CN104845473B - 一种高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料 - Google Patents

一种高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其原料按重量份包括：核壳氟聚丙烯酸酯溶液55‑60份，苯丙乳液15‑18份，醇酸树脂8‑12份，改性二氧化硅7‑10份,云母粉5‑7份，变性淀粉3‑5份，氯化橡胶2.8‑3.5份，有机膨润土2‑3份，羧甲基纤维素钠2‑3份，硬脂酸钙0.3‑0.5份，成膜助剂0.8‑1.2份，成膜助剂0.8‑1.2份，消泡剂1.2‑1.5份，颜料3‑6份，消泡剂0.7‑1份，平流剂0.5‑0.8份，防霉剂0.03‑0.05份，溶剂42‑45份。本发明强度高、抗冲击性强且耐腐蚀性能优异。

Description

一种高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料
技术领域
本发明涉及水性涂料技术领域，尤其涉及一种高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料。
背景技术
机械随着工业技术的不断发展使用越来越广泛，其构件的腐蚀问题的日益凸显给安全生产带来了极大隐患。为了减少腐蚀的损失，人们采取了很多防护措施，但迄今为止最普遍、最经济、最实用的保护措施还是涂料保护，在各种防腐技术中，涂料的防腐技术应用最广泛，涂料防腐以其施工简便、经济适用、不受设备面积、形状的约束等特点而被广泛的应用。目前金属涂料技术存在耐腐蚀时效短、抗冲击性能弱、强度低等问题，因此，研制一种强度高、抗冲击性能好且具有优异耐腐蚀性能的机械涂料具有重要的科学意义和商业价值。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，强度高、抗冲击性强且耐候性好、耐腐蚀性能优异，同时易于涂刷、流平性好。
本发明提出的一种高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其原料按重量份包括：核壳氟聚丙烯酸酯溶液55-60份，苯丙乳液15-18份，醇酸树脂8-12份，改性二氧化硅7-10份,云母粉5-7份，变性淀粉3-5份，氯化橡胶2.8-3.5份，有机膨润土2-3份，羧甲基纤维素钠2-3份，硬脂酸钙0.3-0.5份，成膜助剂0.8-1.2份，成膜助剂0.8-1.2份，消泡剂1.2-1.5份，颜料3-6份，消泡剂0.7-1份，平流剂0.5-0.8份，防霉剂0.03-0.05份，溶剂42-45份。
优选地，核壳氟聚丙烯酸酯溶液、苯丙乳液、醇酸树脂的重量比为56-58：16-17：9-10。
优选地，改性二氧化硅、云母粉、变性淀粉、氯化橡胶的重量比为8-9：5.5-6：3.5-4：2.9-3.2。
优选地，其原料按重量份包括：核壳氟聚丙烯酸酯溶液56-58份，苯丙乳液16-17份，醇酸树脂9-10份，改性二氧化硅8-9份、云母粉5.5-6份，变性淀粉3.5-4份，氯化橡胶2.9-3.2份，有机膨润土2.2-2.6份，羧甲基纤维素钠2.3-2.8份，硬脂酸钙0.4-0.45份，成膜助剂0.9-1.1份，成膜助剂0.9-1份，消泡剂1.3-1.4份，颜料4-5份，消泡剂0.8-0.9份，平流剂0.6-0.7份，防霉剂0.03-0.04份，溶剂43-44份。
优选地，核壳氟聚丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将70-73份去离子水、4-4.5份十二烷基苯磺酸钠、2.2-2.5份碳酸氢钠加入第一反应容器，搅拌均匀并升温至70-75℃，继续加入10-13份丙烯酸丁酯、5-8份苯乙烯、3.2-3.5份甲基丙烯酸异冰片酯和1.7-2份过硫酸铵，升高第一反应容器温度至80-83℃并保温33-36min得到物料A；向含有物料A的第一反应容器中加入16-19份甲基丙烯酸十二氟庚酯、7-10份丙烯酸丁酯和0.9-1.3份过硫酸铵，保温3-6h后冷却至室温并调节pH值为6.5-7，得到核壳氟聚丙烯酸酯溶液。
优选地，核壳氟聚丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将71-72份去离子水、4.1-4.3份十二烷基苯磺酸钠、2.3-2.4份碳酸氢钠加入第一反应容器，搅拌均匀并升温至72-73℃，继续加入11-12份丙烯酸丁酯、6-7份苯乙烯、3.3-3.4份甲基丙烯酸异冰片酯和1.8-1.9份过硫酸铵，升高第一反应容器温度至81-82℃并保温34-35min得到物料A；向含有物料A的第一反应容器中加入17-18份甲基丙烯酸十二氟庚酯、8-9份丙烯酸丁酯和1-1.2份过硫酸铵，保温4-5h后冷却至室温并调节pH值为6.6-6.8，得到核壳氟聚丙烯酸酯溶液。
