CN113840401A - 一种精准调阻发热瓷砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种精准调阻发热瓷砖，从上至下依次包括瓷砖基体、发热模块和保温层；发热模块包括印刷电阻条、导电带和绝缘封装层；瓷砖基体的底面设有第一凹槽；印刷电阻条印刷于第一凹槽内，且所述印刷电阻条至少为2条；导电带≥2条，也设置于瓷砖基体底面上导电带与印刷电阻条交叠导通设置，使导电带和印刷电阻条形成并联的电路结构；绝缘封装层将印刷电阻条和导电带覆盖封装。本技术中通过直接将电阻条印刷在瓷砖凹槽中，传热效率更高，且电阻浆料用量较少，发热瓷砖的成本造价更低；通过将印刷电阻条设计成并联电路结构，可动态调整电阻条的数量来使单位面积能获得均匀稳定的电阻值，即实现精准调阻的有益效果。

Description

一种精准调阻发热瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及瓷砖技术领域，特别涉及一种精准调阻发热瓷砖。
背景技术
发热瓷砖是一种通过借助外加发热层而能够供暖的陶瓷砖。典型的发热瓷砖一般包括瓷砖基体层、发热层、绝缘层及保温层，通过粘结剂将瓷砖基体层和发热层贴合，设置绝缘层以提高使用过程的安全性，设置保温层提高保温性能。其中发热层一般是使用发热电缆或者发热膜，对于典型的发热电缆，其由内至外分别为，发热合金丝、聚四氟乙烯绝缘包套、聚酯类防护包套构成；对于典型的发热膜，石墨烯发热材料被上下两层PET薄膜夹于中心，从而达到绝缘保护的效果。
上述两种发热瓷砖存在两大问题，一是制作成本高，为了使成品达到一定的绝缘标准，绝缘封装材料和封装工艺会消耗过多的成本。二是热阻大，就发热电缆而言，瓷砖基体层和发热层之间存在绝缘橡胶层，降低了向瓷砖基体层的传热效率；且传统发热瓷砖通常采用粘结剂将发热保温模块与瓷砖底部粘合，发热材料与瓷砖之间存在胶粘剂或空隙，结合不紧密，导致传热较难，而且容易老化松动，导致传热不稳定。
在瓷砖背面直接印刷电阻条，通电可使瓷砖发热，这是一种较为优良的发热方法，印刷电阻条紧贴瓷砖背面，热阻大幅减少，发热效率高。发热瓷砖的生产，要求每一片发热瓷砖具有相同的额定功率，即要求每一片发热瓷砖的额定电阻值要相同，但采用印刷工艺制备电阻条，即使采用相同配方的电阻浆料印刷，每一批产品的实际电阻均有一定的偏差，无法完全达到一致。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种精准调阻发热瓷砖及其制备方法，旨在解决发热瓷砖的单位面积的阻值在可控范围内，从而解决批次生产产品阻值偏差过大的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种精准调阻发热瓷砖，从上至下依次包括瓷砖基体、发热模块和保温层；
发热模块包括印刷电阻条、导电带和绝缘封装层；
瓷砖基体的底面设有第一凹槽；
印刷电阻条印刷于第一凹槽内，且所述印刷电阻条至少为2条；
导电带≥2条，也设置于瓷砖基体底面上，导电带与印刷电阻条交叠导通设置，使导电带和印刷电阻条形成并联的电路结构；
绝缘封装层将印刷电阻条和导电带覆盖封装。
印刷电阻条是通过印刷的方式把电阻浆料直接印刷在瓷砖基板上，通过导电带连接外部电源使印刷电阻条通电，通电的印刷电阻条发热可加热瓷砖基板，使瓷砖达到发热的效果；同时再通过保温层在下侧保温，减少热量向下传递而损失。本技术中印刷电阻条与瓷砖基板直接接触，中间没有粘结剂或者绝缘橡胶层间隔，相比于现有的发热电缆和发热膜，采用印刷电阻条的传热效率更高，且电阻浆料用量较少，发热瓷砖的成本造价更低。本技术方案将印刷电阻条设计在凹槽结构中，在不影响瓷砖坯体强度的影响下，减少了发热部位的瓷砖厚度更有利于热传导，其次瓷砖本身底面会有底纹的设置，目的在于增加砖底与传送装置的摩擦力，所以设置凹槽更有利于提高生产效率/提高产品优等率。本技术方案也可以将印刷电阻条直接印刷在不设置凹槽或者纹理的瓷砖基体底面。用本技术中导电带与印刷电阻条形成并联的电路结构，可以通过磨断印刷电阻条来调整每一片发热瓷砖的实际电阻值，使每一片发热瓷砖的实际电阻值都趋近于额定电阻值，即能够将每一片发热瓷砖的实际电阻值控制在额定电阻值预定的偏差范围内，从而解决批次生产产品实际阻值偏差过大的问题；另外，本技术通过把印刷电阻条印刷在第一凹槽内，再在第一凹槽内填充绝缘封装层来封装印刷电阻条，绝缘封装用料少且工艺较简单，可进一步降低制造成本。
优选地，印刷电阻条包括主印刷电阻条和阻值大于所述主印刷电阻条的副印刷电阻条。
