CN113183392B - 制造电热板材的模具及其使用方法 - Google Patents

制造电热板材的模具及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了制造电热板材的模具及其使用方法,所述制造电热板材的模具包含上腔;下腔,包含底板和侧壁,所述底板的上表面包含第一区域和第二区域,所述第一区域合围所述第二区域;型芯,所述型芯包含边框和连接部,所述边框与所述第一区域匹配,所述边框上设有至少两个豁口;所述连接部设置于所述边框的外侧,所述连接部用于所述电热板材之间的连接;其中,所述上腔与所述下腔闭合后形成封闭空间。使用时,在所述模具内充入聚氨酯材料,聚氨酯材料发泡,将半导体电热芯片、装饰面层以及型芯连接在一起,免除胶粘工序。同时液态聚氨酯发泡后形成于所述半导体电热芯片的下方起到保温作用。

Description

制造电热板材的模具及其使用方法
技术领域
本发明涉及自发热电热板材的技术领域,特别是涉及制造电热板材的模具及其使用方法。
背景技术
发热瓷砖是在瓷砖内部放置放热层,对放热层通电从而源源不断的产生热量,达到给房间升温的作用。
目前,发热瓷砖的制造过程为将普通家用瓷砖作为表层、石墨烯电热膜(实际大多数为碳浆)作为中间层、聚氨酯材质作为下层,各层之间通过胶水粘接在一起,中间层接电实现加热。另外一种经常采用的发热瓷砖制造过程为在下层聚氨酯层上表面开设凹槽,将发热材料(例如发热电缆、电阻丝、碳纤维丝等)铺设在凹槽中,最后将聚氨酯和瓷砖粘接在一起,发热材料接电实现加热。
上述发热瓷砖的各层之间采用胶粘,长期加热会释放对人体有害物质,也容易导致各层之间脱落。另一方面,目前的发热瓷砖的铺设方式为湿铺,因此施工周期长,成本高。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种制造电热板材的模具及其使用方法,解决电热板材使用过程中释放有害物质、各层分离;铺设过程长、成本高的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的发明目的,提供一种制造电热板材的模具,包含:
上腔;
下腔,包含底板和侧壁,所述底板的上表面包含第一区域和第二区域,所述第一区域合围所述第二区域;
型芯,所述型芯包含边框和连接部,所述边框与所述第一区域匹配,所述边框上设有至少两个豁口;所述连接部设置于所述边框上,所述连接部用于所述电热板材之间的连接;
其中,所述上腔与所述下腔闭合后形成封闭空间。
优选地,所述底板的第二区域上设有若干凹槽。
优选地,至少一个所述侧壁上设置缺口,所述上腔上设有第一凸台;所述上腔与所述下腔闭合后所述第一凸台插入所述缺口使所述上腔、下腔形成封闭空间。
优选地,所述下腔的侧壁向腔内的一侧配置成斜面,所述斜面上间隔设置若干第二凸台。
优选地,所述上腔的内腔腔底设置弹性件。
优选地,所述型芯的连接部分为母扣和公扣,同一所述型芯上既设有母扣也设有公扣,所述电热板材之间通过所述母扣和公扣互相配合形成连接。
优选地,其特征在于,所述底板内布设通道,所述通道的两端均与外部连通。
本申请还提供一种所述制造电热板材的模具的使用方法,包含以下步骤:
1)将所述型芯置于所述下腔的底板的第一区域上;
2)在所述下腔注入液态聚氨酯;
3)在所述下腔上铺设半导体电热芯片,从所述边框的豁口处引出与所述半导体电热芯片的电极连接的导线;
4)在所述半导体电热芯片表面放置装饰面层;
5)将所述上腔和下腔合模;
6)所述液态聚氨酯发泡成型后得到所述电热板材。
优选地,所述步骤5)进行过程中,维持所述下腔的温度在40至60摄氏度。
优选地,所述步骤3)中铺设的所述半导体电热芯片为镂空状。
与现有技术相比,本申请所提供的制造电热板材的模具及其使用方法的技术效果如下:
