CN102732044B - 一种耐老化塑木复合材料板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐老化塑木复合材料板材及其制备方法。本发明先将塑料粒子、过氧化二异丙苯、纳米二氧化钛、抗氧剂、抗氧剂协效剂、光稳定剂、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸、氧化聚乙烯搅拌混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，得到改性塑料粒子；然后将改性塑料粒子、木粉及颜料搅拌混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型而得到。一种耐老化塑木复合材料板材生产制造方便，成本低；塑料用量、木材用量少，环境友好；模量高，刚性大，不易发生翘曲变形，不开裂、不虫蛀、耐紫外光及热氧老化、不褪色、不腐烂，使用寿命长。可广泛应用于公园、球场、市政、船坞码头等场合，用作露天桌椅、板凳、野餐桌、花箱、护栏、指示牌等。

Description

一种耐老化塑木复合材料板材及其制备方法
技术领域
 本发明涉及一种塑木复合材料，特别是涉及一种耐老化塑木复合材料板材及其制备方法。
背景技术
塑木复合材料又称环保木、科技木、再生木，是以聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等树脂或回收废旧塑料与木粉、秸秆粉、稻壳粉等天然生物纤维复合而成，具有木材与塑料的双重特性，其外观接近天然木材，本身可回收利用，充分体现了资源利用、环保节约、替代产品等一系列先进理念，是理想的绿色环保产品。其主要特点为：原料资源化、产品可塑化、使用环保化、成本经济化、回收再生化。其适用范围广泛，几乎可涵盖所有原木、塑料、塑钢、铝合金及其它类似复合材料的使用领域，同时也解决了塑料、木材行业废弃资源的再生利用问题，可广泛用作户外地板、泳池包边、花箱、树池、篱笆、垃圾桶、遮阳板、座凳、椅条、靠背条、休闲桌面、指示牌、宣传栏、横梁、码头铺板、水上通道、扶手、护栏、栅栏、隔断、花架走廊、户外凉亭、露天平台、浴室板、门窗框套、吸音板、顶板等。但虽则如此，塑木复合材料在使用过程中也存在一些明显不足，如长期使用，特别是露天使用时，在光、氧作用下容易发生开裂、褪色等老化现象，从而缩短了其使用寿命、限定了其使用范围。所以，对传统塑木复合材料进行改性，改善其耐老化性就十分必要。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种耐老化塑木复合材料板材及其制备方法，该板材除具有传统塑木复合材料板可回收、可再生、较高的力学性能等特点外，还具有耐老化、不褪色、不腐烂等特点。
本发明的目的是通过以下技术方案实现：
一种耐老化塑木复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：
木粉                               100
塑料粒子                         30-50
过氧化二异丙苯                     1-2
纳米二氧化钛                       1-3
抗氧剂                         0.2-0.3
抗氧剂协效剂                 0.08-0.12
光稳定剂                       0.1-0.3
碱式硫酸镁晶须                   10-16
硬脂酸                         0.3-0.7
氧化聚乙烯                        2-4
颜料                          0.2-0.3
本发明一种耐老化塑木复合材料板材，其中所述的木粉粒径目数为60-100目。
本发明一种耐老化塑木复合材料板材，其中所述的塑料粒子采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种。
本发明一种耐老化塑木复合材料板材，其中所述的纳米二氧化钛粒径为20-80nm。
 本发明一种耐老化塑木复合材料板材，其中所述的抗氧剂为2、6-二叔丁基对甲基苯酚、4,4’-甲撑双（2,6-二叔丁基苯酚）中的一种。
本发明一种耐老化塑木复合材料板材，其中所述的抗氧剂协效剂为硫代二丙酸二月桂酯。
本发明一种耐老化塑木复合材料板材，其中所述的光稳定剂为市售型号为TINUVIN 783的光稳定剂，是聚{6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-双[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)亚氨基]}和丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合体复配的增效稳定剂。
本发明一种耐老化塑木复合材料板材，其中所述的碱式硫酸镁晶须纤维直径＜l μm，纤维长径比为50～100。。
本发明一种耐老化塑木复合材料板材，其中所述的颜料为铁红、铁黄、铁黑、铁绿中的一种。
优选，一种耐老化塑木复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：
木粉                                 100
塑料粒子                           35-45
过氧化二异丙苯                   1.2-1.8
纳米二氧化钛                     1.5-2.5
抗氧剂                         0.22-0.28
抗氧剂协效剂                   0.09-0.11
光稳定剂                       0.15-0.25
碱式硫酸镁晶须                     12-14
硬脂酸                           0.4-0.6