优选地，任意一条印刷电阻条为自身没有交叠的线条。
优选地，任意一条主印刷电阻条和/或任意一条副印刷电阻条均为自身没有交叠的线条。
优选地，印刷电阻条包括多个规则形状的线条单元。
优选地，主印刷电阻条包括多个形状规则的主线条单元和/或副印刷电阻条包括多个形状规则副线条单元。
优选地，主印刷电阻条之间设有N条副印刷电阻条，其中N为自然数。
采用印刷电阻条并联的方式可以通过磨断印刷电阻条来调整实际电阻值，但是被磨断的是主要起发热作用的印刷电阻条，使可调整电阻值的精度比较有限，同时也会出现发热不均匀的情况；所以进一步优化，将印刷电阻条设置为主和副两种阻值不同的印刷电阻条，其中主印刷电阻条覆盖面积大，相对阻值会小，其主要作用是发热；副印刷电阻条覆盖面积要小，相对阻值会大，其主要作用是调阻，即可以通过磨断阻值较大的副印刷电阻条来调整每片发热砖的实际电阻值，副印刷电阻阻值相比较于主印刷电阻的阻值大，可调的精度会更高。
印刷电阻条的形状可以为自身没有交叠的线条，进一步优化，印刷电阻条包括多个规则形状的线条单元。发热瓷砖的额定功率是指在额定工作电压下每秒产生的焦耳热。因此原理上只要制备的发热材料达到了额定电阻，就满足了额定功率的设计要求。也就是说只要设计一条发热材料，达到额定电阻即可。但这样会导致发热瓷砖发热不均匀，同时发热材料负载过大，容易导致寿命衰减，甚至熔断，因此在额定电阻下，印刷电阻条的覆盖面积更大，发热砖的发热更加均匀，使用寿命更长。故进一步优化印刷电阻条包括多个线条单元，可以使电阻的覆盖面积更加均匀，为了印刷简单和电阻计算，进一步优选规则形状的线条单元。
主印刷电阻条和副印刷电阻的排布可以将主印刷电阻条集中设置在一侧，副印刷电阻条集中设置在另一侧；优化为可以在主印刷电阻条之间设有N条副印刷电阻条，其中N为自然数，即N可以为0、1、2、3、4任意设置；进一步优化为在相邻两主印刷电阻条之间设置N条副印刷电阻条，其中N为0和/或1，即将副印刷电阻条一一分开间隔排布在两主印刷电阻之间，可以弱化隔断多条副电阻条带来的覆盖面不均匀的问题。
优选地，瓷砖基体在平面直角坐标系的两个方向分别称为第一方向和第二方向，第一凹槽沿第一方向延伸，第一凹槽沿第二方向间隔排列；第一导电带和第二导电带分别位于印刷电阻条的沿所述第一方向的两侧，所有印刷电阻条均与所述第一导电带电性连接，所有印刷电阻条均与所述第二导电带电性连接。通过导电带连接外部电源的正负极，导电带与印刷电阻条形成并联的电路结构，在瓷砖结构设计中以平面坐标系为基准在垂直的两个方向上设置导电带和印刷电阻条，例如第一方向为X轴、第二方向为Y轴，这种结构设置简单，施工工艺简单易操作。
优选地，保温层的上表面设有第二凹槽，第二凹槽正对于第一凹槽。第二凹槽内设有空气，使得印刷电阻条与保温层之间隔着空气，空气的导热率较低，可进一步增强保温层的保温效果，较少热量损失。
本发明还提出一种精准调阻发热瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备底面具有预设第一凹槽的瓷砖基体；
S2：在瓷砖基体底面上，贴上贴导电带；
S3：制备导电电阻浆料，并在第一凹槽内按照预设的形状印刷，在200-300℃下烘烤10-30min固化，得到印刷电阻条，印刷电阻条交叠在所述导电带上，使导电带和印刷电阻条形成并联的电路结构；
S4：将导电带接上外接电源，测量实际电阻值，随机切断电阻，使实际电阻值逐渐增大，并趋近于额定电阻值；
S5：用封装油墨将印刷电阻条和导电带覆盖封装，在100-120℃下烘烤10-30min固化，得到绝缘封装层；
S6：将保温层和步骤S5得到的具有发热模块的瓷砖至于压合架上压合，得到所述的发热瓷砖。
首先，根据印刷电阻条的布局设计推算出瓷砖凹槽位置，进而设计并制作出一个底部带有凸起的模具，凸起尺寸即为对应凹槽的尺寸，采用此模具和常规的陶瓷砖生产工艺即可得到底面具有预设第一凹槽的瓷砖基体。在瓷砖基体底面上贴好导电带，可采用铜箔导电带连接所有的印刷电阻条，使印刷电阻条之间形成并联的电路结构，也可以采用铝箔、锡箔和导电浆等其他导电材料。制备好电阻浆料后，通过丝网印刷将导电电阻浆料印制在预设的第一凹槽中，也可以采用喷涂、淋浆等其他印刷工艺，完成后在200-300℃下烘烤10-30min，使电阻浆料固化，即可得到所需的印刷电阻条。将导电带连接外部电源即可通电，用电阻测量仪测量实际电阻值，用手磨钻随机切断电阻，使实际电阻值逐渐增大，并趋近于额定电阻值，从而实现精准调阻。通过绝缘层的设置可防止导电电阻浆料和导电带与外界的直接接触，避免水汽和其他杂质对瓷砖的发热效果造成影响；之后贴上聚氨酯保温板，使陶瓷砖可维持较久的发热效果，聚氨酯保温板具有与第一凹槽一一对应的第二凹槽，可使发热瓷砖具有更好的恒温效果；将贴合后的瓷砖基体和聚氨酯保温板置于压合架上，于2吨压力下压合，使保温板与瓷砖基体紧密结合，以保证两者的稳固连接，压合的压力可为1吨，3吨或4吨等，视压合材料而定，压合后即得到精准调阻发热瓷砖。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
