卫生陶瓷母模胎型及发展趋势

王同言

摘 要：本文列出了卫生陶瓷常用母模胎型的种类、制作方法以及优缺点，分析了母模胎型的发展趋势，对卫生陶瓷企业有一定的借鉴指导作用。

關健词：卫生陶瓷；母模胎型；优缺点；制作方法；发展趋势

1 前言

母模胎型（也称凸胎）是制作卫生陶瓷大生产用石膏模的“模型”。母模胎型是卫生陶瓷生产的基础，其质量的好坏，对石膏模型质量和卫生瓷生产能否正常进行至关重要。随着卫生瓷行业技术进步，母模胎型也在不断进步、更新和发展。从卫生瓷母模胎型发展而言，经历了石膏母模、玻璃钢母模、水泥母模、树脂母模等阶段。需要说明的是，母模胎型在某个时期并不是孤立存在的，而是兼而有之，兼而使用。各种母模都有其优缺点，企业应根据实际情况，从产量、方便、快捷、寿命、成本、模型质量等各方面综合考虑而定。本文对卫生瓷生产常用的母模胎型及制作方法进行介绍，并阐述了母模胎型发展趋势。

2 石膏母模

石膏母模是卫生陶瓷生产常用的母模胎型，俗称石膏胎（灰胎）。它具有材料经济、制作简便、制作快捷等优点。但寿命短、使用次数低（一般只有50～80次）。故现在企业一般用于小批量生产未定型的产品或试验性产品，大批量生产模型很少采用。它是在石膏粉中掺加20%的500号水泥，形成灰料。加入水泥的目的：一是增加石膏母模的强度；二是克服石膏膨胀（具有减胀的作用）。制作方法：先由原型（原胎）制作模种（标准模或称凹胎），模种的灰料与水的比例一般为1.5：1；然后由模种制作母模胎型，母模的灰料与水的比例一般为1.7：1（注：各种母模胎型制作所用的模种都是以这种石膏水泥灰料为材料制作的）。

3 水泥母模

水泥母模比石膏母模先进了一步，是目前卫生陶瓷生产常用的母模胎型，俗称水泥胎。它具有材料经济、制作简便、使用寿命长的特点。其使用次数比石膏灰胎明显延长，可达1500次以上，故一般常用于生产量大、定型的产品。它使用的材料是500号水泥和120目细硅砂以及水磨石渣料。其制作方法和步骤如下：

（1）制备脱模剂：聚乙烯醇：水：酒精=1：7：10。方法是聚乙烯醇与水用水溶法加热溶化后再逐渐加入酒精，搅拌均匀。

（2）检查模种质量。包括对口缝隙、双面吃浆厚度、内表面光滑平整度等，出现问题及时处理，合格后投入使用。

（3）将模种按石膏母模的制作方法用围档物围好、固牢，涂擦洋干漆，凉干。然后刷一层脱模剂。

（4）水泥和细硅砂的比例为1：1，混合均匀，加入适量的水（水灰比为0.5：1），用铁锹混合均匀（如同和泥），形成水泥砂浆。

（5）将混合均匀后的水泥砂浆用铁锹放入围好的胎模围档内。

（6）用振捣棒振动，使浆体流到胎模的各个角落。水磨石渣料根据实际情况适当加入。

（7）浇注振动完后，在上面围出挡水堰，加水养护。并在上面苫盖好塑料布（保证湿度）。

（8）要有人看护，不能缺水，确保正常养护，提高水泥强度。

（9） 养护10～15 d后，180°翻转工作件，修整接茬面，用与石膏母模同样的制作方法配模帮（模套）、注上盖。

（10）取出模种。撕去脱模剂薄膜，用稀水泥浆等堵平表面的气泡，用水砂纸蘸水修磨母模表面，使其平整、光滑；修整模套和上盖，合好胎型、固牢。

（11）胎型晾干后，使用面喷漆3 ～ 4遍。晾干后待用。

4 玻璃钢母模

石膏母模虽然制作容易、成本低，但其有明显的缺点，就是强度低，表面粗糙，使用寿命短，注出的模型质量也不理想，生产中需要频繁地制作，工作量很大，费时费料。水泥母模虽然成本也低、使用次数比石膏母模大大提高，但制作周期长、笨重、石膏模型表面质量并没有明显提高。玻璃钢母模是用糊制法做成的，其表面光滑，使用寿命长，注出的工作模型质量高，是卫生陶瓷生产中较为理想的胎型。这种胎型适用于定型、生产量大的品种。其制作方法和步骤如下：

4.1 使用的材料

（1）不饱和聚酯树脂。它是制作玻璃钢胎的主要原料，和玻璃纤维布粘合在一起形成坚硬的复合材料，具有耐酸碱、强度大、重量轻的特点。

（2）过氧化环已酮、环烷酸钴。前者为催化剂，后者为凝固剂。树脂中加入这两种原料后能够较快硬化。

（3）玻璃纤维布。在树脂中起骨架作用，以利于增加强度。一般内表使用0.1 mm的，其它各层使用0.5 mm的。 （4）聚乙烯醇。是脱模剂，它与酒精和水按一定的比例制成脱模剂。制胎时，在模种表面涂上一层脱模剂，形成一层塑料薄膜便于脱模。

