阅读说明：本技术 一种发热瓷砖及其制备方法 (Heating ceramic tile and preparation method thereof ) 是由 彭虎 于 2019-10-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种发热瓷砖及其制备方法,该发热瓷砖的制备方法包括：将瓷砖拆包后进行清洗和吹干；将石墨烯或官能化石墨烯与水性有机硅树脂使用超声釜超声混合,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,得到发热涂料；将发热涂料使用压力喷头喷涂附着至瓷砖上,再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；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；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,该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。(The invention discloses a heating ceramic tile and a preparation method thereof, wherein the preparation method of the heating ceramic tile comprises the following steps: unpacking the ceramic tiles, and then cleaning and drying; ultrasonically mixing graphene or functionalized graphene and water-based organic silicon resin by using an ultrasonic kettle, performing high-shear dispersion by using an emulsifying machine, and performing centrifugal purification by using a centrifugal machine after the dispersion is completed to obtain a heating coating; spraying and attaching the heating coating to the ceramic tile by using a pressure nozzle, and performing heat curing on the heating layer by using a heat curing machine to obtain the ceramic tile coated with the heating coating; conducting materials are introduced to the surface of the ceramic tile through photoetching of a photoetching coater, and a ceramic tile introduced with a wiring layer is obtained after a conducting path with a specific structure is formed; the protective layer coating is sprayed on the ceramic tile through the pressure sprayer to form a protective layer, the heating ceramic tile is obtained after the light curing machine is used for finishing illumination, and the heating ceramic tile has the advantages of easiness in paving and pasting, no floor height, flame retardance, fire resistance, no thermal breakdown, capability of heating by low-voltage driving and the like.)

一种发热瓷砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是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。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种易于铺贴，不占层高的发热瓷砖及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种发热瓷砖的制备方法，所述的制备方法包括如下的步骤：

(1)将所述瓷砖通过拆包机进行拆包后，进行清洗和吹干。

(2)将石墨烯材料与水性有机硅树脂在超声釜中超声混合，再在乳化机内进行高剪切分散，然后通过离心机进行离心纯化，即得到发热涂料。

(3)将所述发热涂料通过压力喷头喷涂附着至所述瓷砖上形成所述发热涂层，通过热固化机对所述发热涂层进行固化，得到涂覆发热涂层的瓷砖。

(4)将导电材料通过光刻涂布机光刻引入所述涂覆发热涂层的瓷砖的表面，形成导电通路，即得引入布线层的瓷砖。

(5)将保护层涂料通过压力喷头喷涂在所述引入布线层的瓷砖上形成保护层后，用光固化机对所述保护层进行固化，即得所述发热瓷砖。

所述步骤(2)中的所述超声釜的超声功率为0.1-20kw，超声混合时长为0.01-120min。

所述步骤(2)中的所述乳化机的转速为500-20000rpm，高剪切分散时长为0.01-120min。

所述步骤(2)中的所述离心机的离心转速为30-12000rpm，离心纯化时长为0.01-15min。

所述步骤(3)中的所述压力喷头的压力为0.1001Mpa-50Mpa。

所述步骤(3)中的热固化机的加热温度为30-300℃，风流量为0.001L/s-50L/s。

所述步骤(4)中的所述导电材料为导电胶、金属箔、导电胶带。

所述导电胶为导电炭黑、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、金属合金或者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。

所述步骤(5)中的所述压力喷头的压力为0.1001Mpa-50Mpa。

所述步骤(5)中的所述光固化机的波长为195nm-10um，光照强度为0.05lux-1000lux。

所述步骤(5)中的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。

一种发热瓷砖，由上述权利要求中任一种方法制备而成。

本发明的有益效果是：本发明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

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的步骤示意图。

具体实施方式

参照图1，一种发热瓷砖的制备方法，所述的制备方法包括如下的步骤：

(1)将尺寸为1mm*1mm-1200mm*2400mm的所述瓷砖通过拆包机进行拆包后，进行清洗和吹干；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；清洗过程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。