本技术中通过直接将电阻条印刷在瓷砖凹槽中，传热效率更高，且电阻浆料用量较少，发热瓷砖的成本造价更低；通过将印刷电阻条设计成并联电路结构，可动态调整电阻条的数量来使单位面积获得均匀稳定的电阻值，即实现精准调阻的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明实施例1的瓷砖基本的底面的结构示意图；
图3为本发明实施例6的瓷砖基本的底面面的结构示意图；
图4为本发明实施例7的瓷砖基本的底面的结构示意图；
图5为本发明实施例7的电路结构示意图；
图6为本发明实施例7的主印刷电阻条的结构示意图；
图7为本发明实施例7的线条单元结构示意图。
附图中：1-瓷砖基板、11-第一凹槽、2-发热模块、21-印刷电阻条、211-主印刷电阻条、212-副印刷电阻条、213-线条单元、22-导电带、221-第一导电带、222-第二导电带、23-绝缘封装层、24-导电条、3-保温层、31-第二凹槽。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1所示，一种精准调阻发热瓷砖，从上至下依次包括瓷砖基体1、发热模块2和保温层3；发热模块2包括印刷电阻条21、导电带22和绝缘封装层23；瓷砖基体1的底面设有第一凹槽11；印刷电阻条21印刷于第一凹槽11内，且印刷电阻条21至少为2条；导电带22≥2条，也设置于瓷砖基体1底面上，导电带22与印刷电阻条21交叠导通设置，使导电带22和印刷电阻条21形成并联的电路结构；绝缘封装层23将印刷电阻条21和导电带23覆盖封装。
在一些具体实施例中，印刷电阻条21可以为相同形状和规格，也可以设计成多种形状规格，有的实施例可以将印刷电阻条21分为主印刷电阻条211和副印刷电阻条212阻值不相同的两种规格，其中主印刷电阻条211的特点是电阻值小，覆盖面积大，主要作用是为发热砖提供主要发热源；副印刷电阻条212的特点是覆盖面积小，电阻值大，主要作用是调整发热砖的实际电阻值，调整每片发热砖的实际电阻值趋于额定电阻值。印刷电阻条的形状可以为自身没有交叠的线条，即部分实施例的印刷电阻条21形状可以为直线、折线、曲线等或其组合；发热瓷砖的额定功率是指在额定工作电压下每秒产生的焦耳热。因此原理上只要制备的发热材料达到了额定电阻，就满足了额定功率的设计要求。也就是说只要设计一条发热材料，达到了额定电阻即可。但这样会导致发热瓷砖发热不均匀，同时发热材料负载过大，容易导致寿命衰减，甚至熔断。为了达到额定电阻的情况下使电阻条覆盖面积更广，更均匀，因此进一步优化印刷电阻条21包括多个线条单元，可以使电阻的覆盖面积更加均匀，印刷电阻条21包括多个线条单元213阵列排布组合，其中线条单元213可以为M型、U型、或其他各种形状的小单元；为了印刷简单和电阻计算，进一步优选规则形状的线条单元213。有的实施例可以将主印刷电阻条211集中设置在一侧，副印刷电阻条212集中设置在另一侧，也有的实施例可以在主印刷电阻条211之间设有N条副印刷电阻条，其中N为自然数，进一步优选实施例为在相邻两主印刷电阻条211之间设置N条副印刷电阻条，其中N为0和/或1，这样将副印刷电阻条212间隔排布，当需要切断多条副印刷电阻条212时依然可以保持发热瓷砖整面的发热均匀。
在一些具体实施例中，如图2-3所示，瓷砖基体1在平面直角坐标系的两个方向分别称为第一方向和第二方向，第一凹槽11沿第一方向延伸，第一凹槽沿第二方向间隔排列；第一导电带221和第二导电带222分别位于印刷电阻条沿所述第一方向的两侧，所有印刷电阻条21均与所述第一导电带221电性连接，所有印刷电阻条21均与所述第二导电带222电性连接。通过导电带22连接外部电源的正负极，导电带22与印刷电阻条21形成并联的电路结构，其中印刷电阻条21印刷于第一凹槽11内，这种结构为在直角平面坐标系中，第一方向为X轴，第二方向为Y轴，这种结构设置简单，施工工艺简单，为本技术方案最优实施例。其他实施例也可以以瓷砖基体1在平面直角坐标系中以其他的凹槽形式排列，导电带22为两条以上，其中两条导电带22分别连接外部电源的正负极，导电带22与凹槽中11的印刷电阻条21能够形成并联的电路结构即可。