本申请通过所述上腔、下腔形成制造电热板材的模具,在所述模具内充入聚氨酯材料,聚氨酯材料在所述上腔和下腔形成的封闭空间内发泡,将半导体电热芯片、装饰面层以及型芯连接在一起,免除胶粘工序。同时液态聚氨酯发泡后形成于所述半导体电热芯片的下方起到保温作用。
进一步地,本申请通过设置型芯,所述型芯设置在所述下腔的外围,电热板材制造完成后所述型芯的一部分形成所述电热板材的侧边,因此电热板材的侧边上即有所述型芯的连接部。所述连接部用于电热板材之间的连接,使得在铺装所述电热板材时,可以替代湿铺的方式,提高铺装效率,降低铺装工艺对操作工人的要求。所述型芯上设置豁口,豁口用于通过引线引出所述半导体电热芯片的电极,铺装所述电热板材时,不同半导体电热芯片之间通过所述引线电连接,操作简单安全。
附图说明
图1为依据本发明的实施例一提供的制造电热板材的模具的下腔的结构示意图;
图2为依据本发明的实施例一提供的制造电热板材的模具的型芯的结构示意图;
图3为依据本发明的实施例一提供的制造电热板材的模具中将型芯置入下腔后的结构示意图;
图4为依据本发明的实施例二提供的制造电热板材的模具的使用方法的流程图;
图5为本发明的实施例二中提供的矩形的半导体电热芯片的裁切方式的示意图。
图中标号:
1-矩形的半导体电热芯片;101-第一半导体电热芯片;102-第二半导体电热芯片;2-下腔; 201-侧壁;2021-第一区域;2022-第二区域;203-缺口;204-第二凸台;3-型芯;301-边框;3021-母扣;3022-公扣;304-加强筋;305-豁口。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例一
本实施例提供一种制造电热板材的模具,通过使用所述模具制造电热板材,半导体电热芯片提前放入所述模具中,将液体聚氨酯浇注进入所述模具后直接形成一体结构的电热板材。半导体电热芯片可由半导体金属氧化物制作而成,或替换成其它金属膜、含碳材料、碳纤维丝、石墨烯等材料中的一种或几种制作而成的发热体。
本实施例中所述模具用于制造正方形的电热板材,正方形的电热板材之间拼接完成对大片区域的铺装。
具体地,制造电热板材的模具,包含:
上腔;
下腔2,参照图1,包含底板和侧壁201,侧壁201为所述底板的边缘向上延伸形成,所述底板的上表面包含第一区域2021和第二区域2022,第一区域2021合围第二区域2022。本实施例中,第一区域2021呈正方形框状,其包围的内部的正方形的区域为第二区域2022。
型芯3,参照图2,型芯3包含边框301和连接部,边框301与所述底板上的第一区域2021匹配,边框301在第一平面上呈与第一区域2021形状和尺寸相同的正方形框状,垂直所述第一平面的高度方向延伸呈边框301。边框301上设有4个豁口305;所述豁口305作为所述半导体电热芯片的电极向外引出的通道;所述连接部设置于边框301上,所述连接部用于所述电热板材之间的连接。本实施例中,型芯3的连接部分为母扣3021和公扣3022,同一型芯3上既设有母扣3021也设有公扣3022,母扣3021呈向下弯曲的槽状,公扣3022同样呈向下弯曲的槽状,公扣3022的尺寸略小于母扣3021。母扣3021和公扣3022具备弹性变形的能力,母扣3021发生弹性变形槽口变大扣住公扣3022,公扣3022由于母扣3021的压力发生弹性变形槽口变小,母扣3021和公扣3022实现连接从而使所述电热板材之间形成连接。
其中,所述上腔与下腔2闭合后形成封闭空间,为液态聚氨酯发泡呈固态提供环境。
使用时,将型芯3放置在所述底板的第一区域2021上,参照图3,向下腔注入液态聚氨酯,液态聚氨酯被限制在型芯3的边框3022的范围内,将半导体电热芯片、装饰面层依次放置在下腔2上,闭合所述上腔和下腔2,液态聚氨酯在密闭空间内发泡成固体。