氧化聚乙烯                       2.5-3.5
颜料                           0.22-0.28
更优选，一种耐老化塑木复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：
木粉                                 100
塑料粒子                              40
过氧化二异丙苯                       1.5
纳米二氧化钛                           2
抗氧剂                                0.25
抗氧剂协效剂                           0.1
光稳定剂                               0.2
碱式硫酸镁晶须                          13
硬脂酸                                 0.5
氧化聚乙烯                               3
颜料                                  0.25
本发明一种耐老化塑木复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、过氧化二异丙苯、纳米二氧化钛、抗氧剂、抗氧剂协效剂、光稳定剂、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸 、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌6-10分钟；
（3）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度160℃-210℃，模头温度170℃-210℃，得到改性塑料粒子；
（4）、将改性塑料粒子、木粉及颜料置于机械搅拌釜内搅拌6-10分钟；
（5）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度170℃-210℃，模头温度175℃-205℃，即完成。
本发明的一种耐老化塑木复合材料板材，生产制造方便，传统的塑料生产工艺无需改进即可用于其生产及加工制作，生产过程中机械化程度较高，所需劳动力较少，生产成本低；一种耐老化塑木复合材料板材和普通塑料板材相比，所用塑料量减小，对环境更加友好，模量更高，刚性更大，更加抗蠕变，不容易发生翘曲变形，同时可对木粉等工农业边角料进行废物利用，降低产品原料成本；一种耐老化塑木复合材料板材和普通木材板材相比，木材使用量少，可减少木材的砍伐量，有利于水土保持、空气净化及环境保护，不会象木材板材那样易开裂、虫蛀、翘曲变形等，无需进行防腐处理；一种耐老化塑木复合材料板材和其它塑木复合材料板材相比，具有强度高、耐紫外光及氧气老化程度更高、不褪色、不腐烂等特点，使用寿命更长。因而，本发明可广泛应用于公园、球场、市政、船坞码头等场合，用作露天桌椅、板凳、野餐桌、花箱、护栏、指示牌等。
具体实施方式
以下采用实施例具体说明本发明的一种耐老化塑木复合材料板材及其制备方法。
实施例1
木粉（80目）                   100kg，  塑料粒子（聚丙烯）      40kg,
过氧化二异丙苯                  1.5kg,   纳米二氧化钛(50nm)      2kg,
抗氧剂(2、6-二叔丁基对甲基苯酚)  0.25kg，抗氧剂协效剂           0.1kg，
光稳定剂                          0.2kg，碱式硫酸镁晶须          13kg，
硬脂酸    0.5kg，   氧化聚乙烯    3kg，   颜料(铁红)       0.25kg
本发明一种耐老化塑木复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、过氧化二异丙苯、纳米二氧化钛、抗氧剂、抗氧剂协效剂、光稳定剂、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸 、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌8分钟；
（3）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度185℃，模头温度190℃，得到改性塑料粒子；
（4）、将改性塑料粒子、木粉及颜料置于机械搅拌釜内搅拌8分钟；
（5）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度190℃，模头温度195℃，即完成。 
实施例2
木粉（60目）                   100kg，  塑料粒子（聚乙烯）      30kg,
过氧化二异丙苯                    1kg,   纳米二氧化钛(20nm)      1kg,
抗氧剂(2、6-二叔丁基对甲基苯酚)  0.2kg， 抗氧剂协效剂          0.08kg，
光稳定剂                          0.1kg，碱式硫酸镁晶须          10kg，
硬脂酸    0.3kg，   氧化聚乙烯    2kg，   颜料(铁黄)       0.2kg
本发明一种耐老化塑木复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、过氧化二异丙苯、纳米二氧化钛、抗氧剂、抗氧剂协效剂、光稳定剂、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸 、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌6分钟；
（3）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度160℃，模头温度170℃，得到改性塑料粒子；
（4）、将改性塑料粒子、木粉及颜料置于机械搅拌釜内搅拌6分钟；