在一些具体实施例中，绝缘封装层23的材质为油墨。采用油墨进行封装，油墨固化后可粘附于瓷砖基体1底面上，具有良好的绝缘性和隔热性，适用于对印刷电阻条21封装。有一些实施例，绝缘封装层23凸出于第一凹槽11，绝缘封装层23覆盖第一凹槽11的两个侧壁。这样绝缘封装层23充满和覆盖第一凹槽11，可以保证覆盖印刷电阻条21，避免绝缘封装层23的量不够而出现印刷电阻条21裸露的位置，提高封装的完整性。
在一些具体实施例中，保温层3可采用聚氨酯保温板。聚氨酯保温板具有良好的隔热性能，适用于保温层3。在有的实施例中，保温层3还可以采用发泡水泥板或岩棉板等。
在一些具体实施例中，如图1所示，保温层3的上侧面设有第二凹槽31，第二凹槽31正对第一凹槽11。第二凹槽31内设有空气，使得印刷电阻条21与保温层3之间隔着空气，空气的导热率较低，可进一步增强保温层3的保温效果，减少热量损失。另外，第二凹槽31也减少了保温层3材料的用量，进一步节约了制备成本。在一些实施例中，第二凹槽31的宽度大于第一凹槽11的宽度，可增加印刷电阻条21与保温层3之间的空间，提高隔热效果，为优化实施例。
在一些具体实施例中，导电带22可采用铜箔，铜箔的导电性好，厚度较薄，组装粘贴也比较方便，适用于与印刷电阻条21的接触导通。在一些实施例中，第一导电带221和第二导电带222还可以采用铝箔、锡箔和导电浆等其他导电材料。
在一些具体实施例中，在导电带22上印刷一层导电条24，可增加导电面积、减少接触电阻和提高连接稳定性，提高导电性能和提高使用的稳定性。导电条24为银浆条，银浆的导电性能好，粘接性能较好，适用于印刷电阻条21与导电带22的接触导通。在一些实施例中，导电条24的材料还可以采用石墨浆料、铜浆等导电浆。
本发明还提出一种精准调阻发热瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备底面具有预设第一凹槽11的瓷砖基体1；
根据所需印刷电阻条的布局设计推算出瓷砖凹槽的位置，进而设计并制定一个底部带有凸起的模具，凸起尺寸即为对应凹槽的尺寸，采用此模具和常规的陶瓷砖生产工艺即可得到下侧面具有预设第一凹槽的瓷砖基体；
瓷砖基体在平面直角坐标系的两个方向分别称为第一方向和第二方向，第一凹槽11沿第一方向延伸，第一凹槽11沿第二方向间隔排列；
凹槽设计包括以下步骤
(1)根据市场情况，发热砖需要在较短的时间内达到一定的温度，所以发热砖的单位面积的额定功率适宜范围为200-250瓦。
(2)印刷电阻条方阻：指印刷电阻条厚度一定时，长度和宽度相同时的电阻值；
印刷电阻条的长为L、宽为W，高为d时，其电阻R＝ρ*L/(W*d)＝(ρ/d)*(L/W)，当L＝W时，L/W＝1，故此时的电阻为方阻，标记为R方＝ρ/d，其中ρ为材料的电阻率；
即方阻大小主要跟印刷厚度和电阻浆料的材料决定，即在我们的实施例中选定了丝网印刷工艺和电阻浆料，即可以确定方阻，在本技术方案中标记为R方。
(3)根据额定电压和额定功率，计算出额定电阻，标记为R1。
(4)理论计算实际印刷电阻值标记为R2，按照5％～10％的调整范围进行设计，即R2＝R1*90％～95％，
(5)丝网印刷印刷电阻条由主印刷电阻和副印刷电阻两种规格，和导电带形成如图4所示以印刷电阻条并联的电路结构；
(6)根据并联电路电阻总电阻值的计算规则，当主电阻宽度标记为W主，副电阻宽度电阻标记为W副，主电阻条数标记为N主，副电阻条数标记为N副，主电阻宽度标记为W主，副电阻宽度标记为W副，主电阻长度标记为L主，副电阻长度标记为L副，厚度为d，主电阻条和副电阻条的厚度一至，则设定的理论电阻值标记为R2；理论电阻值的计算公式如下：
R2＝ρ*L主*L副/d(n副*L主*W副+n主*L副*W主)
由上面R方＝ρ/d，可推算出
R2＝R方*L主*L副/(n副*L主*W副+n主*L副*W主)
(7)根据公式，可以根据实际印刷电阻R2、对应设计出、W主、W副、L主、L副和N主和N副；
(8)获取了印刷电阻条的尺寸，即可对应确定凹槽的尺寸。
S2：在瓷砖基体底面1上，贴上贴导电带22；
本发明所有实施例中导电带22均为同一批次采购的铜箔导电带，导电带22分为第一导电带221和第二导电带222，第一导电带221和第二导电带222分别位于第一凹槽11沿所述第一方向的两侧.