（5）丙酮。是一种溶剂，可以溶解树脂，用它来洗刷工具。

（6）铁架。为受力部位增强筋，支承重量和防止胎型变形。

4.2 工艺制作流程

4.3 制胎顺序及技术要求

4.3.1 模种的准备

制作模种或选用质量优良的工作模型，严格检查核对尺寸，修整内外表面，做到内外表面光滑平整无气泡，对口缝隙小于0.3 mm。在分次糊制的拼合处，要事先用石膏做好边框托架，以便于糊制边框法兰。模种（型）应做到干燥（水份小于1%），表面进行抛光处理，再用软刷均匀涂刷一层脱模剂。

4.3.2 制胎操作

①配制聚酯树脂溶液（方法见工艺制做流程）。

②制作开始时，在涂有脱模剂并干燥后的模种上用毛刷均匀涂刷一薄层配好的树脂液作表层。

③待表层树脂基本固化（用手接触稍感发粘，但不粘手时），再涂一层树脂液。同时把已剪好的小块薄玻璃布小心铺贴一层，用刷子压实紧贴模种表面，以使树脂沿玻璃布浸透上来。玻璃布搭接处不能落空或存在气泡。

④第一层布贴完后，稍硬（约2 h左右），再按上述程序继续涂刷树脂，铺贴2 ～ 6层玻璃布（采用较厚的），每一层应注意铺实，不能有气泡。endprint

⑤在铺贴最后1 ～ 2层时放入铁架。为防止变形，在受力部位涂刷加有填料（石渣、瓷粉）的树脂，然后放入铁架，铺贴玻璃布包住铁架。

⑥放置1 ～ 2 d待基本固化后，小心翻转，去掉法兰框的石膏架，用同样的方法糊制外表面。

⑦脱模与修边。放置7 ～ 10 d充分固化后脱模。脱模时用钢锯把法兰边四周的毛边锯掉，然后用木制工具小心脱模。用酒精擦洗表面脱模剂。

在制作玻璃钢胎时，还可以采用环氧树脂。其制作工艺同聚酯树脂，配制方法：

环氧树脂：二丁酯：乙二胺=100：20：20

其中，二丁酯为稀释剂，乙二胺为固化剂，操作时将树脂按配比与二丁酯搅拌均匀后再加入乙二胺，将其搅拌均匀即可使用。脱模剂为乙烯：甲苯=15：100。

由于玻璃钢胎制作中所使用的材料环已酮、丙酮、胺类都有一定的毒性，给操作者带来不便。目前有些厂家寻找无毒性的固化剂已取得效果，使玻璃钢胎的制作工艺大为改善。由于玻璃钢胎在使用过程中要承受石膏工作模的全部重量，因此在制作中除在底部受力面预先用扁铁焊制支柱铁架外，还要在制品薄弱部位糊出骨架或采用局部加强筋的办法来弥补。

另外，由于树脂及其调制树脂使用的化工原料和玻璃布细屑对人体有害，为保证操作者的身体健康，制作玻璃钢胎应有专用的通风作业室，且配有排尘设备，同时操作工在制作中要穿工作服、带胶皮手套及防尘口罩等。

5 树脂母模

以聚酯树脂、过氧化环乙酮（催化剂）、环烷酸钴（凝固剂）及玻璃纤维布糊制的玻璃钢母模，比石膏加水泥制作的母模和水泥母模轻便得多，也比较规整，但因糊制的厚度较薄，所以这种胎模在使用中有一个最大的缺点——易变形，使用寿命也不太理想。一旦玻璃钢母模变形，用它浇注的模型缝隙大，注浆的模型易漏浆，不但影响到产品的质量，同时也缩短了模型的使用寿命。另外，制胎时所用材料气味大，劳动环境恶劣。为了改进上述玻璃钢母模制作工艺，克服其缺点，进一步提高胎模的使用寿命，下面介绍一种无毒无味、无收缩树脂母模。它的特点是：制作用的材料无毒无味，尺寸规矩，坚固耐磨，光滑度好，经久耐用且永不变形，越使用表面越光滑。这种浇注的树脂母模比传统糊制的玻璃钢母模大幅度提高使用寿命，可以说是长效永久性母模。如果不用重物碰击它是不会损坏的。一旦损坏，用环氧树脂、聚酰胺树脂混合后把损坏处粘上，仍可使用。所以，浇注制作的树脂母模是目前最理想的母模。其用浇注法做成，表面光滑，使用寿命长，注出的工作模型质量高。这种胎型适用于定型、生产量大的品种。其制作工艺方法如下：

5.1 原料的选用

传统的玻璃钢胎模使用聚酯树脂、过氧化环乙酮、环烷酸钴等原料。在制作过程中放出有毒难闻的气味，对操作者的身体健康危害大；同时，它的凝固速度缓慢，而固化后收缩很大，易变形。如果用这些材料来浇注50 mm厚的樹脂母模显然是不适用的。用来浇注树脂母模的化工原料必须具备固化速度快、收缩小、不易变形、硬度大的特点。我们以优质环氧树脂为基本原料，以聚酰胺树脂为固化剂，以丙酮为稀释剂，以石英砂为主要骨架原料。所用原料技术要求见表1。