（5）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度170℃，模头温度175℃，即完成。
实施例3
木粉（100目）                   100kg，  塑料粒子（聚苯乙烯）   50kg,
过氧化二异丙苯                    2kg,   纳米二氧化钛(80nm)      3kg,
抗氧剂(2、6-二叔丁基对甲基苯酚)  0.3kg， 抗氧剂协效剂          0.12kg，
光稳定剂                          0.3kg，碱式硫酸镁晶须          16kg，
硬脂酸    0.7kg，   氧化聚乙烯    4kg，   颜料(铁黑)       0.3kg
本发明一种耐老化塑木复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、过氧化二异丙苯、纳米二氧化钛、抗氧剂、抗氧剂协效剂、光稳定剂、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸 、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌10分钟；
（3）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度210℃，模头温度210℃，得到改性塑料粒子；
（4）、将改性塑料粒子、木粉及颜料置于机械搅拌釜内搅拌10分钟；
（5）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度210℃，模头温度205℃，即完成。
实施例4
木粉（100目）                  100kg，  塑料粒子（聚乙烯）      35kg,
过氧化二异丙苯                  1.2kg,   纳米二氧化钛(80nm)    1.5kg,
抗氧剂(2、6-二叔丁基对甲基苯酚)  0.22kg，抗氧剂协效剂          0.09kg，
光稳定剂                         0.15kg，碱式硫酸镁晶须          12kg，
硬脂酸    0.4kg，   氧化聚乙烯    2.5kg，   颜料(铁绿)       0.22kg
本发明一种耐老化塑木复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、过氧化二异丙苯、纳米二氧化钛、抗氧剂、抗氧剂协效剂、光稳定剂、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸 、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌8分钟；
（3）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度160℃，模头温度190℃，得到改性塑料粒子；
（4）、将改性塑料粒子、木粉及颜料置于机械搅拌釜内搅拌8分钟；
（5）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度170℃，模头温度195℃，即完成。
实施例5
木粉（60目）                   100kg，  塑料粒子（聚丙烯）      45kg,
过氧化二异丙苯                  1.8kg,   纳米二氧化钛(20nm)    2.5kg,
抗氧剂(2、6-二叔丁基对甲基苯酚)  0.28kg，抗氧剂协效剂          0.11kg，
光稳定剂                         0.25kg，碱式硫酸镁晶须          14kg，
硬脂酸    0.6kg，   氧化聚乙烯    3.5kg，   颜料(铁绿)         0.28kg
本发明一种耐老化塑木复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、过氧化二异丙苯、纳米二氧化钛、抗氧剂、抗氧剂协效剂、光稳定剂、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸 、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌6分钟；
（3）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度185℃，模头温度210℃，得到改性塑料粒子；
（4）、将改性塑料粒子、木粉及颜料置于机械搅拌釜内搅拌6分钟；
（5）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度190℃，模头温度205℃，即完成。
实施例6
木粉（60目）                   100kg，  塑料粒子（聚苯乙烯）    30kg,
过氧化二异丙苯                  1.5kg,   纳米二氧化钛(20nm)      3kg,
抗氧剂[4,4’-甲撑双（2,6-二叔丁基苯酚）]  0.2kg，抗氧剂协效剂   0.1kg，
光稳定剂                          0.3kg，碱式硫酸镁晶须          10kg，
硬脂酸    0.5kg，   氧化聚乙烯    4kg，   颜料(铁黄)       0.2kg
本发明一种耐老化塑木复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、过氧化二异丙苯、纳米二氧化钛、抗氧剂、抗氧剂协效剂、光稳定剂、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸 、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌8分钟；
（3）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度210℃，模头温度190℃，得到改性塑料粒子；