S3：制备导电电阻浆料，并在第一凹槽内11按照预设的形状印刷，在200-300℃下烘烤10-30min固化，得到印刷电阻条21，印刷电阻条21交叠在导电带22上，使导电带22和印刷电阻条21形成并联的电路结构；
本发明所有实施例中电阻浆料均为同一电阻浆料，均来自本公司自己调配的石墨烯电阻浆料，经过测试烘干烧结后可形成电阻条，具有很好的发热效果；根据印刷电阻条的形状提前定制好丝网，采用丝网印刷工艺将导电电阻浆料印制在预设的第一凹槽中，所有印刷电阻条21的一端均交叠在第一导电带231上，所有印刷电阻条21的另一端均交叠在第二导电带232上，本技术方案丝网印刷的厚度一致，经过大数据测试，此工艺条件下印刷的电阻浆料得到的方阻值，R方＝34Ω。
S4：将导电带22接上外接电源，测量实际电阻值，随机切断电阻，使实际电阻值逐渐增大，并趋近于额定电阻值；
第一导电带231和第二导电带232分别连接外接电源，即导电带22和印刷电阻条21形成了并联的电路结构，用万用表测量每片发热瓷砖的实际电阻值，如果实际电阻值在额定电阻值的偏差范围内即不需要切断，如果是实际电阻值在额定电阻值的偏差范围之外，则需要随机切断印刷电阻条，实际电阻值会逐渐增大，并趋于额定电阻值，直到实际电阻值在额定电阻值的偏差范围之内。
S5：用封装油墨将印刷电阻条21和导电带22覆盖封装，在100-120℃下烘烤10-30min固化，得到绝缘封装层23；
本发明所有实施例中绝缘油墨均为同一绝缘封装油墨材料，均来自本公司研制的的油墨材料，经过测试具有合理的膨胀系数和抗击穿强度，适合作为发热砖的绝缘封装层。
S6：将保温层3和步骤S5得到的具有发热模块的瓷砖至于压合架上压合，得到所述的发热瓷砖。
本发明所有实施例中的保温层3均采用同一批次的聚氨酯保温板，保温板可以直接粘合在发热瓷砖底面进行压合，也可以将保温层3的上表面设有第二凹槽31，第二凹槽31正对第一凹槽11。
本发明所有实施例中压合的压力均为2吨。
通过以上步骤，最后得到了发热砖，然后检测发热砖的实际电阻标记为R3，然后进行逐条间隔切断电阻，隔断的条数记为n，使其最接近额定电阻值标记为R2，测得最后的实际电阻值为R4。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了方便比对效果，以下具体实施例采用1000mm*1000mm规格的瓷砖作为样板，单位面积的额定功率为250瓦，则对应的R1＝193.6Ω，对应的R2＝174.24Ω～183.92Ω，使用的电阻浆料一致，印刷厚度一致，对应的R方＝34Ω。
性能测试说明：
1、瓷砖表面温度：用红外测温仪检测瓷砖的表面温度。
2、电阻值：用万用表检测印刷电阻条的实际电阻值。
各种电阻标记和数据表征说明：
1、R1为每片瓷砖所需要的额定电阻值。
2、R2为每片瓷砖设计印刷电路的理论阻值，R2＝R1*90％～95％。
3、R3为实施例中每片瓷砖印刷电阻条后检测的实际电阻值。
4、R4为实施例中每片瓷砖磨断后趋近于额定电阻值的实际电阻值。
5、n为磨断的条数。
6、误差百分比：即磨断后的实际电阻值R4与额定电阻值R1的差值与额定电阻值R1的百分比(R4-R1)/R1*100％，当误差百分比越小表明此设计方案可调的精度越高。
7、S：印刷电阻条21覆盖在瓷砖基体上的总面积占瓷砖基体的面积百分比，百分比越大则覆盖面积越大，说明发热砖热传导更快，表面热量分布更加均匀。
8、保温时间：断电后瓷砖表面温度从40℃降到室温28℃的时间。
9、发热均匀等级：加热30分钟之后用测温仪检测瓷砖各个点表面的温度，所有点温差小于或等于2℃的等级标记为1；有1个点温差大于或等于5℃或者有4个点以上温差范围在2～4℃之间的等级标记为5，有1个点温差范围在2～4℃之间的等级为2，有2个点温差范围在2～4℃之间的等级为3，有3个点温差范围在2～4℃之间的等级为4。
实施例1
实施例1的精准调阻发热砖的制备方法，主要包括以下步骤
S1：制备下侧面具有预设第一凹槽11的瓷砖基体1。
瓷砖基体在平面直角坐标系的两个方向分别称为第一方向和第二方向，第一凹槽11沿第一方向延伸，第一凹槽11沿第二方向间隔排列；凹槽的设置跟印刷电阻条的设计一一对应，第一凹槽11的深度为范围为：0.1～0.3mm。
