CN107559938A - 一种石墨烯智能自热地板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯智能自热地板及其制造方法，两端分别成型为能够互相配合的第一连接端和第二连接端，多个本体可以通过第一连接端和第二连接端进行组合；本体内设有石墨烯发热芯片，石墨烯发热芯片的两端分别连接有第一导线和第二导线，第一导线和第二导线分别从第一连接端和第二连接端伸出；第一导线的端部连接有电源接头，第二导线的端部连接有与电源接头配合的插接座。本发明在安装连接时通过电源接头与插接座使地板内的石墨烯发热芯片互相连接起来，安装过程和使用方法简单实用；后期维护的时候只需要将地板拆掉后将出现问题的地板进行替换，极大地降低了后期维护成本和缩短了维护周期。

Description

一种石墨烯智能自热地板
技术领域
本发明涉及家居装修领域，具体涉及一种石墨烯智能自热地板。
背景技术
地暖是地板辐射采暖的简称，英文为Radiant Floor Heating，是以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。目前的技术水平，地暖一般分为水地暖和电地暖，而电地暖又有发热电缆采暖和电热膜采暖碳纤维电暖之分：水地暖即低温热水地面辐射供暖是以温度不高于60℃的热水为热媒，在加热管内循环流动，加热地板，通过地面以辐射主要和对流次要的传热方式向室内供热的供暖方式；发热电缆地面辐射供暖是以低温发热电缆为热源，加热地板，通过地面以辐射主要和对流次要的传热方式向室内供热的供暖方式，常用发热电缆分为单芯电缆和双芯电缆，双芯电缆没有磁场和辐射；低温辐射电热膜是一种通电后能发热的半透明聚酯薄膜，由可导电的特制油墨、金属载流条经加工、热压在绝缘聚酯薄膜间制成，工作时以碳基油墨为发热体，将热量以辐射的形式送入空间，使人体得到温暖。
但是这种传统的地暖方式，在安装的时候需要提前在地板的下方铺设管路、电缆或者电热膜，安装步骤繁琐且费时费力，而且一旦底板下方的管路、电缆或者电热膜发生故障需要进行维修或者更换时，需要将其上的的地板拆除甚至破坏之后才能进行维修或者更换；即使使用过程中未出现故障，现有的地热供暖设备在使用一定年限后还是需要强制更换以保证其正常工作，无形地增加了后期维护成本。
发明内容
为了解决上述现有技术中地暖存在的各项缺点，本发明提供了一种结构简单、安装方便、便于后期维护的石墨烯智能自热地板，具体方案如下：
一种石墨烯智能自热地板，包括本体，所述本体从上至下依次包括耐磨层、装饰层、缓冲层、发热层和隔温层，所述本体的两端分别成型为能够互相配合的第一连接端和第二连接端，多个本体可以通过所述第一连接端和第二连接端进行组合；所述发热层内设有石墨烯发热芯片，所述石墨烯发热芯片的两端分别连接有第一导线和第二导线，所述第一导线和所述第二导线分别从所述第一连接端和所述第二连接端伸出；所述第一导线的端部连接有电源接头，所述第二导线的端部连接有与所述电源接头配合的插接座，至少有一个本体的电源接头与外部电源连接。
进一步地，所述第一连接端包括沿所述本体的方向延伸形成的第一凸起和第二凸起，所述第一凸起与所述本体的上表面位于同一水平面，所述第二凸起与所述本体的下表面位于同一水平面，所述第一凸起和所述第二凸起之间构成第一槽，所述电源接头从所述第二凸起处伸出；所述第二连接端包括与所述第一槽配合的第三凸起，所述第三凸起靠近所述本体上表面的一侧成型有第一台阶，所述第一台阶的高度等于所述第一凸起的高度；所述第三凸起靠近所述本体下表面的一侧成型有第二台阶，所述第二台阶的高度大于所述第二凸起的高度，所述插接座设于所述第二台阶上。
