一种等离子体热喷涂法制作碳基复合电热瓷砖的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种等离子体热喷涂法制作碳基复合电热瓷砖的制作方法，包括以下步骤:1)将图形化的蒙板粘附于瓷砖的背面；2)使用等离子体喷涂技术将石墨烯或其他碳基导电材料喷涂于瓷砖表面并成膜，喷涂区域主要集中在蒙板的镂空区域；3)移除蒙板，即可在瓷砖背面获得碳基的导电线路膜；4)在整个瓷砖背面喷涂绝热绝缘膜，用于隔热绝缘防护。本发明专利技术等离子体喷涂法直接以固态粉末为原料，碳基导电体直接形成导电层，没有有机化合物的参与，可以有效规避使用导电浆料导致的气体释放和材料失效问题，导电膜在陶瓷表面以微观嵌入的方式成膜，结合力远大于涂覆成膜的粘结力，能显著提高导电膜的使用寿命，能有效增加电热瓷砖的安全性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体热喷涂法制作碳基复合电热瓷砖的制作方法
本专利技术涉及电热瓷砖制作
,尤其涉及一种等离子体热喷涂法制作碳基复合电热瓷砖的制作方法。
技术介绍
电热瓷砖指的是在常规瓷砖(地板砖、墙面砖)背面布置电热丝，通过电热丝加热瓷砖，实现采暖的新型产品。目前常有的电热丝布置方法主要有两类，一种为常规的电阻丝盘绕，即将直径1-3毫米不等的电热丝用胶水粘附在瓷砖背面；其优点主要是产业链成熟，易于实现，电阻丝自带绝缘保护层。采购商业化的电阻丝加装在瓷砖背面即可完成。其缺点是电热丝与瓷砖接触面积小，导热效率低，材料消耗大，明显增加了瓷砖的厚度。另一种为使用薄膜加热电路，制作方式包括直接将导电浆料涂抹在瓷砖上形成电路，或者将预制的薄膜电路粘贴在瓷砖表面，通常为了绝缘绝热会在电热丝表面粘贴或者烧制绝热陶瓷。其优点是电热体与瓷砖接触面积大，导热效率高，材料消耗小，对瓷砖的厚度改变的也较小；缺点是导电浆料含有有机化合物，加热后容易释放有害气体，同时经过高温加热材料变性，导电性变差容易失效，此外反复加热也会降低导电膜的粘附力，容易脱落或者破碎，导致电热丝失效，同时电热丝和绝缘层之间的贴合也存在一定隐患。
技术实现思路
为解决现有技术和实际情况中存在的上述问题，本专利技术提供了一种等离子体热喷涂法制作碳基复合电热瓷砖的制作方法，包括以下步骤:1)将图形化的蒙板粘附于瓷砖的背面；2)使用等离子体喷涂技术将石墨烯或其他碳基导电材料喷涂于瓷砖表面并成膜，喷涂区域主要集中在蒙板的镂空区域；3)移除蒙板，即可在瓷砖背面获得碳基的导电线路膜；4)在整个瓷砖背面喷涂绝热绝缘膜，用于隔热绝缘防护。优选地，所述步骤1)中，所述蒙板的材质包括但不限于塑料、木质、金属的薄膜或者硬质板材。优选地，瓷砖可以是各类的墙砖、地板砖等陶瓷材料，瓷砖的表面可以是平面，也可以预先给线路设计沟槽。优选地，步骤1)中，导电膜的图形可以是多组导线并联，也可以是单根导线串联，可以是直线，也可以是曲线。优选地，步骤2)中，碳基导电材料指的是以石墨、石墨烯、碳纤维、碳纳米管等碳材料作为导电体的粉末原料。优选地，移除蒙板的工艺包括但不限于机械剥离法、激光烧蚀法或溶液腐蚀法。优选地，步骤4)中，除了电路设计的电路连接触头以外，其他区域均使用等离子体喷涂法覆盖绝缘绝热膜，优选地，步骤4)中，绝热膜的材质包含但不限于氧化锆、氧化铝等具有良好绝缘绝热特性的材料。优选地，沉积导电膜的厚度根据材料性质和产品需求可以在几十纳米到几毫米范围内进行调整。本专利技术同时公开了一种等离子体热喷涂法制作的碳基复合电热瓷砖，由权利要求1-9中任一项所述的方法制成。本专利技术使用的属于薄膜加热电路，除了上述常规薄膜加热瓷砖电热体与瓷砖接触面积大，导热效率高，材料消耗小，对瓷砖的厚度改变的也较小的优点之外，等离子体喷涂法直接以固态粉末为原料，碳基导电体直接形成导电层，没有有机化合物的参与，可以有效规避使用导电浆料导致的气体释放和材料失效问题，同时导电膜在陶瓷表面以微观嵌入的方式成膜，结合力远大于涂覆成膜的粘结力，能显著提高导电膜的使用寿命，同时等离子体喷涂工艺沉积的绝缘绝热膜和瓷砖及电热丝之间也有着极强的结合力，能有效增加电热瓷砖的安全性和使用寿命。本专利技术在陶瓷表面实施图形化掩膜喷涂+保护层喷涂这一组合工艺，能够有效提高导电瓷砖的效率、使用寿命和安全性(更好的绝缘效果，无气体释放)。附图说明下面结合附图详细介绍本专利技术技术方案。