一种发热瓷砖及其制备方法与流程

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种发热瓷砖及其制备方法。

背景技术：

随着人们对冬季采暖功能性、舒适性需求的逐步提高，地采暖地板在我国逐渐为大众熟知并接受，且发热形式不断创新。目前，地采暖地板研制的重点为抗变形能力和发热层材料及结构，而忽视了地板自身的导热能力，通常需要消耗大量的能耗和时间，才能使地板和室内空间缓慢升温。木材的导热系数较低，一般为0.04～0.12w/(m·k)，不易散热也不易导热。市场上的地采暖地板由于木材缺少良好的导热性能，存在着升温时间长、温度分散不均、传热不稳定等行业共性问题。国内相关企业为提高地板的导热性能，在多层实木地板中间设置了金属导热层结构，不仅增加了地板的厚度、重量、成本，也影响了地板的质感。

石墨烯本身具有较好的导热性能，其独特的二维晶体结构赋予了石墨烯极大的比表面积，现有技术中有将石墨烯溶液涂布在木板表面制备成石墨烯导热层，并置于地板上下木板层之间，将置于下层木板内的发热体产生的热量，通过石墨烯导热层均匀地传递给上表面，但这种方法只是改善了地板中间层的导热性能，整体导热性能不佳。同时下层木板需要开槽，用以内置发热元件(电发热线或水管)，其生产工艺较为复杂，浪费能耗，且不适于批量化生产。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种易于铺贴，不占层高的发热瓷砖及其制备方法。

本发明实施例提供的一种发热瓷砖的制备方法，包含以下步骤：

s1清洗瓷砖，吹干；

s2将石墨烯或者官能化石墨烯与水性有机硅树脂使用超声釜超声混合，随即通过乳化机进行高剪切分散，完成后通过使用离心机离心纯化，随即得到发热涂料；

s3将导电材料通过光刻涂布机光刻引入瓷砖表面，形成特定结构的导电通路后，得到引入布线层后的瓷砖；

s4将发热涂料使用压力喷头喷涂附着至瓷砖上，再进行使用热固化机进行发热层热固化后，得到涂覆发热涂层后的瓷砖；

s5将保护层涂料通过使用压力喷头喷涂在瓷砖上形成保护层，并在使用光固化机完成光照后得到发热瓷砖。在其中一个实施例中，

s2中所述的超声釜的时长为0.01-120min,超声功率为0.1-20kw。

在其中一个实施例中，s2中所述的乳化机时长为0.01-120min,转速为500-20000rpm。

在其中一个实施例中，s2中所述的离心机离心转速为30-12000rpm,时长为0.01-15min。

在其中一个实施例中，s3中所述导电材料为导电胶、金属箔、导电胶带。其中导电胶为导电炭黑、导电石墨、石墨烯炭纳米管、水系粘结剂、石墨导电胶、铜粉导电胶、银粉导电胶、导电金胶、导电银胶、导电铜胶、导电铝胶、导电锌胶、导电铁胶、导电镍胶、导电石墨胶、导电硅胶、碳导电胶带、铜导电胶带、石墨填充型导电胶、聚噻吩类导电高分子材料导电胶、聚吡咯类导电高分子材料导电胶中的一种；所述金属箔为铜、黄铜、铝、镍和金属合金或复合金属箔中的一种；所述导电胶带为铜胶带或者铝箔胶带中的一种。

在其中一个实施例中，s4中所述的压力喷头的压力为0.1001mpa-50mpa。

在其中一个实施例中，s4中所述的热风干燥机的加热温度为30-300℃，风流量为0.001l/s-50l/s。

在其中一个实施例中，s5中所述的压力喷头压力为0.1001mpa-50mpa。

在其中一个实施例中，在s5中所述的光固化机波长为195nm-10um，光照强度为0.05lux-1000lux。

在其中一个实施例中，在s5中所述保护层涂料为复合硅酸盐隔热材料、无机活性保温材料、硅酸盐保温材料、陶瓷保温材料、胶粉聚苯颗粒、钢丝网采水泥泡沫板(舒乐板)、挤塑板xps、硬泡聚氨酯保温板、喷涂聚氨酯硬泡、eps泡沫板隔热材料、珍珠岩、硅藻土、石棉、岩棉、矿棉、蛭石、石灰石、空玻璃微珠、碳包覆隔热材料或聚氨酯阻燃防水卷材中的一种。

本发明实施例还提供一种发热瓷砖，由以上所述任意一种方法制备而成。

本发明实施例提供的发热瓷砖具有易于铺贴，不占层高，阻燃防火，不会热击穿，低电压驱动即可发热等优点。

附图说明

图1是本实施例的工艺步骤流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1，本发明实施例提供的一种发热瓷砖的制备方法，包含以下步骤：

s1将瓷砖使用拆包机进行拆包，拆包机包括定位系统与拆解机械臂，通过定位系统对瓷砖的尺寸进行计算，并进一步驱动机械臂执行拆解动作，对不同规格尺寸的瓷砖通过拆包机拆解开外包装，放在传送带上送往下一个工序。涉及的瓷砖尺寸从1mm*1mm-1200mm*2400mm。之后，使用喷淋头进行清洗，通过喷淋头清洗瓷砖，去除瓷砖背面的颗粒物与灰尘。喷淋头通过加压泵泵出具有一定压力的水雾，使瓷砖上的颗粒物溶解或被流动的液滴带走，将清洗完成后的瓷砖以高压空气进行吹扫，直至表面完全干燥为止。