进一步地，所述电源接头包括两根平行布置的连接管，两根所述连接管通过一短杆连接，所述连接管的内壁设有不锈钢内衬，所述内衬的内径大于所述第一导线的直径；所述插接座内设有两根并排布置的插柱，所述插柱的直径等于所述内衬的内径，两根所述插柱与两根所述连接管配合。
进一步地，本体的电源接头与外部电源连接线路之间设有温控设备。
进一步地，位于边缘的本体的插接座内设有绝缘堵头。
进一步地，所述隔温层的材料为PEF保温板，所述隔温层的底面设有一层铝箔；
所述发热层的材料为处理后的原木板；
所述缓冲层的材料为热塑性聚氨酯弹性体橡胶；
所述装饰层的材料为涂有防水胶的面皮板；
所述耐磨层的材料为加入了耐磨颗粒三聚氰胺胶的原纸。
进一步地，所述石墨烯发热芯片是由如下重量份的材料制备而成：
一种石墨烯智能自热地板的制造方法，包括以下步骤：
S1.进料：原木进厂存放，存放过程中需要对其外表面不间断喷水，存放时间不大于十五天；
S2.刨切：将原木先造段然后刨切成木方；
S3.蒸煮：将木方进行蒸煮后，蒸煮时间为72-96小时；
S4.预加工：将蒸煮后的木方切割成指定尺寸的基板，所述基板的尺寸为920毫米x100毫米x6毫米，然后在基板上表面铣出用于放置石墨烯发热芯片的发热槽以及布线槽；
S5.干燥：将加工好发热槽和布线槽的基板进行真空干燥，时间为120小时；
S6.养生：把干燥后的基板设置在平衡房里，每天取板材20块，每块做应力试验，16小时后观察应力小叉的形状基本不发生变化时养生结束；
S8.安装：基板上表面涂胶，在发热槽以及布线槽内安装连接好导线的石墨烯发热芯片，安装后在基板上表面、芯片以及导线上二次涂胶；
S9.组合：在基板上表面的涂胶层上设缓冲层，缓冲层厚度为3毫米；缓冲层上涂胶设装饰层，装饰层厚度为2毫米；装饰层上涂胶设耐磨层，耐磨层厚度为1毫米；基板下表面涂胶设隔温层，隔温层厚度为4毫米；对组装后的板材进行冷压，冷压时间不少于15小时；
S10.加工：对组合后的板材边缘进行裁剪，裁剪后的尺寸为900毫米x90毫米x16毫米，将板材其中两条相对的侧边加工成如权利要求1所述的第一连接端结构和第二连接端结构；
S11.抛光：对加工后的板材进行抛光处理，然后上明漆；
S12.包装：将上完漆的板材进行装箱、储存或者运输。
进一步地，上述各步骤中使用的胶水，其按照15:1的比例添加1000目的铝粉，搅拌均匀后使用。
本发明提出的一种石墨烯智能自热地板，其有益效果在于：本发明提出的一种石墨烯智能自热地板，利用连接端的结构，在安装连接时通过电源接头与插接座使地板内的石墨烯发热芯片能够互相连接起来，然后通过温控设备调节其输出温度，安装过程和使用方法简单实用；后期维护的时候只需要将地板拆掉后将出现问题的地板进行替换，然后再进行安装即可，极大地降低了后期维护成本和缩短了维护周期。
附图说明
图1.本发明实施例1的结构示意图，
图2.本发明实施例1的内部结构示意图，
图3.本发明实施例1第一连接端的结构示意图，
图4.本发明实施例1第二连接端的结构示意图，
图5.本发明实施例1电源接头的结构示意图，
图6.本发明实施例1插接座的结构示意图。
附图序号及名称：1、本体，2、第一连接端，201、第一凸起，202、第二凸起，203、第一槽，3、第二连接端，301、第三凸起，302、第一台阶，303、第二台阶，4、石墨烯发热芯片，5、第一导线，6、第二导线，7、电源接头，701、连接管，702、短杆，703、内衬，8、插接座，801、插柱，9、隔温层，10、缓冲层，11、装饰层，12、耐磨层。
具体实施方式
为详细说明本发明之技术内容、构造特征、所达成目的及功效，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。
实施例1