S2：在瓷砖基体底面1上，贴上贴导电带22；
导电带22分为第一导电带221和第二导电带222，第一导电带221和第二导电带222分别位于第一凹槽11沿所述第一方向的两侧。
S3：制备导电电阻浆料，并在第一凹槽内11按照预设的形状印刷，在200-300℃下烘烤10-30min固化，得到印刷电阻条21，印刷电阻条21交叠在导电带22上，使导电带22和印刷电阻条21形成并联的电路结构；
S4：将导电带22接上外接电源，测量实际电阻值，随机切断电阻，使实际电阻值逐渐增大，并趋近于额定电阻值；
S5：用封装油墨将印刷电阻条21和导电带22覆盖封装，在100-120℃下烘烤10-30min固化，得到绝缘封装层23；
S6：将保温层3和步骤S5得到的具有发热模块的瓷砖至于压合架上压合，得到所述的发热瓷砖。
保温层3的上侧面设有第二凹槽31，第二凹槽31正对第一凹槽11，第二凹槽的宽度和第一凹槽一致，第二凹槽的深度为0.5～1mm。
在本实施例中印刷电阻条为直线，每条印刷电阻条长L为：900mm，宽W为：17mm；共印刷10条电阻条。
经检测R3＝178.21Ω，平均磨断1条后的实际电阻R4＝190.24Ω，此时最趋近于额定电阻R1，电阻条总面积为137700mm2，S＝13.7％。
实施例2
本实施例中各项工艺条件与实施例1相同，不同之处在于：印刷电阻条21的设计。
在本实施例中印刷电阻条为直线，每条印刷电阻条长L为：900mm，宽W为：8.5mm；共印刷20条电阻条。
经检测R3＝188.21Ω，磨断1条后的实际电阻R4＝195.67Ω，此时最趋近于额定电阻R1，电阻条总面积为145350mm2，S＝14.54％。
实施例3
本实施例中各项工艺条件与实施例1相同，不同之处在于：印刷电阻条21的设计。
在本实施例中印刷电阻条为直线，每条印刷电阻条长L为：900mm，宽W为：4mm；共印刷43条电阻条。
经检测R3＝171.32Ω，磨断4条后的实际电阻R4＝192.16Ω，此时最趋近于额定电阻R1，电阻条总面积为144000mm2，S＝14.4％。
实施例4
本实施例中各项工艺条件与实施例1相同，不同之处在于：印刷电阻条21的设计。
在本实施例中印刷电阻条为3折线，每条印刷电阻条长L为：1200mm，宽W为：9mm；共印刷25条电阻条。
经检测R3＝180.6Ω，磨断1条后的实际电阻R4＝188.36Ω，此时最趋近于额定电阻R1，电阻条总面积为259200mm2，S＝25.92％。
实施例5
本实施例中各项工艺条件与实施例1相同，不同之处在于：印刷电阻条21的设计。
在本实施例中印刷电阻条21都为直线，印刷电阻条有两种阻值规格，分为主印刷电阻条211和副印刷电阻条222，且在相邻两主印刷电阻条211之间设置1或0条副印刷电阻条212。
每条主印刷电阻条长L为：900mm，宽W为：10mm，印刷14条；
每条副印刷电阻条长L为：900mm，宽W为：3mm，印刷10条；
经检测R3＝181.23Ω，磨断3条副电阻后的实际电阻R4＝192.54Ω，此时最趋近于额定电阻R1，电阻条总面积为144900mm2，S＝14.49％。
实施例6
本实施例中各项工艺条件与实施例1相同，不同之处在于：印刷电阻条21的设计。
在本实施例中印刷电阻条21有两种形状和规格，分为主印刷电阻条211为折线和副印刷电阻条222为直线，且在相邻两主印刷电阻条211之间设置1条副印刷电阻条212。
每条主印刷电阻条长L为：1200mm，宽W为：10mm，印刷20条；
每条副印刷电阻条长L为：900mm，宽W为：2mm，印刷10条；
经检测R3＝182.54Ω，磨断4条副电阻后的实际电阻R4＝192.8Ω，此时最趋近于额定电阻R1，电阻条总面积为250800mm2，S＝25.08％。
实施例7
本实施例中各项工艺条件与实施例1相同，不同之处在于：印刷电阻条21的设计。
在本实施例中印刷电阻条21有两种形状和规格，其中主印刷电阻条211为带有多个线条单元阵列排布，线条单元213如图7所示；副印刷电阻条222为直线。
每条主印刷电阻条长L为：1700mm，线条宽度为10mm，每个线条单元的高为a＝40mm，宽度为b＝30mm，每条主印刷电阻条211上有20个线条单元，主印刷电阻条211有20条；
