CN102660146B - 一种耐氧化性分散染料组合物及其制备应用 - Google Patents
一种耐氧化性分散染料组合物及其制备应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种耐氧化性分散染料组合物及其制备和应用,包括:通式(I)所示的黄色染料、通式(II)所示的橙色染料、通式(III)所示的蓝色染料、通式(IV)所示的红色染料中的任意2~4种染料的组合,且每个通式所示的染料不超过二种;所述的耐氧化性分散染料组合物应用于涤纶织物或涤棉混纺织物的前处理染色。本发明的分散染料组合物能在H2O2质量浓度为0.1-0.5%的强氧化性条件下对聚酯及其混纺织物染色,得到的织物色光稳定、颜色鲜艳,布面整洁、织物风格佳;本发明还实现聚酯纤维或其混纺织物的前处理和染色一浴一步染色,效率提高,降低了生产成本,减少了染色废水。
Description
技术领域
本发明属于分散染料及其制备和应用领域,特别涉及一种耐氧化性分散染料组合物及其制备应用。
背景技术
近十几年来,能源短缺和环境污染问题日趋突出,同时国际纺织品市场竞争更加激烈,要求加工效率高和加工成本低等,进一步推动了世界各国对前处理染色一浴一步法工艺的研究和开发,而且在所用织物、染料、工艺甚至助剂方面都有一定的拓展,这充分说明前处理、染色一浴短流程是现代织物染整加工的发展趋势之一,节能减排。但是传统的分散染料及其组合物不能与过氧化物同浴存在,在过氧化物体系中发生色光变化,大部分分散染料不耐过氧化物氧化,不能完成上染。
长期以来,聚酯纤维织物如涤纶,包括涤纶梭织物、涤纶针织物、涤纶筒子纱线等,染色前需在强氧化性条件下经退浆、除油、排液、漂洗,然后中和后,再用分散染料在弱酸性条件下染色,染色工艺流程长,水洗中和排放大量废水,严重污染环境,减低生产效率。
由于常规分散染料不耐强氧化性,有部分分散染料在微量双氧水存在下有一定的稳定性,但通常前处理时双氧水浓度较高,这样的环境染料分解严重,无法进行正常染色。要想从根本上解决聚酯纤维染色工艺冗长的问题,必须改变染料结构使得其耐氧化性增强。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种耐氧化分散染料组合物及其制备和应用,该组合物耐氧化性能优越,可在H2O2质量浓度为0.1-0.5%的强氧化性条件下实现聚酯纤维或其混纺织物稳定的一浴一步染色,染色效率得到极大提高,废水大幅降低,染色织物牢度满足应用要求,而且染色织物风格极佳。
本发明的一种耐氧化性分散染料组合物,包括:
通式(I)所示的黄色染料、通式(II)所示的橙色染料、通式(III)所示的蓝色染料、通式(IV)所示的红色染料中的任意2~4种染料的组合,且每个通式所示的染料不超过二种;
通式(I)、(II)、(III)和(IV)如下所示:
其中R1、R4、R6、R8为氢、甲基或甲氧基;R2为氢或甲基;
当R2为氢时,R3为2-硝基苯基或2,4-二硝基苯基;
当R2为甲基、乙基或氰乙基时,R3为苄基或2-甲基苄基;
R5、R7为氢、硝基、甲基或乙基;
R9为甲基、乙基、苄基、2-甲基苄基或2-硝基苯基。
所述的通式(I)所示的黄色染料优选自式(I-A)、(I-B)、(I-C)、(I-D)、(I-E)所示的化合物;
所述的通式(II)所示的橙色染料优选自式(II-A)、(II-B)、(II-C)所示的化合物;
所述的通式(III)所示的蓝色染料优选自式(III-A)、(III-B)、(III-C)所示的化合物;
所述的通式(IV)所示的红色染料优选自式(IV-A)、(IV-B)、(IV-C)、(IV-D)所示的化合物;