结合图1所示，本发明提供一种石墨烯智能自热地板，包括本体1，所述本体从上至下依次包括耐磨层、装饰层、缓冲层、发热层和隔温层，本体1的两端分别成型为能够互相配合的第一连接端2和第二连接端3，多个本体可以通过第一连接端2和第二连接端3进行组合；上述的隔温层的材料为PEF保温板，隔温层的底面设有一层铝箔，使石墨烯发热芯片产生的热量大部分通过地板向上散发；所述发热层的材料为处理后的原木板，缓冲层的材料为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，起到在地板受到一定冲击力的情况下保护内部电路结构的目的，而且热塑性聚氨酯弹性体橡胶能够保证在长时间的高温环境中保持较好的力学性能；装饰层的材料为涂有防水胶的面皮板，耐磨层的材料为加入了耐磨颗粒三聚氰胺胶的原纸，装饰层和耐磨层保证外观的同时还能保证其使用寿命。
发热层内设有石墨烯发热芯片4，石墨烯发热芯片4的两端分别连接有第一导线5和第二导线6，第一导线5和第二导线6分别从第一连接端2和第二连接端3伸出；第一导线5的端部连接有电源接头7，第二导线6的端部连接有与电源接头7配合的插接座8，至少有一个本体的电源接头7与外部电源连接。
第一连接端2包括沿本体的方向延伸形成的第一凸起201和第二凸起202，第一凸起201与本体1的上表面位于同一水平面，第二凸起202与本体1的下表面位于同一水平面，第一凸起201和第二凸起202之间构成第一槽203，电源接头7从第二凸起202处伸出；第二连接端3包括与第一槽203配合的第三凸起301，第三凸起301靠近本体1上表面的一侧成型有第一台阶302，第一台阶302的高度等于第一凸起201的高度；第三凸起301靠近本体1下表面的一侧成型有第二台阶303，第二台阶303的高度大于第二凸起202的高度，插接座8设于第二台阶303上。
电源接头7包括两根平行布置的连接管701，两根连接管701通过一短杆702连接，连接管701的内壁设有不锈钢内衬703，内衬703的内径大于第一导线5的直径；插接座8内设有两根并排布置的插柱801，插柱801的直径等于内衬703的内径，两根插柱801与两根连接管701配合。
本体1的电源接头7与外部电源连接线路之间设有温控设备，可以人为地控制石墨烯发热芯片的输出功率，从而控制地板的温度，提高用户体验。
位于边缘的本体1的插接座8内设有绝缘堵头，使位于地板收口处的插接座处于封闭状态，防止漏电。
本实施例在安装连接时通过电源接头与插接座使地板内的石墨烯发热芯片能够互相连接起来，然后通过温控设备调节其输出温度，安装过程和使用方法简单实用。后期维护的时候只需要将地板拆掉后将出现问题的地板进行替换，然后再进行安装即可；由于第二台阶高度大于第二凸起的高度，在拆开地板之前可以先从下方将电源接头从插接座中抽出，避免对其接头处的电路造成破坏，可以直接用于后期的重复安装，极大地降低了后期维护成本和缩短了维护周期。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：石墨烯发热芯片4是由如下重量份的材料制备而成：
本发明提供的石墨烯发热芯片，可有效提高地板的热传导性能，通过在石墨烯中加入纳米氧化铝、聚甲基丙烯酸甲酯和三聚氰胺甲醛树脂可显著提高石墨烯本身的热传导性能，热传导性能提高40％，当将纳米氧化铝、聚甲基丙烯酸甲酯和三聚氰胺甲醛树脂中的任何一个删除，热传导性能与完整添加上述三个添加剂的石墨烯相比，平均降低12.8％，当将三聚氰胺甲醛树脂换成环氧树脂、将纳米氧化铝换成氧化铁或者将聚甲基丙烯酸甲酯换成其他丙烯酸类树脂，热传导性能与完整添加上述三个添加剂的石墨烯相比，平均降低8.5％。由此得出，只有在石墨烯中加入同时纳米氧化铝、聚甲基丙烯酸甲酯和三聚氰胺甲醛树脂才能够显著提高石墨烯暖芯薄板的热传导性能。
实施例3
本发明自热地板的制造方法，包括以下步骤：
S1.进料：原木进厂存放，存放过程中需要对其外表面不间断喷水，存放时间不大于十五天；