每条副印刷电阻条长L为：900mm，宽W为：2mm，副印刷电阻条212有32条；
在相邻两主印刷电阻条211之间设置1或2条副印刷电阻条212；
经检测R3＝182.32Ω，磨断5条后的实际电阻R4＝192.86Ω，此时最趋近于额定电阻R1，电阻条总面积为3904mm2，S＝39.04％。
将实施例1-7的各种进行性能检测结果统计如下表所示。
表1性能测试结果
Figure BDA0003294214100000151
由以上数据可以看到，所有实施例都可以进行隔断部分印刷电阻条进行实际阻值调整，印刷电阻条分布越广，电阻条越细可调阻的精度越高，隔断后的发热均匀性影响更少；当把印刷电阻条分为主印刷电阻条和副印刷电阻条时，将副印刷电阻条设置成长度最短，细度较细的情况下，通过切断副印刷电阻条的数量进行调整阻值，可调的精度更高，且对隔断后的发热均匀性影响较小；为了使每片砖的总阻值达到额定电阻，当主印刷电阻条为直线时，印刷电阻条的面积覆盖率只能在15％左右；当主印刷电阻条为折线时，印刷电阻条的面积覆盖率可以在25％左右；当主印刷电阻条为带有多个线条单元阵列排布时，印刷电阻条的面积覆盖率可以达到35％以上。
对比例1
本实施例中各项工艺条件与实施例7相同，不同之处在于：具体主印刷电阻条211和副印刷电阻条212的粗细度及排布。
每条主印刷电阻条长L为：1700mm，线条宽度为8mm，每个线条单元的高为a＝32mm，宽度为b＝24mm，每条主印刷电阻条211上有25个线条单元，主印刷电阻条211有25条；
每条副印刷电阻条长L为：900mm，宽W为：2mm，副印刷电阻条212有32条；
在相邻两主印刷电阻条211之间设置1或2条副印刷电阻条212；
经检测R3＝182.68Ω，磨断5条后的实际电阻R4＝192.96Ω，此时最趋近于额定电阻R1，电阻条总面积为388600mm2，S＝38.86％。
对比例2
本实施例中各项工艺条件与实施例7相同，不同之处在于：具体主印刷电阻条211和副印刷电阻条212的粗细度及排布。
每条主印刷电阻条长L为：1668mm，线条宽度为6mm，每个线条单元的高为a＝24mm，宽度为b＝18mm，每条主印刷电阻条211上有32个线条单元，主印刷电阻条211有32条；
每条副印刷电阻条长L为：900mm，宽W为：2mm，副印刷电阻条212有33条；
在相邻两主印刷电阻条211之间设置1副印刷电阻条212；
经检测R3＝182.21Ω，磨断5条后的实际电阻R4＝192.65Ω，此时最趋近于额定电阻R1，电阻条总面积为370656mm2，S＝37.07％。
对比例3
本实施例中各项工艺条件与实施例7相同，不同之处在于：具体主印刷电阻条211和副印刷电阻条212的粗细度及排布。
每条主印刷电阻条长L为：1700mm，线条宽度为4mm，每个线条单元的高为a＝16mm，宽度为b＝12mm，每条主印刷电阻条211上有50个线条单元，主印刷电阻条211有32条；
每条副印刷电阻条长L为：900mm，宽W为：2mm，副印刷电阻条212有33条；
在相邻两主印刷电阻条211之间设置0或1条副印刷电阻条212；
经检测R3＝182.35Ω，磨断5条后的实际电阻R4＝193.23Ω，此时最趋近于额定电阻R1，电阻条总面积为388600mm2，S＝38.86％。
将实施例7和对比例1-3的各种进行性能检测结果统计如下表所示。
表2性能测试结果
Figure BDA0003294214100000171
由以上数据可以看到，主印刷电阻包括多个线条单元的实施例其面积覆盖率都在35％以上且隔断多条副印刷电阻均能保持发热均匀。
对比例4
本实施例中各项工艺条件与实施例5相同，不同之处在于：本对比实施例中印刷电阻条的排列方式。
本实施例中，将主印刷电阻条211集中排在延第二方向的同一侧，副印刷电阻条212集中排在延第二方向的另一侧。
每条主印刷电阻条长L为：900mm，宽W为：10mm，印刷14条；
每条副印刷电阻条长L为：900mm，宽W为：3mm，印刷10条；
经检测R3＝181.23Ω，磨断3条副电阻后的实际电阻R4＝192.54Ω，此时最趋近于额定电阻R1，电阻条总面积为144900mm2，S＝14.49％。
