一种具有磁疗保健功能的发热瓷砖及其制备工艺的制作方法

本发明属于建筑装饰材料，具体涉及一种具有磁疗保健功能的发热瓷砖及其制备工艺。

背景技术：

1、‌发热瓷砖作为建筑地面供暖的重要材料，已广泛应用于住宅、办公等场所。现有技术中，发热瓷砖通常采用电热丝或电热膜作为发热元件，以有机聚氨酯类板材或发泡陶瓷作为底部保温隔热材料。然而，这类发热瓷砖存在以下问题：

2、（1）功能单一：目前的发热瓷砖仅具备发热功能，缺乏对人体有益的保健作用，如磁场理疗、负离子净化空气等；

3、（2）热效率偏低：传统水暖电暖的被动发热方式，需要在发热材料上再加铺水泥和地板，大量热能被损耗；

4、（3）结构层结合不牢：发热瓷砖与保温材料多采用粘胶剂粘结复合，加热后粘胶剂受高温熟化而失效，产生空鼓、开裂甚至脱落现象。

5、因此，开发一种具备发热、磁疗保健和负离子净化功能、热效率高、结构牢固的发热瓷砖，具有重要的现实意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有磁疗保健功能的发热瓷砖及其制备工艺，以解决现有的发热瓷砖存在的功能单一、热效率偏低、结构层结合不牢的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供了一种具有磁疗保健功能的发热瓷砖，包括保健瓷砖层和设置于所述保健瓷砖层下表面的发热模块，所述发热模块包括第一压力板、第二压力板和设置于所述第一压力板、所述第二压力板之间的发泡保温层，所述发泡保温层上靠近所述第一压力板的一侧嵌设有发热体，所述发热体上连接有电源引出线，所述电源引出线的另一端从所述发泡保温层的侧面或底面引出；所述保健瓷砖层设置在所述第一压力板的外侧面上；

3、所述保健瓷砖层包含磁石粉、赭石粉和负离子抗菌剂。

4、优选的，所述第一压力板、所述第二压力板包括水泥纤维压力板；

5、所述发泡保温层包括聚氨酯硬泡保温层，其厚度为15～25mm，所述发泡保温层中嵌设有玻纤网。

6、优选的，所述发热体包括碳纤维发热体，其外侧包覆有单层或双层铁氟龙绝缘护套；所述发热体以s形来回盘绕方式嵌设于所述发泡保温层内，其相邻平行发热线段的间距为30～50mm；

7、所述电源引出线的一端与所述发热体通过铜端子压接，并用硅胶灌封；所述电源引出线的另一端设有防水自锁卡扣。

8、优选的，还包括连接模块，所述连接模块包括主母线，所述主母线包括防水电缆，其上连接有若干个分支防水接头，所述防水自锁卡扣用于与所述分支防水接头进行快速插接，实现多块发热瓷砖并联接入同一所述主母线，所述主母线上还设有温控器。

9、本发明还提供了一种如上述任一项所述的具有磁疗保健功能的发热瓷砖的制备工艺，包括以下步骤：

10、s1：将保健瓷砖层的各原料混合，混合均匀后湿法球磨至粒径为350～450目，陈腐24～36h，压制成型，得到生坯；将生坯进行分段烧结，自然冷却至室温，得到保健瓷砖层；

11、s2：将第一压力板背面朝上放置于成型模具内，维持成型模具温度为40～60℃；在第一压力板的背面以s形来回盘绕方式铺设发热体；将第二压力板平行放置于上方，中间预留15～25mm空隙；在成型模具的一侧预设电源引出线的安装位；然后向成型模具内浇注聚氨酯发泡原材料，并在其中放置玻纤网，闭合成型模具，在40～60℃下保温8～15min，使聚氨酯完成聚合发泡形成发泡保温层，发泡保温层将发热体包裹于聚氨酯内部；

12、开模后，将电源引出线的一端通过铜端子与发热体压接，并用硅胶灌封绝缘，另一端通过安装位从发泡保温层的侧面或底面引出，在电源引出线末端安装防水自锁卡扣，得到发热模块；

13、s3：将保健瓷砖层粘合于第一压力板的正面，固化后得到发热瓷砖。

14、优选的，步骤s1中，保健瓷砖层由以下重量份的原料制成：粘土25～35份、高岭土25～35份、长石15～25份、硅藻土3～8份、磁石粉6～15份、赭石粉6～15份、负离子抗菌剂1.5～2.5份；