（4）、将改性塑料粒子、木粉及颜料置于机械搅拌釜内搅拌8分钟；
（5）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度210℃，模头温度195℃，即完成。
实施例7
木粉（80目）                  100kg，   塑料粒子（聚苯乙烯）     50kg,
过氧化二异丙苯                    1kg,   纳米二氧化钛(80nm)       2kg,
抗氧剂[4,4’-甲撑双（2,6-二叔丁基苯酚）]  0.3kg，抗氧剂协效剂   0.08kg，
光稳定剂                          0.2kg，碱式硫酸镁晶须           16kg，
硬脂酸    0.3kg，   氧化聚乙烯    3kg，   颜料(铁绿)       0.3kg
本发明一种耐老化塑木复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、过氧化二异丙苯、纳米二氧化钛、抗氧剂、抗氧剂协效剂、光稳定剂、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸 、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌6分钟；
（3）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度185℃，模头温度210℃，得到改性塑料粒子；
（4）、将改性塑料粒子、木粉及颜料置于机械搅拌釜内搅拌6分钟；
（5）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度190℃，模头温度205℃，即完成。
实施例8
木粉（100目）                  100kg，  塑料粒子（聚丙烯）      40kg,
过氧化二异丙苯                  1.8kg,   纳米二氧化钛(50nm)      3kg,
抗氧剂[4,4’-甲撑双（2,6-二叔丁基苯酚）]  0.22kg，抗氧剂协效剂  0.11kg，
光稳定剂                        0.15kg，  碱式硫酸镁晶须          12kg，
硬脂酸    0.6kg，   氧化聚乙烯    3.5kg，   颜料(铁黄)       0.22kg
本发明一种耐老化塑木复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、过氧化二异丙苯、纳米二氧化钛、抗氧剂、抗氧剂协效剂、光稳定剂、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸 、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌10分钟；
（3）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度185℃，模头温度170℃，得到改性塑料粒子；
（4）、将改性塑料粒子、木粉及颜料置于机械搅拌釜内搅拌10分钟；
（5）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度170℃，模头温度175℃，即完成。
实施例9
木粉（80目）                   100kg，    塑料粒子（聚乙烯）      35kg,
过氧化二异丙苯                  1.2kg,     纳米二氧化钛(50nm)      1kg,
抗氧剂[4,4’-甲撑双（2,6-二叔丁基苯酚）]  0.25kg，抗氧剂协效剂  0.09kg，
光稳定剂                       0.1kg，   碱式硫酸镁晶须          14kg，
硬脂酸    0.7kg，   氧化聚乙烯    2.5kg，       颜料(铁红)       0.28kg
本发明一种耐老化塑木复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、过氧化二异丙苯、纳米二氧化钛、抗氧剂、抗氧剂协效剂、光稳定剂、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸 、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌7分钟；
（3）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度160℃，模头温度170℃，得到改性塑料粒子；
（4）、将改性塑料粒子、木粉及颜料置于机械搅拌釜内搅拌6分钟；
（5）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度190℃，模头温度195℃，即完成。
实施例10
木粉（60目）                  100kg，  塑料粒子（聚苯乙烯）     45kg,
过氧化二异丙苯                      2kg,   纳米二氧化钛(50nm)     1.5kg,
抗氧剂[4,4’-甲撑双（2,6-二叔丁基苯酚）]  0.28kg，抗氧剂协效剂   0.12kg，
光稳定剂                         0.25kg， 碱式硫酸镁晶须           13kg，
硬脂酸    0.4kg，   氧化聚乙烯      2kg，   颜料(铁黑)       0.25kg
本发明一种耐老化塑木复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、过氧化二异丙苯、纳米二氧化钛、抗氧剂、抗氧剂协效剂、光稳定剂、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸 、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌10分钟；