(2)将石墨烯材料与水性有机硅树脂在超声功率为0.1-20kw的超声釜中超声混合0.01-120min后，在转速为500-20000rpm的乳化机内进行高剪切分散0.01-120min，然后通过离心转速为30-12000rpm的离心机进行离心纯化0.01-15min，即得到发热涂料。

(3)将所述发热涂料通过压力为0.1001Mpa-50Mpa的压力喷头喷涂附着至所述瓷砖上形成厚度为0.1-100um的所述发热涂层，通过加热温度为30-300℃，风流量为0.001L/s-50L/s的热固化机对所述发热涂层进行固化，得到涂覆发热涂层的瓷砖。

(4)将导电材料通过激光功率0.1-10kw的光刻涂布机光刻引入所述涂覆发热涂层的瓷砖的表面，布线层厚度为0.1-200um，形状包括叉指电极,平行极板,同心圆等，形成导电通路，即得引入布线层的瓷砖。

(5)将保护层涂料通过压力为0.1001Mpa-50Mpa的压力喷头喷涂在所述引入布线层的瓷砖上形成厚度为0.1-1000um的保护层后，用波长为195nm-10um，光照强度为0.05lux-1000lux的光固化机对所述保护层进行固化，即得所述发热瓷砖。

所述步骤(4)中的所述导电材料为导电胶、金属箔、导电胶带。

所述导电胶为导电炭黑、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、金属合金或者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。

所述步骤(5)中的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。

本实施例提供的所述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。

实施例1：

一种发热瓷砖的制备方法，所述的制备方法包括如下的步骤：

(1)将尺寸为120mm*120mm的所述瓷砖通过拆包机进行拆包后，进行清洗和吹干。

(2)将石墨烯材料与水性有机硅树脂在超声功率为0.5kw的超声釜中超声混合100min后，在转速为2000rpm的乳化机内进行高剪切分散100min，然后通过离心转速为1000rpm的离心机进行离心纯化10min，即得到发热涂料。

(3)将所述发热涂料通过压力为20Mpa的压力喷头喷涂附着至所述瓷砖上形成厚度为40um的所述发热涂层，通过加热温度为180℃，风流量为20L/s的热固化机对所述发热涂层进行固化，得到涂覆发热涂层的瓷砖。

(4)将碳导电胶通过激光功率1kw的光刻涂布机光刻引入所述涂覆发热涂层的瓷砖的表面，布线层厚度为100um，形状为同心圆，形成导电通路，即得引入布线层的瓷砖。

(5)将硅藻土通过压力为10Mpa的压力喷头喷涂在所述引入布线层的瓷砖上形成厚度为600um的保护层后，用波长为195nm，光照强度为100lux的光固化机对所述保护层进行固化，即得所述发热瓷砖。

经过测量，涂层厚度为700微米。将导电通路与20V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。

实施例2：

一种发热瓷砖的制备方法，所述的制备方法包括如下的步骤：

(1)将尺寸为80mm*80mm的所述瓷砖通过拆包机进行拆包后，进行清洗和吹干。

(2)将石墨烯材料与水性有机硅树脂在超声功率为0.4kw的超声釜中超声混合80min后，在转速为400rpm的乳化机内进行高剪切分散100min，然后通过离心转速为1000rpm的离心机进行离心纯化10min，即得到发热涂料。

(3)将所述发热涂料通过压力为50Mpa的压力喷头喷涂附着至所述瓷砖上形成厚度为100um的所述发热涂层，通过加热温度为280℃，风流量为10L/s的热固化机对所述发热涂层进行固化，得到涂覆发热涂层的瓷砖。

(4)将导电炭黑通过激光功率1kw的光刻涂布机光刻引入所述涂覆发热涂层的瓷砖的表面，布线层厚度为200um，形状为同心圆，形成导电通路，即得引入布线层的瓷砖。

(5)将硅藻土通过压力为10Mpa的压力喷头喷涂在所述引入布线层的瓷砖上形成厚度为700um的保护层后，用波长为300nm，光照强度为200lux的光固化机对所述保护层进行固化，即得所述发热瓷砖。

经过测量，涂层厚度为800微米。将导电通路与20V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300W-500W,电热转化效率为80％-100％。测量燃烧等级，得到该瓷砖的燃烧等级为A2级别。

以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。