所述的耐氧化性分散染料组合物,包括:通式(I)所示的黄色染料、通式(II)所示的橙色染料、通式(III)所示的蓝色染料、通式(IV)所示的红色染料中的任意一种通式所示的2种染料的组合,其中每种染料的质量百分含量为1-99%。
所述的耐氧化性分散染料组合物,包括:通式(I)所示的黄色染料、通式(II)所示的橙色染料、通式(III)所示的蓝色染料、通式(IV)所示的红色染料中任意两种通式所示的2-4中染料的组合,且每个通式所示的染料不超过二种;其中两种通式中各通式所示染料的质量百分含量为1-99%。
所述的耐氧化性分散染料组合物,包括:通式(I)所示的黄色染料、通式(II)所示的橙色染料、通式(III)所示的蓝色染料、通式(IV)所示的红色染料中任意三种通式所示的3-4种染料组合,其中三种通式中各通式所示染料的质量百分含量之比为1-98%∶1-98%∶1-98%。
所述的耐氧化性分散染料组合物,包括:通式(I)所示的黄色染料中的一种、通式(II)所示的橙色染料中的一种、通式(III)所示的蓝色染料中的一种和通式(IV)所示的红色染料中,共4种染料,其中通式(I)所示的黄色染料的质量百分含量为3~60%,通式(II)所示的橙色染料的质量百分含量为5~55%,通式(III)所示的蓝色染料的质量百分含量为5~55%,通式(IV)所示的红色染料的质量百分含量为10~55%。
本发明的一种耐氧化性分散染料组合物的制备方法,包括:
将上述分散染料组合物中各组分混合后,在重氮化和偶合等化学合成过程中制备混合的原染料,然后将上述混合的原染料在助剂的存在下进行微粒化分散加工,商品化成分散染料;其中助剂与分散染料组合物中各组分之和的重量比为0.8-5∶1;
或将上述分散染料组合物中各组分混合后,进行湿粉碎分散加工成分散染料;
或将上述分散染料组合物中各组分直接混合,即可。
所述的助剂为萘磺酸钠衍生物,优选为扩散剂NNO、分散剂MF、改性分散剂MF中的一种或两种。
本发明的一种的耐氧化性分散染料组合物应用于涤纶织物或涤棉混纺织物的前处理染色。
所述的涤纶织物为涤纶梭织物、涤纶针织物或涤纶筒子纱线。
所述的涤纶织物或涤棉混纺织物的前处理染色方法为将涤纶织物或涤棉混纺织物的前处理和染色同浴一步进行,具体为:将涤纶织物或涤棉混纺织物置于间歇式染色机中,同时加入氧化剂、耐氧化性分散染料组合物和染色匀染剂,调节PH值为9~14,进行织物的染色处理。
所述的涤纶织物或涤棉混纺织物的前处理染色方法为将涤纶织物或涤棉混纺织物的前处理和染色同浴分步进行,具体为:将涤纶织物或涤棉混纺织物置于间歇式染色机中,加入氧化剂先进行氧化前处理,调节PH值为9~14;再加入耐氧化性分散染料组合物和染色匀染剂进行织物的染色处理。
所述的氧化剂为双氧水、过碳酸钠、过碳酸钾、过碳酸锂、过碳酸钙、过碳酸镁、高氯酸钾或高锰酸钾。
所述的染色匀染剂为改性分散剂MF。
所述的涤纶织物或涤棉混纺织物的前处理染色方法中,浴比为1∶10~1∶25,耐氧化性分散染料组合物占织物的质量百分比为0.05~8%,氧化剂的质量浓度为0.1~1%,染色匀染剂的质量浓度为0.03~0.3%,染色处理温度为120~135℃,染色时间为60~90分钟。
上述的氧化剂为双氧水,双氧水的质量浓度为0.1~0.5%。
本发明的分散染料组合物配置的染料制品,可以是微离子分散处理后的液态、乳膏态或者用喷雾法等进行干燥处理后的粉状、颗粒状态供给染色。具体地,当本发明的混合染料加入助剂配制成相应的固体染料制品时,分散染料组合物的重量百分含量优选为10-60%,助剂的重量百分含量为40-90%。当所述的混合染料加入助剂配制成相应的液体染料制品时,分散染料组合物的重量百分含量优选为10-30%,助剂的重量百分含量优选为20-45%,其余为水。