这些材料在使用中，无毒、气味小，是浇注树脂母模的理想材料。

5.2 配方

材料的配比参数见表2。

5.3 制作工艺流程

5.3.1模种准备

待用的模种刷匀脱模剂。脱模剂要刷的均匀而平滑，待脱模剂干后，将模种扣好，外围紧固，待浇注树脂复合胶液。

5.3.2复合树脂胶液混合与胎模浇注

首先将环氧树脂按比例称好放置于容器中，同时在电热水浴锅上慢慢加温，不断搅动，并将称好的丙酮溶液倒入环氧树脂中，使环氧树脂充分稀释。将称好的聚酰胺树脂倒入环氧树脂稀释溶液中，并不停地搅动，同时加入色剂。待环氧树脂稀释液和聚酰胺树脂及色剂混合均匀后，按比例慢慢加入石英砂，并搅拌均匀，迅速将制好的复合胶液浇注于准备好的胎模中。如一次不能浇注满，可再混合一次，分两次或三次浇注也可。胎模浇注满后，进行表面修整。然后在25℃以上室温中放置12 h固化。固化后再巩固12 h即可拆去外胎围，再次进行修整工作。

5.3.3脱模处理

经巩固24 h后，树脂胎模完全固化，成为一个坚固的复合物固化体——树脂母模。此时，要按时去掉外胎围，从中取出模种。用100号水泥纸细磨内部，去掉粘在上面的脱模剂和粘结的石膏碎渣。用水冲洗光滑，然后再配置一个高度合适的角铁底坐架，以便在生产模型时操作便利。

5.4 脱模剂的配制

所用脱模剂是一种聚乙烯醇溶液，把它刷在模种上，冷却后出现一层光滑的薄膜。它不但起到便于脱模的作用，而且能使浇注的胎模保持光滑的表面。脱模剂的配比见表3。

制作脱模剂的过程如下：

先称取一定量的温水放于容器中，并把放入温水的容器放于电热水浴锅上不断加温。然后按比例再称取一定量的聚乙烯醇慢慢放入温水中，不断搅动，并在电热水浴锅上不断加温。待聚乙烯醇溶于热水中后，再把称好的酒精（经加热后）慢慢倒入聚乙烯醇水溶液中，并且不断搅动和加温。在蒸制过程中不停搅动，不允许在溶液中出现沉淀物质（一旦出现沉淀物，此溶液报废，应重新蒸制）。配好的溶液应是无色透明，无沉淀物。制好后，可立即使用。使用剩余的溶液，应把容器盖封严保存，以备再用。

目前一些厂家为了方便，已不再制作、使用这种脱模剂，而是用黄油替代涂擦模种表面，使用效果良好。

6 卫生陶瓷母模胎型发展趋势

从我国母模胎型的发展历程看，母模的材质一般经历了三个阶段：即50 ～70年代石膏水泥母模（浇注的），70 ～8 0年代玻璃钢母模（糊制的），90年代开始的树脂母模（浇注的）。水泥母模是在树脂母模基础上派生出来的。各种母模因各有其特点，故至今仍同时并用。其对比情况见表4。

树脂母模是80年代末期由国外引进消化的新技术，在我国90年代开始盛行。其优点是表面非常光滑，胎体不变形，使用寿命长，故浇注生产的模型很光洁，对口缝隙很小（0.3 mm以下），整体模型质量好，最适用于生产立浇双面吸浆、有活块或有多块模的复合模型，以及定型生产量大的质量要求很高的模型。其缺点是制作周期较长，成本高；脆性大、易磕碰掉块，损坏后不易修复。有的企业为了降低制造成本，研制成功了一种水泥树脂复合母模，也是采用浇注法成型。它是用水泥做模底大身，内表面挂一层树脂，大大降低了制造成本。

在当前树脂母模中，有一种先进的树脂母模（日本东陶技术）。其综合采用了我们所使用的玻璃钢母模（重量轻）和树脂母模（表面光洁）的优点，克服了我们使用的胎型母模的缺点，即：玻璃钢母模的易变形以及树脂母模的笨重、易磕碰掉块。并在母模的工作面上做成一种如同橡胶的弹性材料，厚度约为10～15 mm，其目的是使形状复杂的模型顺利脱模，从而达到减少分块、利于生产质量的目的。它使用胶合板材料作为母模胎体和外套的骨架，并糊制玻璃纤维布，增加了强度、克服了变形，同时母模重量轻。它是目前最先进的母模胎型。目前仅有少数厂家使用和掌握了此项技术，此种胎型是卫生陶瓷母模胎型的发展方向。

目前还有一种制作母模的材料是用树脂母模石膏。制胎水灰比为1：（2 ～2.5），其特点是强度高、膨胀小，制成的母模胎型有石质感。这种材料是石膏粉内部组成有树脂和防膨胀剂，浆体流动性好。但由于其价格很高，这种材料仅在国内少数厂家使用。endprint