优选地，改性二氧化硅的制备过程中，按重量份将16-19份正硅酸乙酯、24-27份无水乙醇加入第一反应容器，升高第一反应容器及其内容物温度至52-55℃，继续添加质量分数为20-22wt％的氨水、22-25份去离子水和9-12份无水乙醇，保温6-7h后，加入12-14份硅烷偶联剂KH-570并保温3-4h得到物料A，用无水乙醇洗涤物料A 3-5次后并浓缩得到改性二氧化硅。
优选地，改性二氧化硅中固体含量为38-42％。
优选地，改性二氧化硅的制备过程中，按重量份将17-18份正硅酸乙酯、25-26份无水乙醇加入第一反应容器，升高第一反应容器及其内容物温度至53-54℃，继续添加质量分数为20.5-21wt％的氨水、23-24份去离子水和10-11份无水乙醇，保温6.5-6.8h后，加入13-13.5份硅烷偶联剂KH-570并保温3.2-3.5h得到物料A，用无水乙醇洗涤物料A 3-4次后并浓缩得到改性二氧化硅。
优选地，改性二氧化硅中固体含量为39-40％。
本发明以核壳氟聚丙烯酸酯溶液、苯丙乳液、醇酸树脂作为成膜物质，使本发明具备高强度、良好的抗冲击性能和附着力高、耐候性强、耐腐蚀性能好的特点；核壳氟聚丙烯酸酯溶液的制备过程中，通过半连续种子乳液共聚合，在引发剂过硫酸铵的作用下，制备以丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯为核，甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸丁酯为壳的核壳型含氟聚丙烯酸酯乳液，由于氟离子电负性大、C-F键稳定且含氟侧链取向朝外，对含氟聚丙烯酸酯主链和内部分子可形成屏蔽保护，从而大大提高了本发明的耐腐蚀性能、耐候性、耐油耐水性，同时，C-F键键距短、键能大，从而大幅提高了本发明的力学性能，因此本发明具有回粘性好、成膜温度低、成膜性能优异的特点且物理化学稳定性高、机械性能良好；添加的改性二氧化硅、云母粉、变性淀粉、氯化橡胶、有机膨润土进一步提高了本发明的耐候性、防水性能、附着力和强度，其中二氧化硅经硅烷偶联剂KH-570接枝改性得到固体含量为38-42％的改性二氧化硅与核壳氟聚丙烯酸酯溶液有极佳的相容性，当本发明收到外力作用时，改性二氧化硅能作为本发明分子间的交联点，均匀分布外力，防止本发明破裂，进一步增强本发明的机械性能、防水性和抗冲击性能；而变性淀粉、氯化橡胶还能与羧甲基纤维素钠、硬脂酸钙配合，增强本发明的流平性、附着力，提高各种组分在本发明中的分散程度，使本发明具有良好的触变性，同时降低本发明的成本。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其原料按重量份包括：核壳氟聚丙烯酸酯溶液60份，苯丙乳液15份，醇酸树脂12份，改性二氧化硅7份,云母粉7份，变性淀粉3份，氯化橡胶3.5份，有机膨润土2份，羧甲基纤维素钠3份，硬脂酸钙0.3份，成膜助剂1.2份，成膜助剂0.8份，消泡剂1.5份，颜料3份，消泡剂1份，平流剂0.5份，防霉剂0.05份，溶剂42份；
核壳氟聚丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将73份去离子水、4份十二烷基苯磺酸钠、2.5份碳酸氢钠加入第一反应容器，搅拌均匀并升温至70℃，继续加入13份丙烯酸丁酯、5份苯乙烯、3.5份甲基丙烯酸异冰片酯和1.7份过硫酸铵，升高第一反应容器温度至83℃并保温33min得到物料A；向含有物料A的第一反应容器中加入19份甲基丙烯酸十二氟庚酯、7份丙烯酸丁酯和1.3份过硫酸铵，保温3h后冷却至室温并调节pH值为7，得到核壳氟聚丙烯酸酯溶液；
改性二氧化硅的制备过程中，按重量份将16份正硅酸乙酯、27份无水乙醇加入第一反应容器，升高第一反应容器及其内容物温度至52℃，继续添加质量分数为22wt％的氨水、22份去离子水和12份无水乙醇，保温6h后，加入14份硅烷偶联剂KH-570并保温3h得到物料A，用无水乙醇洗涤物料A 5次后并浓缩得到固体含量为38％的改性二氧化硅。
实施例2
本发明提出的一种高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其原料按重量份包括：核壳氟聚丙烯酸酯溶液55份，苯丙乳液18份，醇酸树脂8份，改性二氧化硅10份,云母粉5份，变性淀粉5份，氯化橡胶2.8份，有机膨润土3份，羧甲基纤维素钠2份，硬脂酸钙0.5份，成膜助剂0.8份，成膜助剂1.2份，消泡剂1.2份，颜料6份，消泡剂0.7份，平流剂0.8份，防霉剂0.03份，溶剂45份；