本发明的另一目的在于提供一种具体的涤纶织物的染色方法,该方法是使用本发明所提供的分散染料组合物进行染色。
具体的说,本发明所提供的涤纶织物的前处理染色的方法是在浴比为1∶10~1∶25、过碳酸钠质量浓度为0.1-1%或双氧水质量浓度为0.1~0.5%、碱剂用量为0.3-30g/L的条件下,碱剂可以是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、等强碱,也可以使用如碳酸氢钠等弱碱,使用本发明所提供的分散染料组合物进行染色。
更具体的说,上述方法是:涤纶织物的前处理和染色同浴一步进行:在间歇式染色机中,放入待染织物,再加入氧化剂、染色匀染剂和本发明所提供的分散染料组合物;或者涤纶织物的前处理和染色同浴分步进行,在间歇式染色机中,放入待染织物,加入氧化剂先进行氧化前处理,再在氧化前处理残液中加入本发明所提供的分散染料组合物和染色匀染剂进行织物的染色处理。其中浴比为1∶10~1∶25,氧化剂过碳酸钠质量浓度为0.1-1%或双氧水质量浓度为0.1~0.5%、碱剂用量为0.3-30g/L,染浴PH为9≤PH≤14,分散染料组合物与涤纶织物的质量比为0.05~8%,染色匀染剂在染色溶液中的质量浓度为0.03~0.3%,染色处理温度为120~135℃,染色时间为60~90分钟。
发明人在一浴法研究中,发现当染料组合物为本发明所述的分散染料组合物时,其耐氧化性能得到很大的提高,可在H2O2质量浓度为0.1-0.5%的强氧化性条件下实现聚酯纤维或其混纺织物稳定的一浴一步法染色,解决了聚酯纤维及其混纺织物前处理和染色合并进行一浴一步法染色的染料瓶颈难题,且染色效率得到极大的提高,生产成本降低,染色织物牢度满足应用要求,而且染色织物风格极佳。进一步研究发现该染料组合物也耐其他过氧化物强氧化剂,过氧化物包括经常使用的:双氧水,过碳酸钠,过碳酸钾,过碳酸锂,过碳酸钙,过碳酸镁等碱金属和碱土金属过氧化物,也包括高氯酸钾、高锰酸钾等强氧化剂。
本发明中,所述分散染料组合物基本上由通式(I)、(II)、(III)或(IV)中的任意一种结构所示的两种染料组成,基于所述的两种染料,每种染料的质量百分含量为1-99%;此处,“基本上”的含义是这种分散染料组合物由通式(I)、(II)、(III)或(IV)中的任意一种结构所示的分散染料构成或主要由通式(I)、(II)、(III)或(IV)中的任意一种结构所示的分散染料构成,但还有可能含有一部分助剂或少量的杂质等不影响其性能的其它组分。
本发明中,所述分散染料组合物为通式(I)、(II)、(III)或(IV)中任意两种结构所示的2-4种染料组合,且每种结构的染料不超过二种,基于所述两种结构所示的染料,每种结构所示的染料的质量百分含量为1-99%,此处,“基本上”的含义同上。
本发明中,所述分散染料组合物为通式(I)、(II)、(III)或(IV)中任意三种结构所示的3-4种染料组合,基于所述三种结构所示的染料,每种结构所示的染料的质量百分含量为1-98%,此处,“基本上”的含义同上。
本发明中,所述分散染料组合物为通式(I)、(II)、(III)和(IV)四种结构所示的4种染料的组合,基于所述四种结构所示的染料,通式(I)所示的染料的质量百分含量为3~60%,通式(II)所示的染料的质量百分含量为5~55%,通式(III)所示的染料的质量百分含量为5~55%,通式(IV)所示的染料的质量百分含量为10~55%,此处,“基本上”的含义同上。
配制本发明的分散染料组合物所使用的通式(I)、(II)、(III)和(IV)所示的染料化合物是现有技术中已有的化合物,或是有些专利已经公开的染料或者类似这些的染料,用其中记载的方法或者类似的方法可以很容易地制得。
