，我们要研究的问题还是很多，如对传统工艺的改造，制备技术的创新，原材料的选择，废弃物的处理、再利用等等，目前许多国家还在继续进行这些成果的技术转化工作，并开始以此为主要研究方向，一直到现在都没有中断。
　　
　　对绿色陶瓷装饰材料的几点思路与展望
　　
　　加入WTO后，我国陶瓷行业面临各种挑战，对日用陶瓷出口来说，第一道通行证就是铅、镉溶出量达标，而且要有适当的超前意识，考虑到将有可能被限定允许值的其它元素。此外，还应站在环境保护，人体健康的高度，树立绿色陶瓷的新理念，改造和更新传统陶瓷装饰材料的制备方法及材质，在此提出以下几点思路供同行商榷：
　　（1）要改变观念，不能认为铅溶出量可以达到要求即可，日用餐饮具装饰一定要走无铅，无镉的路。（2）用发展的眼光看问题，要考虑到将来限定溶出量的元素会增多，至少在近期的研究中，要考虑已认定为有毒元素铋、钡、锌等的溶出，尽量不引入或少引入，采用无毒无害的原料，是绿色陶瓷的决定性部分。（3）不断创新，开发新的色剂，以替代含铅、镉、锑、砷等有害元素的色剂，要减少有毒废水排放，注意酸洗液的回收，向“零排放”方向努力，确保长期使用安全、生产过程安全。（4）改造传统陶瓷装饰材料的制备工艺，采用绿色无机合成的办法，如水热法，凝胶法，先驱物法，共沉淀法等，合成陶瓷色剂或釉料熔剂中所需的某些组分，以减少挥发，实现（或部分实现）清洁生产。（5）更新传统釉料，颜料的材质，开发具有环保与保健功能于一身的新型陶瓷装饰材料，赋予传统陶瓷装饰材料的新活力。
　　当然，除了以上所述，还要合理地利用选择矿产资源，考虑废弃物的处理，再利用等等。绿色陶瓷装饰材料的真正发展需要我们陶瓷工作者长期不懈的努力，但我们坚信，有政府的高度重视和广大陶瓷工作者的努力，传统陶瓷装饰材料一定会走上绿色化的必经之路。
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