S2.刨切：将原木先造段然后刨切成木方；
S3.蒸煮：将木方进行蒸煮后，蒸煮时间为72-96小时；
S4.预加工：将蒸煮后的木方切割成指定尺寸的基板，所述基板的尺寸为920毫米x100毫米x6毫米，然后在基板上表面铣出用于放置石墨烯发热芯片的发热槽以及布线槽；
S5.干燥：将加工好发热槽和布线槽的基板进行真空干燥，时间为120小时；
S6.养生：把干燥后的基板设置在平衡房里，每天取板材20块，每块做应力试验，16小时后观察应力小叉的形状基本不发生变化时养生结束；
S8.安装：基板上表面涂胶，在发热槽以及布线槽内安装连接好导线的石墨烯发热芯片，安装后在基板上表面、芯片以及导线上二次涂胶；
S9.组合：在基板上表面的涂胶层上设缓冲层，缓冲层厚度为3毫米；缓冲层上涂胶设装饰层，装饰层厚度为2毫米；装饰层上涂胶设耐磨层，耐磨层厚度为1毫米；对组装后的板材进行冷压，冷压时间不少于15小时；
S10.加工：对组合后的板材边缘进行裁剪，裁剪后的尺寸为900毫米x90毫米x16毫米，将板材其中两条相对的侧边加工成如权利要求1所述的第一连接端结构和第二连接端结构；
S11.抛光：对加工后的板材进行抛光处理，然后上明漆；
S12.包装：将上完漆的板材进行装箱、储存或者运输。
上述各步骤中使用的胶水，其按照15:1的比例添加1000目的铝粉，搅拌均匀后使用。另取一块用未添加铝粉以及添加500目铝粉的胶水压成的板材，分别多次测量，测量得到未添加铝粉胶水压成的板材边缘温度距离中心温度的温度差在1.3-3.2摄氏度，而添加了500目铝粉和1000目的铝粉胶水压成的板材边缘温度距离中心温度的温度差在0.1-1.4摄氏度，但是添加了500目铝粉胶水压成的板材在测量过程中发生了粘结层开裂的情况，故本发明中选用添加1000目的铝粉的胶水进行板材压制。保证板材每一层结构之间的均匀传热，保证石墨烯发热芯片的热传递效果。
综上所述，仅为本发明之较佳实施例，不以此限定本发明的保护范围，凡依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆为本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (9)

1.一种石墨烯智能自热地板，包括本体(1)，其特征在于：所述本体从上至下依次包括耐磨层、装饰层、缓冲层、发热层和隔温层，所述本体(1)的两端分别成型为能够互相配合的第一连接端(2)和第二连接端(3)，多个本体可以通过所述第一连接端(2)和第二连接端(3)进行组合；所述发热层内设有石墨烯发热芯片(4)，所述石墨烯发热芯片(4)的两端分别连接有第一导线(5)和第二导线(6)，所述第一导线(5)和所述第二导线(6)分别从所述第一连接端(2)和所述第二连接端(3)伸出；所述第一导线(5)的端部连接有电源接头(7)，所述第二导线(6)的端部连接有与所述电源接头(7)配合的插接座(8)，至少有一个本体的电源接头(7)与外部电源连接。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯智能自热地板，其特征在于：所述第一连接端(2)包括沿所述本体的方向延伸形成的第一凸起(201)和第二凸起(202)，所述第一凸起(201)与所述本体(1)的上表面位于同一水平面，所述第二凸起(202)与所述本体(1)的下表面位于同一水平面，所述第一凸起(201)和所述第二凸起(202)之间构成第一槽(203)，所述电源接头(7)从所述第二凸起(202)处伸出；所述第二连接端(3)包括与所述第一槽(203)配合的第三凸起(301)，所述第三凸起(301)靠近所述本体(1)上表面的一侧成型有第一台阶(302)，所述第一台阶(302)的高度等于所述第一凸起(201)的高度；所述第三凸起(301)靠近所述本体(1)下表面的一侧成型有第二台阶(303)，所述第二台阶(303)的高度大于所述第二凸起(202)的高度，所述插接座(8)设于所述第二台阶(303)上。