本发明与现有技术相比,具有以下优点:
(1)本发明所提供的分散染料组合物耐氧化性能优越,耐氧化性能包括经常使用的双氧水,过碳酸钠,过碳酸钾,过碳酸锂,过碳酸钙,过碳酸镁等碱金属和碱土金属过氧化物,也包括高氯酸钾、高锰酸钾等强氧化剂;使用双氧水质量浓度范围更大,解决了聚酯纤维及其混纺织物前处理和染色合并进行一浴一步染色的染料瓶颈难题;
(2)本发明所提供的分散染料组合物适应于前处理和染色同步进行,染色过程缩短,节约大量能量,减低污水排放,上染率高、上色更均匀、重演性更好。
(3)本发明所提供的分散染料组合物可应用在强氧化性浴中染色,使用碱剂范围更宽,碱剂可以是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等强碱,也可以使用如碳酸氢钠、碳酸钠等弱碱,能够实现聚酯纤维的前处理精炼、染色一浴一步法染色工艺的需要;
(4)应用本发明所提供的分散染料组合物在双氧水质量浓度为0.1~0.5%的强氧化性条件下一浴一步法染色,不仅能够有效去除聚酯织物上的浆料、油剂,克服其它分解产物如聚酯低聚物在酸性条件下析出而产生许多染疵,同时带来布面整洁、织物风格佳的效果,也可以不需还原清洗即可满足牢度要求;
(5)应用本发明所提供的偶氮染料组合物染色后制造的织物具有布面整洁、织物滑爽、织物风格及手感极佳的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
将100公斤式(II-B)、98公斤式(II-C)所示的分散染料原染料,250公斤分散剂MF,加水打浆混合后,用研磨机研磨分散,喷雾干燥,即得成品。该染料适用涤纶织物前处理和染色合并进行的一浴一步法染色,能提供给织物各项牢度性能优良的橙色色调。
实施例2
将100公斤式(III-A)、60公斤式(I-C)所示的分散染料原染料,450公斤改性分散剂MF,加水打浆混合后,用研磨机研磨分散,喷雾干燥,即得成品。该染料适用涤纶织物前处理和染色合并进行的一浴一步法染色,能提供给织物各项牢度性能优良的蓝色色调。
实施例3
涤纶织物前处理、染色一浴一步法。
在间歇式染色机中,放入涤纶针织物250KG,按照浴比为1∶10加入染色用水2500升,再加入10.00KG过碳酸钠、1.50KG片碱、改性分散剂MF 6KG、实施例1中分散染料组合物10KG,pH值为13,染色处理温度为120~122℃,染色时间为60分钟。出布烘干,得到鲜艳的橙色织物,织物布面整洁,得色均匀,手感滑爽柔软。牢度检测结果如表1:
表1
实施例4
涤纶织物前处理、染色一浴一步法。
在间歇式染色机中,放入涤纶针织物250KG,按照浴比为1∶10加入染色用水2500升,再加入10.00KG双氧水、1.50KG片碱、改性分散剂MF 2KG、实施例2中分散染料组合物10KG,pH值为14,染色处理温度为132~135℃,染色时间为90分钟。出布烘干,得到鲜艳的蓝色织物,织物布面整洁,得色均匀,手感滑爽柔软。牢度检测结果如表2:
表2
实施例5
涤纶织物前处理、染色一浴一步法。
在间歇式染色机中,放入涤纶针织物250KG,按照浴比为1∶15加入染色用水3750升,再加入15.00KG双氧水、2.20KG片碱、改性分散剂MF 6KG、实施例1中分散染料组合物15KG,pH值为12,染色处理温度为125~128℃,染色时间为90分钟。出布烘干,得到鲜艳的橙色织物,织物布面整洁,得色均匀,手感滑爽柔软。牢度检测结果如表3:
表3
实施例6
涤纶织物前处理、染色一浴一步法。