核壳氟聚丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将70份去离子水、4.5份十二烷基苯磺酸钠、2.2份碳酸氢钠加入第一反应容器，搅拌均匀并升温至75℃，继续加入10份丙烯酸丁酯、8份苯乙烯、3.2份甲基丙烯酸异冰片酯和2份过硫酸铵，升高第一反应容器温度至80℃并保温36min得到物料A；向含有物料A的第一反应容器中加入16份甲基丙烯酸十二氟庚酯、10份丙烯酸丁酯和0.9份过硫酸铵，保温6h后冷却至室温并调节pH值为6.5，得到核壳氟聚丙烯酸酯溶液；
改性二氧化硅的制备过程中，按重量份将19份正硅酸乙酯、24份无水乙醇加入第一反应容器，升高第一反应容器及其内容物温度至55℃，继续添加质量分数为20wt％的氨水、25份去离子水和9份无水乙醇，保温7h后，加入12份硅烷偶联剂KH-570并保温4h得到物料A，用无水乙醇洗涤物料A 3次后并浓缩得到固体含量为42％的改性二氧化硅。
实施例3
本发明提出的一种高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其原料按重量份包括：核壳氟聚丙烯酸酯溶液58份，苯丙乳液16份，醇酸树脂10份，改性二氧化硅8份，云母粉6份，变性淀粉3.5份，氯化橡胶3.2份，有机膨润土2.2份，羧甲基纤维素钠2.8份，硬脂酸钙0.4份，成膜助剂1.1份，成膜助剂0.9份，消泡剂1.4份，颜料4份，消泡剂0.9份，平流剂0.6份，防霉剂0.04份，溶剂43份；
核壳氟聚丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将72份去离子水、4.1份十二烷基苯磺酸钠、2.4份碳酸氢钠加入第一反应容器，搅拌均匀并升温至72℃，继续加入12份丙烯酸丁酯、6份苯乙烯、3.4份甲基丙烯酸异冰片酯和1.8份过硫酸铵，升高第一反应容器温度至82℃并保温34min得到物料A；向含有物料A的第一反应容器中加入18份甲基丙烯酸十二氟庚酯、8份丙烯酸丁酯和1.2份过硫酸铵，保温4h后冷却至室温并调节pH值为6.8，得到核壳氟聚丙烯酸酯溶液；
改性二氧化硅的制备过程中，按重量份将17份正硅酸乙酯、26份无水乙醇加入第一反应容器，升高第一反应容器及其内容物温度至53℃，继续添加质量分数为21wt％的氨水、23份去离子水和11份无水乙醇，保温6.5h后，加入13.5份硅烷偶联剂KH-570并保温3.2h得到物料A，用无水乙醇洗涤物料A 4次后并浓缩得到固体含量为39％的改性二氧化硅。
实施例4
本发明提出的一种高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其原料按重量份包括：核壳氟聚丙烯酸酯溶液56份，苯丙乳液17份，醇酸树脂9份，改性二氧化硅9份、云母粉5.5份，变性淀粉4份，氯化橡胶2.9份，有机膨润土2.6份，羧甲基纤维素钠2.3份，硬脂酸钙0.45份，成膜助剂0.9份，成膜助剂1份，消泡剂1.3份，颜料5份，消泡剂0.8份，平流剂0.7份，防霉剂0.03份，溶剂44份；
核壳氟聚丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将71份去离子水、4.3份十二烷基苯磺酸钠、2.3份碳酸氢钠加入第一反应容器，搅拌均匀并升温至73℃，继续加入11份丙烯酸丁酯、7份苯乙烯、3.3份甲基丙烯酸异冰片酯和1.9份过硫酸铵，升高第一反应容器温度至81℃并保温35min得到物料A；向含有物料A的第一反应容器中加入17份甲基丙烯酸十二氟庚酯、9份丙烯酸丁酯和1份过硫酸铵，保温5h后冷却至室温并调节pH值为6.6，得到核壳氟聚丙烯酸酯溶液；
改性二氧化硅的制备过程中，按重量份将18份正硅酸乙酯、25份无水乙醇加入第一反应容器，升高第一反应容器及其内容物温度至54℃，继续添加质量分数为20.5wt％的氨水、24份去离子水和10份无水乙醇，保温6.8h后，加入13份硅烷偶联剂KH-570并保温3.5h得到物料A，用无水乙醇洗涤物料A 3次后并浓缩得到固体含量为40％的改性二氧化硅。
对实施例1-4进行性能测试，选取某款市售机械涂料作为对照组，检测结果如下：
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：核壳氟聚丙烯酸酯溶液55-60份，苯丙乳液15-18份，醇酸树脂8-12份，改性二氧化硅7-10份,云母粉5-7份，变性淀粉3-5份，氯化橡胶2.8-3.5份，有机膨润土2-3份，羧甲基纤维素钠2-3份，硬脂酸钙0.3-0.5份，成膜助剂1.6-2.4份，消泡剂1.9-2.5份，颜料3-6份， 流平剂0.5-0.8份，防霉剂0.03-0.05份，溶剂42-45份