15、磁石粉为经过400～600℃活化处理的天然磁石粉，粒径为200～300目；

16、赭石粉为天然赭石粉碎料，粒径为200～300目；

17、负离子抗菌剂由改性纳米氧化锆和载银纳米硅微粉制成，改性纳米氧化锆与载银纳米硅微粉的质量比为1:2～1:4；

18、负离子抗菌剂的制备方法包括以下步骤：

19、sa：将纳米氧化锆分散于乙醇中，加入改性剂3-(二乙氧基甲基硅基)丙胺，3-(二乙氧基甲基硅基)丙胺与纳米氧化锆的质量比为1:20～2:20，在25～50℃下搅拌20～30h，离心、洗涤、干燥，得到改性纳米氧化锆；

20、sb：将纳米硅微粉经酸活化后，分散于硝酸银溶液中，在100～140℃下水热反应4～8h，过滤、干燥，得到银离子负载量为2～4wt%的载银纳米硅微粉；

21、sc：将改性纳米氧化锆与载银纳米硅微粉按质量比1:2～1:4混合，得到负离子抗菌剂。

22、优选的，步骤s1中，压制成型的压力为350～380mpa；

23、分段烧结的具体工艺为：以8～12℃/min的速率升温至700～750℃，保温30～60min；再以3～5℃/min的速率升温至1120～1180℃，保温60～90min；然后以5～8℃/min的速率降温至800～830℃，保温30～60min。

24、优选的，步骤s2中，在铺设发热体之前，对第一压力板的背面进行预处理：先涂抹naoh水溶液，再涂抹羧甲基纤维素钠水溶液，其中naoh水溶液的溶质浓度为1～10wt%，羧甲基纤维素钠水溶液的溶质浓度为0.5～0.8wt%。

25、优选的，步骤s2中，聚氨酯发泡原材料由以下重量份的原料制成：聚醚0.9～1份，多异氰酸酯1～1.1份，水0.1～0.2份，阻燃剂0.002～0.003份，稳定剂0.15～0.2份；阻燃剂包括氢氧化镁，稳定剂包括铅盐。

26、优选的，步骤s3中，将保健瓷砖层通过聚氨酯胶粘剂粘合于第一压力板的正面，在室温下固化24～48h。

27、本发明提供了一种具有磁疗保健功能的发热瓷砖及其制备工艺，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

28、（1）多功能集成：本发明的保健瓷砖层含有磁石粉和赭石粉，能够产生有益于人体健康的磁场，促进血液循环、消除疲劳；同时含有负离子抗菌剂，能够持续释放负离子并高效抗菌，改善室内空气质量。

29、（2）电热转换效率高、升温快速：本发明选用碳纤维发热体作为发热部件，其电热转换效率高达97%以上，且工作时产生红外光波辐射，不仅通过介质传导，还通过辐射产生热能，发热转换率更高。

30、（3）一体化成型、结构牢固：本发明通过聚氨酯发泡工艺将碳纤维发热体直接包裹于发泡保温层内部，避免了传统粘胶剂粘结导致的分层、空鼓问题；此外，本发明采用聚氨酯胶粘剂粘合保健瓷砖层与发热模块，聚氨酯胶粘剂具有良好的耐热性和弹性模量，能有效缓冲热胀冷缩产生的应力，避免长期使用中出现开裂或空鼓，进一步提升了产品的使用寿命。

31、（4）协同效应显著：本发明将发热功能、磁性保健功能和抗菌负离子功能集成于一体，各功能之间存在显著的协同效应，产生了优异的技术效果：发热功能与负离子释放功能的协同使得负离子释放量从1250个/cm3提升至1320个/cm3，抗菌率从98.7%提升至99.5%；磁力场与发热功能的协同使得磁感应强度从静态0.25mt提升至工作态0.31mt；磁石粉/赭石粉与负离子抗菌剂在烧结过程中的协同使得抑菌耐久性从95.8%提升至98.2%；改性纳米氧化锆与载银纳米硅微粉的抗菌协同使得在质量比为1:2～1:4时抗菌率高达99.5%～99.7%；碳纤维发热体以s形来回盘绕，配合一体发泡工艺，使得发热体与聚氨酯泡沫形成紧密镶嵌结构，避免空气间隙造成的热阻增加，表面温度均匀性（表面最大温差3.5℃）优于其他盘绕方式。

32、（5）并联连接、可靠性高：本发明采用并联母线供电结构，每块发热瓷砖独立连接主母线，单块发热瓷砖故障或需要维修时可直接拔出而不影响其他发热瓷砖继续工作，避免了串联结构中“一块坏、一串停”的弊端，可靠性高。

33、（6）防水连接、安全可靠：本发明采用防水自锁卡扣与分支防水接头公母插接的连接方式，防水自锁卡扣与分支防水接头均采用ip68防水等级，密封效果好，防水性能佳，在潮湿环境中仍能确保安全绝缘，有效解决了现有技术中连接线漏水的弊端，进一步提升了整体的可靠性和可维护性。