本实施例中,所述上腔与下腔2之间为铰接,具体地,在所述上腔的一侧边和下腔2的一侧边上安装合页,实现所述上腔与下腔2的开合。
本实施例中,所述底板的第二区域2022上设有若干凹槽,凹槽的四面侧壁呈堤坝状,若干凹槽横竖对正、间距相等的规则排列,形成的电热板材的底面因此分布有很多凸点,与地面形成多点接触,既达到保温效果又解决了加热底部冷凝水气,导致电热板材霉变的问题。
参照图1和图3,在下腔2的相邻的两个侧壁201上各设置一个缺口203,所述上腔上与下腔2的缺口203位置对应处设有第一凸台;所述第一凸台的形状和尺寸与缺口203的形状尺寸相配合,所述上腔与下腔2闭合后所述第一凸台插入缺口203使所述上腔、下腔形成封闭空间。缺口203在两个互不平行的方向上,实现上腔和下腔之间在接触面所在平面内的定位。
参照图1和图3,下腔2的侧壁201向腔内的一侧配置成斜面,在所述斜面上间隔设置若干第二凸台204,第二凸台204对装饰面层起定位作用,保证型芯3和装饰面层的边缘对齐,防止电热板材在铺装过程中产生干涉。
本实施例中,所述上腔的内腔腔底上设置弹性件,所述弹性件可以是泡沫胶条,当上腔和下腔闭合时,所述弹性件发生弹性变形压紧所述装饰面层、半导体电热芯片及下腔的底板,提供竖向定位,保证形成的电热板材厚度一致。
在优选的实施例中,所述底板内布设通道(图中未示出),所述通道的两端均与外部连通,通过所述通道向所述底板的内部通入40至60摄氏度的液体,从而对所述下腔进行加热,满足液态聚氨酯发泡成型的工艺要求。
本实施例通过所述上腔、下腔形成制造电热板材的模具,在所述模具内充入聚氨酯材料,聚氨酯材料在所述上腔和下腔形成的封闭空间内发泡,将半导体电热芯片、装饰面层以及型芯连接在一起,免除胶粘工序。同时液态聚氨酯发泡后形成于所述半导体电热芯片的下方能够起到保温作用。
通过设置型芯,所述型芯设置在所述下腔的外围,电热板材制造完成后所述型芯的一部分形成于所述电热板材的侧边,因此所述电热板材的侧边上即有所述型芯的连接部,所述连接部用于电热板材之间的连接,使得在铺装所述电热板材时,可以替代湿铺的方式,提高铺装效率,降低铺装工艺对操作工人的要求。本申请的实施例中,所述型芯上设置豁口,豁口用于通过引线引出所述半导体电热芯片的电极,铺装所述电热板材时,不同半导体电热芯片之间通过所述引线电连接,操作简单安全。
实施例二
本实施例提供的是实施例一提供的制造电热板材的模具的使用方法,也是电热板材的一种制造方法,参照图4,所述使用方法具体包含以下步骤:
1)将所述型芯置于所述下腔的底板的第一区域上;
2)在所述下腔注入液态聚氨酯;
3)在所述下腔上铺设镂空状的半导体电热芯片,从所述边框的豁口处引出与所述半导体电热芯片的电极连接的导线;
4)在所述半导体电热芯片表面放置装饰面层;
5)将所述上腔和下腔合模,并维持所述下腔的温度在40至60摄氏度,为液态聚氨酯提供发泡温度;
6)所述液态聚氨酯发泡成型后得到所述电热板材。
通过上述方法的使用过程中不包含胶粘工艺、没有使用任何粘接剂,电热板材一体浇注而成,因此在电热板材的使用过程中,不会因为温度升高向外环境释放有毒有害气体。使用上述方法得到的电热板材产品,边缘带有连接部,在铺砖过程中通过连接部将若干电热板材连接成片,无需湿铺工艺,提高了铺装效率,降低了对铺装工人的技艺要求,降低铺装成本。
上述步骤3中所述半导体电热芯片包含:
封装层;
半导体发热层,包含基底和功能层,所述基底和功能层之间设有阻挡层;设有所述功能层和阻挡层的一侧为所述半导体发热层的第一表面;
粘接膜层,所述粘接膜层位于所述封装层与所述半导体发热层之间;
电极层,所述电极层设于所述粘接膜层与所述半导体发热层之间,所述电极层与所述第一表面固接;
其中,
所述阻挡层采用材质包含硅的靶材通过溅射工艺形成于所述基底上;
所述功能层采用材质包含氧化锡锑或氧化铟锡的靶材通过溅射工艺形成于所述阻挡层上。
