[发明专利]一种导电/加热陶瓷及制备方法

说明书

一种新型导电/加热陶瓷及制备方法，导电/加热陶瓷包括未上釉薄板、预处理涂层和导电/导热膜层。选用未上釉的块状薄板陶瓷；使用喷涂法在未上釉的块状薄板陶瓷上涂抹一层高分子聚合物水溶液；利用激光切割技术进行掩膜图案化；通过磁控溅射的方法在处理的陶瓷上溅射一层导电层；对制备得到的导电/加热陶瓷进行加热测试。获得的导电陶瓷。加热材料为陶瓷的上表面，方阻可控制在0.2～2Ω/sq左右，在8V的电压下，使得面积为200mm×300mm的内墙陶瓷加热到60℃。使用喷涂法在陶瓷表面喷涂一层高分子聚合物薄层材料，以增强陶瓷和金属的结合性能，制备的导电陶瓷经过摩擦和水洗超声测试后均表现出优异的稳定性能。

技术领域

本发明涉及一种导电陶瓷，尤其是涉及颜色可控、图案可调，兼具装饰、加热、电磁屏蔽等功能的一种新型导电/加热陶瓷及制备方法。

背景技术

目前，市场上现存的陶瓷砖块功能单一，制瓷厂烧结完成型的陶瓷砖块经过上釉工序后即为成品。此方法制备的陶瓷砖块仅仅具有装饰和观赏功能。为了赋予陶瓷砖块更多的功能性(如光电，电热功能)(Xie,S.,Li,T.,Xu,Z.,Wang,Y.,Liu,X.,&Guo,W.(2018).Ahigh-response transparent heater based on a cus nanosheet film with superiormechanical flexibility and chemical stability.Nanoscale,10(14),6531.)，首先需要使陶瓷具有良好的导电性。然而，导电材料与陶瓷表面的结合性问题始终是困扰陶瓷导电的最大障碍，直接在陶瓷表面磁控溅射或蒸发镀膜一层金属材料，在水洗或单次摩擦之后均会发生脱落现象，其稳定性和结合性能都无法匹配商业化生产。因此，对陶瓷砖块的表面处理，以增强金属在陶瓷上的结合性的技术的探索显得尤为重要。

基于此导电陶瓷，可以进而产业化生产出发光陶瓷、发热陶瓷和陶瓷表面显示技术，使得陶陶瓷块的功能性有质变性的增强。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述问题，提供颜色可控、图案可调、兼具装饰、加热、电磁屏蔽等功能的一种新型导电/加热陶瓷及其制备方法。

所述新型导电/加热陶瓷包括未上釉薄板、预处理涂层和导电/导热膜层：所述未上釉薄板选用市面上的未上釉所有材质的陶瓷，表面粗糙度控制在1mm以内；所述预处理涂层为高分子聚合物薄膜，预处理涂层的涂覆位置为未上釉薄板的上表面；所述导电/导热膜层为金属薄膜或导电硫化物薄膜。

所述新型导电/加热陶瓷的制备方法包括以下步骤：

1)选用未上釉的块状薄板陶瓷；

在步骤1)中，所述未上釉的块状薄板陶瓷可选自未上釉的陶瓷，表面粗糙度控制在1mm 以内；所述未上釉的陶瓷可采用各种材质的陶瓷。

2)使用喷涂法在未上釉的块状薄板陶瓷上涂抹一层高分子聚合物水溶液；

在步骤2)中，所述高分子聚合物水溶液可采用一层厚度150～200nm的体积百分比为 10％～30％高分子聚合物水溶液，溶液为去离子水；所述高分子聚合物可选自分子量低于 20000的聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚丙烯等聚合物，经过聚何物处理的陶瓷表面与导电层的结合性显著增强，提高导电陶瓷的耐用性。

3)利用激光切割技术进行掩膜图案化；

4)通过磁控溅射的方法在步骤3)处理的陶瓷上溅射一层导电层；

在步骤4)中，所述导电层可为金属导电层或金属硫化物导电层；所述金属导电层可选自银、金、铂、铜、铝等中的一种；目前测试出的可行材料的具体溅射参数如下：

银导电层：4Pa氩气环境，900s溅射时长，60W的溅射功率；

金导电层：1.5Pa氩气环境，600s溅射时长，60W的溅射功率；