图1是本专利技术实施例1的等离子体热喷涂法制作碳基复合电热瓷砖的制作方法的流程图。图2是本专利技术实施例2的等离子体热喷涂法制作碳基复合电热瓷砖的制作方法的流程图。具体实施方式等离子体喷涂技术是一种成熟的薄膜、块体材料制备手段，主要是将粉体材料在高温等离子体的加热作用下，高速喷射在目标基底，熔融或嵌入在基底表面，通过控制参数，可以实现厚度从几微米到几厘米的膜层沉积。目前常用于特种行业的表面改性和薄膜靶材定制。掩膜技术指的是通过将预先设计好的蒙板(在完整板材或者薄膜上镂空计划获得的图案)覆盖在待加工的基底表面，然后对表面整体进行喷涂、粉刷、溅射等制膜操作，移除蒙板后，在基底上仅在镂空区域有薄膜沉积。此方法目前常见于各类薄膜沉积、横幅、板报等各种应用场景。实施例1本专利技术提供的完整技术方案，如图1所示：1，将图形化的蒙板粘附于瓷砖的背面。蒙板的材质包括但不限于塑料、木质、金属的薄膜或者硬质板材；瓷砖可以是各类的墙砖、地板砖等陶瓷材料，瓷砖的表面可以是平面，导电膜的图形可以是图中所示的多组导线并联，也可以是单根导线串联，可以是直线，也可以是曲线。2，使用等离子体喷涂技术将石墨烯或其他碳基导电材料喷涂于瓷砖表面并成膜。喷涂区域主要集中在蒙板的镂空区域；碳基导电材料指的是以石墨、石墨烯、碳纤维、碳纳米管等碳材料作为导电体的粉末原料，等离体子喷涂设备可以是商用的或自组装的仪器。沉积导电膜的厚度根据材料性质和产品需求可以再几十纳米到几毫米范围内进行调整。3，移除蒙板，即可在瓷砖背面获得碳基的导电线路膜。移除蒙板的工艺包括但不限于机械剥离法、激光烧蚀法或溶液腐蚀法。4，在整个瓷砖背面喷涂绝热绝缘膜，用于隔热绝缘防护。除了电路设计的电路连接触头以外，其他区域均使用等离子体喷涂法覆盖绝缘绝热膜，绝热膜的材质包含但不限于氧化锆、氧化铝等具有良好绝缘绝热特性的材料。本专利技术使用的属于薄膜加热电路，使用等离子体喷涂技术直接将碳基导电粉末(石墨烯、碳纳米管等)直接轰击嵌入在瓷砖表面形成加热电路，并同样使用等离子体喷涂技术在加热电路表面沉积绝热绝缘膜(氧化锆、氧化铝等)。碳基导电体直接在陶瓷表面形成导电层，没有有机化合物的参与，可以有效规避使用导电浆料导致的气体释放和材料失效问题，同时导电膜在陶瓷表面以微观嵌入的方式成膜，结合力远大于涂覆成膜的粘结力，能显著提高导电膜的使用寿命，同时等离子体喷涂工艺沉积的绝缘绝热膜和瓷砖及电热丝之间也有着极强的结合力，能有效增加电热瓷砖的安全性和使用寿命。实施例2实施例2与实施例1不同的是，如图2所示，步骤1中在瓷砖上预先给线路开有沟槽，石墨烯或其他碳基导电材料喷涂于沟槽处。最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体热喷涂法制作碳基复合电热瓷砖的制作方法，其特征在于，包括以下步骤:1)将图形化的蒙板粘附于瓷砖的背面；2)使用等离子体喷涂技术将石墨烯或其他碳基导电材料喷涂于瓷砖表面并成膜，喷涂区域主要集中在蒙板的镂空区域；3)移除蒙板，即可在瓷砖背面获得碳基的导电线路膜；4)在整个瓷砖背面喷涂绝热绝缘膜，用于隔热绝缘防护。

【技术特征摘要】
1.一种等离子体热喷涂法制作碳基复合电热瓷砖的制作方法，其特征在于，包括以下步骤:1)将图形化的蒙板粘附于瓷砖的背面；2)使用等离子体喷涂技术将石墨烯或其他碳基导电材料喷涂于瓷砖表面并成膜，喷涂区域主要集中在蒙板的镂空区域；3)移除蒙板，即可在瓷砖背面获得碳基的导电线路膜；4)在整个瓷砖背面喷涂绝热绝缘膜，用于隔热绝缘防护。2.根据权利要求1所述的等离子体热喷涂法制作碳基复合电热瓷砖的制作方法：其特征在于，所述步骤1)中，所述蒙板的材质包括但不限于塑料、木质、金属的薄膜或者硬质板材。3.根据权利要求1所述的等离子体热喷涂法制作碳基复合电热瓷砖的制作方法：其特征在于，步骤1)中，瓷砖的表面可以是平面，也可以预先给线路设计沟槽。4.根据权利要求1所述的等离子体热喷涂法制作碳基复合电热瓷砖的制作方法：其特征在于，步骤1)中，导电膜的图形可以是多组导线并联，也可以是单根导线串联，可以是直线，也可以是曲线。5.根据权利要求1所述的等离子体热喷涂法制作碳基复合电热瓷砖的...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿柏松，胥小勇，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62