s2将石墨烯与水性有机硅树脂将送入超声釜，进行预混合。超声时长为0.01-120min,超声功率为0.1-20kw。随即将物料送入反应器，进行高剪切分散，时长为0.01-120min,转速为500-20000rpm。完成后通过使用离心机将物料送入离心机，将分散不良的颗粒物沉淀下来。其中离心机的离心转速为30-12000rpm,时长为0.01-15min.随即得到发热涂料。

s3将导电材料使用光刻涂布机通过掩膜喷涂，激光功率0.1-10kw。将导电材料按照布线层的形式布置,布线层厚度0.1-200u。布线层形状包括叉指电极,平行极板,同心圆等。掩膜涂布引入瓷砖表面，形成特定结构的导电通路后，得到引入布线层后的瓷砖。

s4将电热涂料使用压力喷头喷涂附着至瓷砖上，通过喷头将电热涂料以雾状形式喷涂至清洁瓷砖表面，形成厚度0.1-100um的涂层。其中压力喷头压力为0.1001mpa-50mpa，再使用热风干燥机进行热固化后，通过加热清洁瓷砖表面的电热涂料，加热温度为30-300℃，风流量为0.001l/s-50l/s。使电热涂料固化形成发热层，得到涂覆发热涂层后的瓷砖。

s5将保护层涂料通过使用压力喷头喷涂，这是为了通过喷头将保护涂料以雾状形式喷涂至表面，形成厚度0.1-100um的涂层。压力为0.1001mpa-50mpa，在瓷砖上形成保护层，并在使用光固化机完成光照，通过光照射瓷砖表面的保护层涂料，使保护层涂料固化，后得到发热瓷砖。

实施例

实施例一

本实施例的一种发热瓷砖的制备方法，包含以下步骤：

s1将120mm*120mm的瓷砖拆包，之后使用喷淋头进行清洗，通过喷淋头清洗瓷砖，去除瓷砖背面的颗粒物与灰尘，将清洗完成后的瓷砖以高压空气进行吹扫，直至表面完全干燥为止；

s2将氟化石墨烯与水性有机硅树脂使用超声釜经行超声搅拌混合，超声时长为100min超声功率为500w随即将物料送入反应器，进行高剪切分散，时长为100min,转速为2000rpm，完成后将物料送入离心机，将分散不良的颗粒物沉淀下来。其中离心机的离心转速为1000rpm,时长为10min，随即得到发热涂料。

s3将碳导电胶带通过使用光刻涂布机通过掩膜喷涂引入瓷砖表面，布线厚度为200u，布线层形状为同心圆版。形成导电通路后，得到引入布线层后的瓷砖。

s4将电热涂料使用压力喷头喷涂附着至瓷砖上，通过喷头将电热涂料以雾状形式喷涂至清洁瓷砖表面，形成涂层。其中压力喷头压力为1mpa.再使用热风干燥机进行热固化后，通过光照射清洁瓷砖表面的电热涂料，加热温度为150℃，风流量为20l/s。使电热涂料固化形成发热层，得到涂覆发热涂层后的瓷砖。

s5将硅藻土通过使用压力喷头喷涂在瓷砖上形成保护层，其中喷头压力为10mpa，其波长为195nm。再使用光固化机完成光照，光照强度为100lux，完成光照后得到发热瓷砖。

经过测量，涂层厚度为700微米。将导电通路与5v电压连接，发现发热层温度升高。之后再将导电通路与恒压电源连接，测量热功率和电热转换效率，得到热功率为500w,电热转化效率为95％。测量燃烧等级，得到该瓷砖的燃烧等级为a1级别。

实施例二

本实施例的一种发热瓷砖的制备方法，包含以下步骤：

s1将80mm*80mm的瓷砖拆包，之后使用喷淋头进行清洗，通过喷淋头清洗瓷砖，去除瓷砖背面的颗粒物与灰尘，将清洗完成后的瓷砖以高压空气进行吹扫，直至表面完全干燥为止；

s2将石墨烯材料与水性有机硅树脂使用超声釜经行超声搅拌混合，超声时长80min超声功率为400w随即将物料送入反应器，进行高剪切分散，时长为100min,转速为400rpm，完成后将物料送入离心机，将分散不良的颗粒物沉淀下来。其中离心机的离心转速为1000rpm,时长为10min，随即得到发热涂料。

s3将导电炭黑通过使用直写光刻机通过掩膜喷涂引入瓷砖表面，布线厚度为100u，布线层形状为同心圆版。形成导电通路后，得到引入布线层后的瓷砖。

s4将电热涂料使用压力喷头喷涂附着至瓷砖上，通过喷头将电热涂料以雾状形式喷涂至清洁瓷砖表面，形成涂层。其中压力喷头压力为1mpa。再使用热风干燥机进行热固化后，通过加热清洁瓷砖表面的电热涂料，加热温度为180℃，风流量为15l/s。使电热涂料固化形成发热层，得到涂覆发热涂层后的瓷砖。

s5将硅藻土通过使用压力喷头喷涂在瓷砖上形成保护层，其中喷头压力为10mpa其波长为300nm。再使用光固化机完成光照，光照强度为200lux，完成光照后得到发热瓷砖。

经过测量，涂层厚度为800微米。将导电通路与5v电压连接，发现发热层温度升高。之后再将导电通路与恒压电源连接，测量热功率和电热转换效率，得到热功率为450w,电热转化效率为92％。测量燃烧等级，得到该瓷砖的燃烧等级为a2级别。