无公害陶瓷釉上装饰材料耐洗碗机性能及机理研究

本项目针对日用瓷铅镉溶出超标和耐洗碗机性能差等两大问题，在碱硼硅系统熔剂的基础上通过合理设计熔剂的组成、配比和改性，研制无公害低温熔剂和陶瓷釉上装饰用颜料及花纸，采用XRD、FESEM、FTIR、Raman光谱、EPMA、FESEM（EDS）、XRF等先进的测试手段对熔剂与装饰材料耐洗碗机性能测试前后组成的变化、材料的腐蚀外观等进行表征，利用发光X射线的化学移位分析洗碗机测试前后熔剂玻璃中原子价态、配位数、原子间距和键角的变化，探讨熔剂中各组分对材料耐洗碗机性能的影响及其规律。通过分析各类洗涤剂的基本组成成分，模拟洗碗机工作环境，研究无公害低温熔剂及系列装饰材料的耐洗碗机洗涤腐蚀的机理，建立其腐蚀日用餐具的数学模型和无公害陶瓷釉上装饰材料耐蚀性的评估体系，从而有针对性地指导和调整陶瓷釉上装饰材料的组成与结构设计。

洗碗机作为 “人手的第二次解放”，在国内外的普及率已很高，但是普通日用炊餐具尤其是釉上装饰产品均不能达到欧盟耐洗碗机清洗性能标准。针对此，本项目研制了研究无公害釉上装饰材料（不含铅、镉、砷、锑、铋、钡、硒等ISO已作规定以及尚未规定但已证实对人体有害的元素）及所用熔剂，并通过组成设计和对熔剂的网络改性，探讨了熔剂组成及显微结构与其耐洗碗机碱蚀性能之间的关系，获得了耐洗碗机性能优异的釉上装饰用熔剂，并对常用的红蓝绿色料的制备和耐蚀性展开了研究。采用模拟耐洗碗浸泡测试、光泽度计、热膨胀仪等对材料的各项性能进行测试，并采用X射线衍射分析（XRD）、傅里叶变换红外光谱分析（FTIR）、Raman光谱、场发射扫描电镜（FESEM）与能谱（EDS）、透射电镜（TEM）、X射线荧光光谱仪（XRF）、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP)等先进的测试手段对熔剂、装饰材料组成、耐洗碗机性能测试前后组成的变化、材料的腐蚀外观等进行表征，系统探讨了熔剂中各组分对材料耐洗碗机性能的影响及其规律，研究了碱硼硅系统无公害低温熔剂耐洗碗机洗涤腐蚀的机理。并将在ICP光谱测试结果的基础上，进一步建立熔剂玻璃体在洗碗机洗涤剂中腐蚀的动力学模型。本项目的实施，从根本上解决日用陶瓷出口的铅镉溶出超标及耐洗碗机性能差这二大难题，进而指导耐洗碗机无公害釉上装饰材料的研发，促进日用陶瓷产品的更新换代，既能打破发达国家对我们的技术封锁、亦能增加出口创汇，具有极大的经济和社会价值。通过本项目的实施，发表学术论文15篇，培养博士、硕士研究生8人，申报获批国家发明专利8项。