核壳氟聚丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将70-73份去离子水、4-4.5份十二烷基苯磺酸钠、2.2-2.5份碳酸氢钠加入第一反应容器，搅拌均匀并升温至70-75℃，继续加入10-13份丙烯酸丁酯、5-8份苯乙烯、3.2-3.5份甲基丙烯酸异冰片酯和1.7-2份过硫酸铵，升高第一反应容器温度至80-83℃并保温33-36min得到物料A；向含有物料A的第一反应容器中加入16-19份甲基丙烯酸十二氟庚酯、7-10份丙烯酸丁酯和0.9-1.3份过硫酸铵，保温3-6h后冷却至室温并调节pH值为6.5-7，得到核壳氟聚丙烯酸酯溶液。
2.根据权利要求1所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，核壳氟聚丙烯酸酯溶液、苯丙乳液、醇酸树脂的重量比为56-58：16-17：9-10。
3.根据权利要求1或2所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改性二氧化硅、云母粉、变性淀粉、氯化橡胶的重量比为8-9：5.5-6：3.5-4：2.9-3.2。
4.根据权利要求1或2所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：核壳氟聚丙烯酸酯溶液56-58份，苯丙乳液16-17份，醇酸树脂9-10份，改性二氧化硅8-9份、云母粉5.5-6份，变性淀粉3.5-4份，氯化橡胶2.9-3.2份，有机膨润土2.2-2.6份，羧甲基纤维素钠2.3-2.8份，硬脂酸钙0.4-0.45份，成膜助剂1.8-2.1份，消泡剂2.1-2.3份，颜料 4-5份，流平剂0.6-0.7份，防霉剂0.03-0.04份，溶剂43-44份。
5.根据权利要求3所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：核壳氟聚丙烯酸酯溶液56-58份，苯丙乳液16-17份，醇酸树脂9-10份，改性二氧化硅8-9份、云母粉5.5-6份，变性淀粉3.5-4份，氯化橡胶2.9-3.2份，有机膨润土2.2-2.6份，羧甲基纤维素钠2.3-2.8份，硬脂酸钙0.4-0.45份，成膜助剂1.8-2.1份，消泡剂2.1-2.3份，颜料4-5份，流平剂0.6-0.7份，防霉剂0.03-0.04份，溶剂43-44份。
6.根据权利要求1或2所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，核壳氟聚丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将71-72份去离子水、4.1-4.3份十二烷基苯磺酸钠、2.3-2.4份碳酸氢钠加入第一反应容器，搅拌均匀并升温至72-73℃，继续加入11-12份丙烯酸丁酯、6-7份苯乙烯、3.3-3.4份甲基丙烯酸异冰片酯和1.8-1.9份过硫酸铵，升高第一反应容器温度至81-82℃并保温34-35min得到物料A；向含有物料A的第一反应容器中加入17-18份甲基丙烯酸十二氟庚酯、8-9份丙烯酸丁酯和1-1.2份过硫酸铵，保温4-5h后冷却至室温并调节pH值为6.6-6.8，得到核壳氟聚丙烯酸酯溶液。
7.根据权利要求4所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，核壳氟聚丙烯酸酯溶液的制备过程中，按重量份将71-72份去离子水、4.1-4.3份十二烷基苯磺酸钠、2.3-2.4份碳酸氢钠加入第一反应容器，搅拌均匀并升温至72-73℃，继续加入11-12份丙烯酸丁酯、6-7份苯乙烯、3.3-3.4份甲基丙烯酸异冰片酯和1.8-1.9份过硫酸铵，升高第一反应容器温度至81-82℃并保温34-35min得到物料A；向含有物料A的第一反应容器中加入17-18份甲基丙烯酸十二氟庚酯、8-9份丙烯酸丁酯和1-1.2份过硫酸铵，保温4-5h后冷却至室温并调节pH值为6.6-6.8，得到核壳氟聚丙烯酸酯溶液。
8.根据权利要求1或2所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改性二氧化硅的制备过程中，按重量份将16-19份正硅酸乙酯、24-27份无水乙醇加入第一反应容器，升高第一反应容器及其内容物温度至52-55℃，继续添加质量分数为20-22wt％的氨水、22-25份去离子水和9-12份无水乙醇，保温6-7h后，加入12-14份硅烷偶联剂KH-570并保温3-4h得到物料A，用无水乙醇洗涤物料A 3-5次后并浓缩得到改性二氧化硅。