从电极层引出导线,所述导线用于与其他电热板材的半导体发热层连通,若干所述电热板电连接后再与电源连接,半导体发热层通电后产生热辐射,提升环境温度。
在所述电极层与所述半导体发热层连接后会进行电连接测试,保证最后形成的所述半导体电热芯片的电极层与半导体发热层之间接触良好,同样地,所述导线与电极层连接后也会进行电连接测试,最终保证所述半导体发热层与电源连接良好,正常工作。
本实施例中聚氨酯发泡成型同时对所述半导体发热层、电极层、导线三者之间的连接处形成再次封装,保证电热板材使用过程的安全性。
本实施例中在所述下腔上铺设镂空的半导体电热芯片,在向下腔注入液态聚氨酯时,液态聚氨酯材料有一定的流动性,会填充满镂空的位置,聚氨酯固化后自然形成和半导体电热芯片匹配的凹凸结构,把半导体电热芯片包裹在里面,半导体电热芯片嵌入在聚氨酯的凹凸结构内,电热板材铺装在地面使用时压力主要透过装饰面层传递给聚氨酯凸出的面,压力主要由填充到镂空位置的聚氨酯结构体承担,传递给半导体电热芯片的压力很小,甚至没有,减小了对半导体电热芯片的压力和冲击力。
优选地,本实施例提供一种半导体发热层的镂空形状,将其封装后得到镂空状的半导体电热芯片。具体地,参照图5,是将矩形的半导体电热芯片1裁切呈两片形状相同的梳齿状的第一半导体电热芯片101和第二半导体电热芯片102,通过上述裁切方式减少裁切造成半导体电热芯片的浪费,降低生产成本。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.制造电热板材的模具,其特征在于,包含:
上腔;
下腔,包含底板和侧壁,所述底板的上表面包含第一区域和第二区域,所述第一区域合围所述第二区域;
型芯,所述型芯包含边框和连接部,所述边框与所述第一区域匹配,所述边框上设有至少两个豁口;所述连接部设置于所述边框上,所述连接部用于所述电热板材之间的连接;
其中,所述上腔与所述下腔闭合后形成封闭空间。
2.根据权利要求1所述的制造电热板材的模具,其特征在于,所述底板的第二区域上设有若干凹槽。
3.根据权利要求1所述的制造电热板材的模具,其特征在于,至少一个所述侧壁上设置缺口,所述上腔上设有第一凸台;所述上腔与所述下腔闭合后所述第一凸台插入所述缺口使所述上腔、下腔形成封闭空间。
4.根据权利要求1所述的制造电热板材的模具,其特征在于,所述下腔的侧壁向腔内的一侧配置成斜面,所述斜面上间隔设置若干第二凸台。
5.根据权利要求1所述的制造电热板材的模具,其特征在于,所述上腔的内腔腔底设置弹性件。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制造电热板材的模具,其特征在于,所述型芯的连接部分为母扣和公扣,同一所述型芯上既设有母扣也设有公扣,所述电热板材之间通过所述母扣和公扣互相配合形成连接。
7.根据权利要求1-5任一项所述的制造电热板材的模具,其特征在于,所述底板内布设通道,所述通道的两端均与外部连通。
8.权利要求1-7任一项所述制造电热板材的模具的使用方法,其特征在于,包含以下步骤:
1)将所述型芯置于所述下腔的底板的第一区域上;
2)在所述下腔注入液态聚氨酯;
3)在所述下腔上铺设半导体电热芯片,从所述边框的豁口处引出与所述半导体电热芯片的电极连接的导线;
4)在所述半导体电热芯片表面放置装饰面层;
5)将所述上腔和下腔合模;
6)所述液态聚氨酯发泡成型后得到所述电热板材。
9.根据权利要求8所述的使用方法,其特征在于,所述步骤5)进行过程中,维持所述下腔的温度在40至60摄氏度。
10.根据权利要求8所述的使用方法,其特征在于,所述步骤3)中铺设的所述半导体电热芯片为镂空状。
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