[發明專利]一種具有加熱功能的陶瓷磚及其制備方法

在審

• 申請號: 201710228995.0
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN107097478A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 柯善軍;田維;屈彬
• 申請（專利權）人: 佛山歐神諾陶瓷股份有限公司
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B18/00;B32B25/20;B32B25/04;B32B33/00;H05B3/28
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 王國標

技術領域

本發明涉及功能性建筑陶瓷領域，特別涉及一種具有加熱功能的陶瓷磚及其制備方法。

背景技術

陶瓷磚憑借自身的優異性能和獨特的裝飾效果成為一種常用的家用裝飾材料，被廣泛應用于地面和墻面的裝飾。近年來，出現一些能夠加熱的陶瓷磚，可在天氣寒冷時為室內加溫，散熱面積大，極具應用前景。具有加熱功能的陶瓷磚通常是將電加熱材料如電熱絲、電熱管等埋設在陶瓷磚基體之下，通過電加熱及熱傳導的方式實現陶瓷基體加熱。但電熱絲類加熱方式接觸面積較小，總體電熱效率很低，且電熱絲壽命較短。

電熱膜是以發熱面作為熱源，由于其接觸面積大，熱效率較高，逐漸取代了電熱絲類加熱源。

中國專利CN205918049U公布了一種電熱采暖陶瓷磚及其鋪貼排布系統，其電熱膜采用金屬氧化物膜、金屬膜或金屬氧化物與金屬的復合膜中的一種。

中國專利CN205857573U公布了一種石墨烯加熱瓷磚，通過對石墨烯涂層通電產生熱量實現陶瓷磚的加熱功能。但該發明缺乏必要的保溫層，使得加熱磚在實際應用中熱量不僅向上傳遞，同時也會向下水泥層傳遞，嚴重影響了加熱陶瓷磚的熱效率。

中國專利CN105318398A公布了一種電加熱瓷磚和電加熱瓷磚供熱系統，通過將采暖芯層設置于瓷磚及所需散熱層以下，并在后面附有隔熱保溫層。但保溫隔熱層為發泡塑料材料，要實現較好的保溫效果，發泡塑料厚度一定要厚，實際裝修會占用較大的空間，同時在長期加熱的環境中發泡塑料容易老化。

中國專利CN105025598A公布了一種電熱復合陶瓷磚及其制備方法，該陶瓷磚是在陶瓷基底無釉面上依次涂布電熱涂層、引出接線電極、涂布絕緣封裝防水層、施加發泡陶瓷層。但發泡陶瓷層的導熱系數在0.15瓦/（米?度）左右，僅依靠發泡陶瓷層作為保溫層，保溫效果不佳，熱量容易流失，熱效率較低。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種具有加熱功能的陶瓷磚及其制備方法。

本發明所采取的技術方案是：一種具有加熱功能的陶瓷磚，其由陶瓷磚層和帶有凹腔的陶瓷磚基底層貼合而成，所述凹腔位于貼合面一側，凹腔中填充有自下而上依次層疊的絕緣保溫層、發熱層和絕緣密封導熱層，所述發熱層中設有金屬電極和溫度傳感器。

具體地，由絕緣保溫層、發熱層和絕緣密封導電層依次層疊的復合層結構，使得可對發熱層的熱量散發方向進行調控，即防止發熱層散發的熱量向下傳遞而導向其高效向上傳遞。

實際上，本發明的陶瓷磚基底層為輕質多孔的陶瓷磚基底層，其保證了整個陶瓷磚具有優異的力學性能和后加工性能。進一步地，輕質多孔陶瓷磚基底層的厚度為1.8~2.4cm，其體質密度不高于1g/cm³，導熱系數不高于0.2瓦/（米?度）。

作為上述方案的進一步改進，所述絕緣密封導熱層與凹腔的底面之間還設有近紅外無機熱反射層，其厚度為0.2~0.3mm，從而可進一步加強整個陶瓷磚的保溫效果。

作為上述方案的進一步改進，所述發熱層為石墨烯涂層。具體地，采用石墨烯作為發熱層材料，具有發熱均勻、導熱快、零衰減、壽命長等特點。在進一步地，所述發熱層的厚度為0.2~0.4mm。

作為上述方案的進一步改進，所述絕緣保溫層為氣凝膠層。進一步地，所述氣凝膠選自二氧化硅氣凝膠、氧化鋁氣凝膠或氧化鋯氣凝膠中的其中一種。本發明采用導熱系數極低的氣凝膠作為絕熱保溫材料，可有效提高整個陶瓷磚的熱效率，有效防止熱量向下傳遞，同時選用的氣凝膠均為無機材料，其均具有優異的抗老性能。本發明絕緣保溫層的厚度為0.6~0.8mm，其導熱系數不高于0.08瓦/（米?度）。

作為上述方案的進一步改進，所述絕緣密封導熱層為導熱有機硅膠層，其具有密封效果好和熱傳導快的特點，大大提升了陶瓷磚層表面溫度的加熱速度。本發明絕緣密封導熱層的厚度為0.3~0.5mm，其體積電阻率不低于1×10¹⁵歐姆?厘米。

一種如上所述的具有加熱功能的陶瓷磚的制備方法，其包括如下工藝步驟：

1）采用噴砂工藝在陶瓷磚基底層貼合面一側加工形成中間低邊緣高的凹腔，在凹腔底部噴涂絕緣保溫層；

2）待絕緣保溫層固化后通過絲網印刷的方式布施上發熱層，同時安裝金屬電極和溫度傳感器，隨后采用流延法在發熱層上布施絕緣密封導熱層；

3）在陶瓷磚基底層凸起邊緣布施粘合膠，將陶瓷磚層與陶瓷磚基底層貼合，待粘合膠固化后即得具有加熱功能的陶瓷磚成品。