9.根据权利要求3所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改性二氧化硅的制备过程中，按重量份将16-19份正硅酸乙酯、24-27份无水乙醇加入第一反应容器，升高第一反应容器及其内容物温度至52-55℃，继续添加质量分数为20-22wt％的氨水、22-25份去离子水和9-12份无水乙醇，保温6-7h后，加入12-14份硅烷偶联剂KH-570并保温3-4h得到物料A，用无水乙醇洗涤物料A 3-5次后并浓缩得到改性二氧化硅。
10.根据权利要求4所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改性二氧化硅的制备过程中，按重量份将16-19份正硅酸乙酯、24-27份无水乙醇加入第一反应容器，升高第一反应容器及其内容物温度至52-55℃，继续添加质量分数为20-22wt％的氨水、22-25份去离子水和9-12份无水乙醇，保温6-7h后，加入12-14份硅烷偶联剂KH-570并保温3-4h得到物料A，用无水乙醇洗涤物料A 3-5次后并浓缩得到改性二氧化硅。
11.根据权利要求1或2所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改性二氧化硅中固体含量为38-42％。
12.根据权利要求3所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改性二氧化硅中固体含量为38-42％。
13.根据权利要求4所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改 性二氧化硅中固体含量为38-42％。
14.根据权利要求1或2所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改性二氧化硅的制备过程中，按重量份将17-18份正硅酸乙酯、25-26份无水乙醇加入第一反应容器，升高第一反应容器及其内容物温度至53-54℃，继续添加质量分数为20.5-21wt％的氨水、23-24份去离子水和10-11份无水乙醇，保温6.5-6.8h后，加入13-13.5份硅烷偶联剂KH-570并保温3.2-3.5h得到物料A，用无水乙醇洗涤物料A 3-4次后并浓缩得到改性二氧化硅。
15.根据权利要求3所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改性二氧化硅的制备过程中，按重量份将17-18份正硅酸乙酯、25-26份无水乙醇加入第一反应容器，升高第一反应容器及其内容物温度至53-54℃，继续添加质量分数为20.5-21wt％的氨水、23-24份去离子水和10-11份无水乙醇，保温6.5-6.8h后，加入13-13.5份硅烷偶联剂KH-570并保温3.2-3.5h得到物料A，用无水乙醇洗涤物料A 3-4次后并浓缩得到改性二氧化硅。
16.根据权利要求4所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改性二氧化硅的制备过程中，按重量份将17-18份正硅酸乙酯、25-26份无水乙醇加入第一反应容器，升高第一反应容器及其内容物温度至53-54℃，继续添加质量分数为20.5-21wt％的氨水、23-24份去离子水和10-11份无水乙醇，保温6.5-6.8h后，加入13-13.5份硅烷偶联剂KH-570并保温3.2-3.5h得到物料A，用无水乙醇洗涤物料A 3-4次后并浓缩得到改性二氧化硅。
17.根据权利要求1或2所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改性二氧化硅中固体含量为39-40％。
18.根据权利要求3所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改性二氧化硅中固体含量为39-40％。
19.根据权利要求4所述高强度抗冲击耐腐蚀机械涂料，其特征在于，改性二氧化硅中固体含量为39-40％。
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Denomination of invention: A high strength impact and corrosion resistant mechanical coating

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Pledgor: Anqing Kairui Chemical Technology Co.,Ltd.

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