（3）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度210℃，模头温度190℃，得到改性塑料粒子；
（4）、将改性塑料粒子、木粉及颜料置于机械搅拌釜内搅拌8分钟；
（5）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度210℃，模头温度195℃，即完成。
实施例11
木粉（60目）                   100kg，  塑料粒子（聚丙烯）       30kg,
过氧化二异丙苯                  1.5kg,   纳米二氧化钛(80nm)       1kg,
抗氧剂[4,4’-甲撑双（2,6-二叔丁基苯酚）]  0.25kg，抗氧剂协效剂  0.08kg，
光稳定剂                        0.1kg，  碱式硫酸镁晶须          13kg，
硬脂酸    0.4kg，   氧化聚乙烯    2kg，   颜料(铁黑)       0.2kg
本发明一种耐老化塑木复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、过氧化二异丙苯、纳米二氧化钛、抗氧剂、抗氧剂协效剂、光稳定剂、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸 、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌9分钟；
（3）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度188℃，模头温度188℃，得到改性塑料粒子；
（4）、将改性塑料粒子、木粉及颜料置于机械搅拌釜内搅拌9分钟；
（5）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度185℃，模头温度190℃，即完成。
实施例12
木粉（70目）                   100kg，  塑料粒子（聚乙烯）       38kg,
过氧化二异丙苯                  1.3kg,   纳米二氧化钛(40nm)     1.8kg,
抗氧剂[4,4’-甲撑双（2,6-二叔丁基苯酚）]  0.27kg，抗氧剂协效剂  0.11kg，
光稳定剂                       0.19kg，  碱式硫酸镁晶须           15kg，
硬脂酸    0.65kg，   氧化聚乙烯    2.6kg，   颜料(铁黑)       0.23kg
本发明一种耐老化塑木复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将塑料粒子、过氧化二异丙苯、纳米二氧化钛、抗氧剂、抗氧剂协效剂、光稳定剂、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸 、氧化聚乙烯置于机械搅拌釜内搅拌7分钟；
（3）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度168℃，模头温度172℃，得到改性塑料粒子；
（4）、将改性塑料粒子、木粉及颜料置于机械搅拌釜内搅拌9分钟；
（5）、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并挤出成型，挤出机机筒温度175℃，模头温度180℃，即完成。
以下通过检测证明本发明实施例1的耐老化塑木复合材料板材的效果，其检测结果如下：
静曲强度：28.3MPa，静曲模量：1.76Gpa；
90℃下热氧老化3000h，静曲强度保持率：90.3%，静曲模量保持率：91.2%，无粉化、开裂等现象； 
紫外光老化2000h，静曲强度保持率：89.6%，静曲模量保持率：93.4%，无粉化、开裂等现象。
以上结果均达到或超过相关标准。

Claims (1)

1.一种耐老化塑木复合材料板材，由以下重量份数的原料制备而成：
木粉                                 100
塑料粒子                              40
过氧化二异丙苯                       1.5
纳米二氧化钛                           2
抗氧剂                                0.25
抗氧剂协效剂                           0.1
光稳定剂                               0.2
碱式硫酸镁晶须                          13
硬脂酸                                 0.5
氧化聚乙烯                               3
颜料                                  0.25；
所述的木粉粒径为60目-100目；
所述的塑料粒子采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种；
所述的纳米二氧化钛粒径目数为20-80目；
所述的抗氧剂为2、6-二叔丁基对甲基苯酚、4,4’-甲撑双（2,6-二叔丁基苯酚）中的一种；所述的抗氧剂协效剂为硫代二丙酸二月桂酯；
所述的光稳定剂为市售型号为TINUVIN 783的光稳定剂，是聚{6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-双[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)亚氨基]}和丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合体复配的增效稳定剂；
所述的颜料为铁黄、铁黑、铁红、铁绿中的一种。
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