在间歇式染色机中,放入涤纶针织物250KG,按照浴比为1∶25加入染色用水6750升,再加入25.00KG过碳酸钠、3.75KG片碱、改性分散剂MF 5KG、实施例1中分散染料组合物25KG,pH值为13,染色处理温度为125~128℃,染色时间为90分钟。出布烘干,得到鲜艳的橙色织物,织物布面整洁,得色均匀,手感滑爽柔软。牢度检测结果如表4:
表4
从实施例3、5和6可以看出,当染色浴比分别为1∶10、1∶15、1∶20时,所染织物色泽,手感及染色牢度都没有大的差异,这说明本发明所提供的分散染料组合物的耐氧化性能与浴比大小没有明显关系,适用于小浴比染色。
实施例7
(1)将100KG式(II-A)、98KG式(IV-D)、50KG式(III-B)、60KG式(I-A)所示的分散染料原染料,400公斤分散剂MF,加水打浆混合后,用研磨机研磨分散,喷雾干燥,即得成品。该染料适用涤纶织物前处理和染色合并进行的一浴一步法染色,能提供给织物各项牢度性能优良的蓝紫色调。
(2)涤纶织物前处理、染色一浴一步法。
在间歇式染色机中,放入涤纶针织物250KG,按照浴比为1∶15加入染色用水3750升,再加入15.00KG(在染色溶液中的质量浓度为0.4%)过碳酸钠、1.50KG片碱、改性分散剂MF(染色匀染剂)2KG(在染色溶液中的质量浓度为0.053%)、上述分散染料组合物10KG,pH值为14,染色处理温度为125~128℃,染色时间为80分钟。出布烘干,得到鲜艳的蓝紫色调织物,织物布面整洁,得色均匀,手感滑爽柔软。牢度检测结果如表5:
表5
比较例1
涤纶织物前处理、染色一浴一步法。
在间歇式染色机中,放入涤纶针织物250KG,按照浴比为1∶10加入染色用水2500升,再加入10.00KG过碳酸钠、1.50KG片碱、改性分散剂MF 6KG、市售分散橙5R 10KG,pH值为12,染色处理温度为120~122℃,染色时间为60分钟。
所染织物几乎不上色,染料完全分解。而经实施例3染色的织物颜色鲜艳,织物布面整洁,得色均匀,手感滑爽柔软。
比较例2
以替代染色实施例2中的分散染料组合物,
涤纶织物前处理、染色一浴一步法。
在间歇式染色机中,放入涤纶针织物250KG,按照浴比为1∶10加入染色用水2500升,再加入10.00KG双氧水、1.50KG片碱、改性分散剂MF 2KG、市售分散蓝2BLN 10KG,pH值为14,染色处理温度为120~135℃,染色时间为90分钟。
所染织物几乎不上色,染料分解严重。而经实施例4染色的织物颜色鲜艳,织物布面整洁,得色均匀,手感滑爽柔软。
从比较例1和2中可以看到单一使用现有技术中的分散染料染色时,所染织物几乎不上色,染料分解严重。而应用本发明所提供的分散染料组合物所染的织物颜色鲜艳,织物布面平整,得色均匀,手感滑爽柔软。
比较例3
传统的前处理、染色、还原清洗多浴多步染色法。
选用纯涤针织布,重量为250KG,置于间歇式染色机中,加入染色用水2500升,再加入10.00KG过碳酸钠、1.50KG片碱,在100℃保温20分钟,排液,加入2000升水洗涤,排液。再加入2500升染色水,加入10.00公斤分散蓝2BLN,加入10公斤醋酸调pH值为5。染色处理温度为133~135℃,染色时间为90分钟。排除残液,出布烘干,得到鲜艳的蓝色织物。牢度检测结果如表6:
表6
可以看出:应用现有技术中的分散染料及其传统的前处理、染色、还原清洗多浴多步染色法染色,存在工艺流程长,生产效率低的缺点,而本发明所提供的染料组合物由于其耐氧化性能优越,能够实现前处理精练、染色一浴一步法碱性染色工艺,工艺流程缩短,生产效率提高,废水大幅度减少,蒸汽、动力等能耗也明显下降。
Claims (6)
1.一种耐氧化性分散染料组合物应用于涤棉混纺织物的前处理染色;
所述的耐氧化性分散染料组合物,包括:
通式(Ⅰ)所示的黄色染料、通式(Ⅱ)所示的橙色染料、通式(Ⅲ)所示的蓝色染料、通式(Ⅳ)所示的红色染料中的任意2~4种染料的组合,且每个通式所示的染料不超过二种;
所述的通式(Ⅰ)所示的黄色染料选自式(Ⅰ-A)、(Ⅰ-B)、(Ⅰ-C)、(Ⅰ-D)、(Ⅰ-E)所示的化合物;
所述的通式(Ⅱ)所示的橙色染料选自式(Ⅱ-A)、(Ⅱ-B)、(Ⅱ-C)所示的化合物;
所述的通式(III)所示的蓝色染料选自式(III-A)、(III-B)、(III-C)所示的化合物;
所述的通式(Ⅳ)所示的红色染料选自式(Ⅳ-A)、(Ⅳ-B)、(Ⅳ-C)、(Ⅳ-D)所示的化合物;
2.根据权利要求1所述的一种耐氧化性分散染料组合物应用于涤棉混纺织物的前处理染色,其特征在于:所述的耐氧化性分散染料组合物,包括:通式(Ⅰ)所示的黄色染料、通式(Ⅱ)所示的橙色染料、通式(Ⅲ)所示的蓝色染料、通式(Ⅳ)所示的红色染料中的任意一种通式所示的2种染料的组合,其中每种染料的质量百分含量为1-99%;
或所述的耐氧化性分散染料组合物,包括:通式(Ⅰ)所示的黄色染料、通式(Ⅱ)所示的橙色染料、通式(Ⅲ)所示的蓝色染料、通式(Ⅳ)所示的红色染料中任意两种通式所示的2-4种染料的组合,且每个通式所示的染料不超过二种;其中两种通式中各通式所示染料的质量百分含量为1-99%;
或所述的耐氧化性分散染料组合物,包括:通式(Ⅰ)所示的黄色染料、通式(Ⅱ)所示的橙色染料、通式(Ⅲ)所示的蓝色染料、通式(Ⅳ)所示的红色染料中任意三种通式所示的3-4种染料组合,其中三种通式中各通式所示染料的质量百分含量之比为1-98%:1-98%:1-98%;
或所述的耐氧化性分散染料组合物,包括:通式(Ⅰ)所示的黄色染料中的一种、通式(Ⅱ)所示的橙色染料中的一种、通式(Ⅲ)所示的蓝色染料中的一种和通式(Ⅳ)所示的红色染料中的一种,共4种染料,其中通式(Ⅰ)所示的黄色染料的质量百分含量为3~60%,通式(Ⅱ)所示的橙色染料的质量百分含量为5~55%,通式(Ⅲ)所示的蓝色染料的质量百分含量为5~55%,通式(Ⅳ)所示的红色染料的质量百分含量为10~55%。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐氧化性分散染料组合物应用于涤棉混纺织物的前处理染色,其特征在于:所述的涤棉混纺织物的前处理染色方法为将涤棉混纺织物的前处理和染色同浴一步进行,具体为:将涤棉混纺织物置于间歇式染色机中,同时加入氧化剂、耐氧化性分散染料组合物和染色匀染剂,调节pH值为9~14,进行织物的染色处理;
或所述的涤棉混纺织物的前处理染色方法为将涤棉混纺织物的前处理和染色同浴分步进行,具体为:将涤棉混纺织物置于间歇式染色机中,加入氧化剂先进行氧化前处理,调节pH值为9~14;再加入耐氧化性分散染料组合物和染色匀染剂进行织物的染色处理。
4.根据权利要求3所述的一种耐氧化性分散染料组合物应用于涤棉混纺织物的前处理染色,其特征在于:所述的氧化剂为双氧水、过碳酸钠、过碳酸钾、过碳酸锂、过碳酸钙、过碳酸镁、高氯酸钾或高锰酸钾。
5.根据权利要求3所述的一种耐氧化性分散染料组合物应用于涤棉混纺织物的前处理染色,其特征在于:所述的涤棉混纺织物的前处理染色方法中,浴比为1:10~1:25,耐氧化性分散染料组合物占织物的质量百分比为0.05~8%,氧化剂的质量浓度为0.1~1%,染色匀染剂的质量浓度为0.03~0.3%,染色处理温度为120~135℃,染色时间为60~90分钟。
6.根据权利要求5所述的一种耐氧化性分散染料组合物应用于涤棉混纺织物的前处理染色,其特征在于:所述的氧化剂为双氧水,双氧水的质量浓度为0.1~0.5%。
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