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯智能自热地板，其特征在于：所述电源接头(7)包括两根平行布置的连接管(701)，两根所述连接管(701)通过一短杆(702)连接，所述连接管(701)的内壁设有不锈钢内衬(703)，所述内衬(703)的内径大于所述第一导线(5)的直径；所述插接座(8)内设有两根并排布置的插柱(801)，所述插柱(801)的直径等于所述内衬(703)的内径，两根所述插柱(801)与两根所述连接管(701)配合。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯智能自热地板，其特征在于：本体(1)的电源接头(7)与外部电源连接线路之间设有温控设备。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯智能自热地板，其特征在于：位于边缘的本体(1)的插接座(8)内设有绝缘堵头。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯智能自热地板，其特征在于：
所述隔温层的材料为PEF保温板，所述隔温层的底面设有一层铝箔；
所述发热层的材料为处理后的原木板；
所述缓冲层的材料为热塑性聚氨酯弹性体橡胶；
所述装饰层的材料为涂有防水胶的面皮板；
所述耐磨层的材料为加入了耐磨颗粒三聚氰胺胶的原纸。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯智能自热地板，其特征在于：所述石墨烯发热芯片(4)是由如下重量份的材料制备而成：
8.一种石墨烯智能自热地板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.进料：原木进厂存放，存放过程中需要对其外表面不间断喷水，存放时间不大于十五天；
S2.刨切：将原木先造段然后刨切成木方；
S3.蒸煮：将木方进行蒸煮后，蒸煮时间为72-96小时；
S4.预加工：将蒸煮后的木方切割成指定尺寸的基板，所述基板的尺寸为920毫米x100毫米x6毫米，然后在基板上表面铣出用于放置石墨烯发热芯片的发热槽以及布线槽；
S5.干燥：将加工好发热槽和布线槽的基板进行真空干燥，时间为120小时；
S6.养生：把干燥后的基板设置在平衡房里，每天取板材20块，每块做应力试验，16小时后观察应力小叉的形状基本不发生变化时养生结束；
S8.安装：基板上表面涂胶，在发热槽以及布线槽内安装连接好导线的石墨烯发热芯片，安装后在基板上表面、芯片以及导线上二次涂胶；
S9.组合：在基板上表面的涂胶层上设缓冲层，缓冲层厚度为3毫米；缓冲层上涂胶设装饰层，装饰层厚度为2毫米；装饰层上涂胶设耐磨层，耐磨层厚度为1毫米；基板下表面涂胶设隔温层，隔温层厚度为4毫米；对组装后的板材进行冷压，冷压时间不少于15小时；
S10.加工：对组合后的板材边缘进行裁剪，裁剪后的尺寸为900毫米x90毫米x16毫米，将板材其中两条相对的侧边加工成如权利要求1所述的第一连接端结构和第二连接端结构；
S11.抛光：对加工后的板材进行抛光处理，然后上明漆；
S12.包装：将上完漆的板材进行装箱、储存或者运输。
9.根据权利要求8所述的一种石墨烯智能自热地板的制造方法，其特征在于：上述各步骤中使用的胶水，其按照15:1的比例添加1000目的铝粉，搅拌均匀后使用。
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