对比例5
本对比实施例中各项条件与实施例5相同，不同之处在于：本对比实施例中保温层3不开槽。
将实施例5和对比例4-5的各种进行性能检测结果统计如下表所示。
表3性能测试结果
Figure BDA0003294214100000172
由以上数据可以看到，将副印刷电阻条间隔排布在主印刷电阻条之间能够使发热砖发热更加均匀，且能降低隔断副电阻条使对瓷砖发热均匀的影响；将保温层开槽，使得印刷电阻条与保温层之间隔着空气，可延长保温时间，即有更好的保温性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种精准调阻发热瓷砖，其特征在于，从上至下依次包括瓷砖基体(1)、发热模块(2)和保温层(3)；
所述发热模块(2)包括印刷电阻条(21)、导电带(22)和绝缘封装层(23)；
所述瓷砖基体(1)的底面设有第一凹槽(11)；
所述印刷电阻条(21)印刷于所述第一凹槽(11)内，且所述印刷电阻条(21)至少为2条；
所述导电带(22)≥2条，也设置于所述瓷砖基体(1)底面上，所述导电带(22)与所述印刷电阻条(21)交叠导通设置，使所述导电带(22)和所述印刷电阻条(21)形成并联的电路结构；
所述绝缘封装层(23)将所述印刷电阻条(21)和所述导电带(23)覆盖封装。
2.如权利要求1所述的精准调阻发热瓷砖，其特征在于，所述印刷电阻条(21)包括主印刷电阻条(211)和阻值大于所述主印刷电阻条(211)的副印刷电阻条(212)。
3.如权利要求1所述的精准调阻发热瓷砖，其特征在于，所述任意一条印刷电阻条(21)为自身没有交叠的线条。
4.如权利要求2所述的精准调阻发热瓷砖，其特征在于，所述任意一条主印刷电阻条(211)和/或所述任意一条副印刷电阻条(212)均为自身没有交叠的线条。
5.如权利要求3所述的精准调阻发热瓷砖，其特征在于，所述印刷电阻条(21)包括多个规则形状的线条单元(213)。
6.如权利要求4所述的精准调阻发热瓷砖，其特征在于，所述主印刷电阻条(211)包括多个形状规则的主线条单元和/或所述副印刷电阻条(212)包括多个形状规则副线条单元。
7.如权利要求2所述的精准调阻发热瓷砖，其特征在于，在所述主印刷电阻条(211)之间设有N条所述副印刷电阻条(212)，其中N为自然数。
8.如权利要求1所述的精准调阻发热瓷砖，其特征在于，所述瓷砖基体在平面直角坐标系的两个方向分别称为第一方向和第二方向，所述第一凹槽(11)沿所述第一方向延伸，所述第一凹槽(11)沿所述第二方向间隔排列；
所述第一导电带(221)和所述第二导电带(222)分别位于所述印刷电阻条(21)的沿所述第一方向的两侧，所有所述印刷电阻条(21)均与所述第一导电带(221)电性连接，所有所述印刷电阻条(21)均与所述第二导电带(222)电性连接。
9.如权利要求1所述的精准调阻发热瓷砖，其特征在于，所述保温层(3)的上表面设有第二凹槽(31)，所述第二凹槽(31)正对于所述第一凹槽(11)。
10.如权利要求1所述的一种精准调阻发热瓷砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备底面具有预设第一凹槽(11)的瓷砖基体(1)；
S2：在所述瓷砖基体(1)底面上，贴上贴导电带(22)；
S3：制备导电电阻浆料，并在所述第一凹槽(11)内按照预设的形状印刷，在200-300℃下烘烤10-30min固化，得到印刷电阻条(21)，所述印刷电阻条(21)交叠在所述导电带(22)上，使所述导电带(22)和所述印刷电阻条(21)形成并联的电路结构；
S4：将所述导电带(22)接上外接电源，测量实际电阻值，随机切断电阻，使实际电阻值逐渐增大，并趋近于额定电阻值；
S5：用封装油墨将所述印刷电阻条(21)和所述导电带(22)覆盖封装，在100-120℃下烘烤10-30min固化，得到绝缘封装层(23)；
S6：将保温层(3)和步骤S5得到的具有发热模块的瓷砖至于压合架上压合，得到所述的发热瓷砖。
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