CN107413598A - 一种儿童餐椅配件的静电粉体喷涂工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种儿童餐椅配件的静电粉体喷涂工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1粘结层（1）制备：用喷枪将粘结剂粉末喷涂在基材表面；S2保护层（2）制备：用喷枪将保护层用原料粉末喷涂在步骤S1中制备好的粘结层（1）表面；S3防水层（3）制备：在步骤S3制备好的保护层（2）表面用防水涂料在表面均匀涂敷。本发明具有成本低廉、美观、外力损伤涂层难的优点。

Description

一种儿童餐椅配件的静电粉体喷涂工艺
技术领域
本发明涉及表面工程技术领域，具体涉及一种儿童餐椅配件的静电粉体喷涂工艺。
背景技术
静电喷涂:静电粉末喷涂法的工作原理与一般的液态涂料的静电喷涂法几乎完全相同，不同之处在于粉末喷涂是分散的，而不是雾化的。它是靠静电粉末喷枪喷出来的涂料，在分散的同时使粉末粒子带负电荷，带电荷的粉末粒子受气流(或离心力等其他作用力)和静电引力的作用，涂着到被涂物上，再加热熔融固化成膜。静电粉末喷涂法是在工业涂装领域中占主导位置的粉末涂装法。
环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶的具有三向网状结构的高聚物。凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，因而广泛应用于国防、国民经济各部门，作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。
塑粉是喷涂工艺的材料，简单来说就是塑料粉末经过高温加热之后通过压缩空气给的风喷到材质表面。塑粉与油漆是两种不同的工艺。喷塑的效果好，成本低，颜色正，美观。油漆贵，效果一般，聚酯油漆或者氟碳油漆才能有较好的效果。油漆用于腐蚀性较高的环境下。最后喷塑的产品涂层在受到破坏以后很难修复，而油漆较容易。
在现有的喷涂工艺中，尤其是儿童餐椅配件的喷涂工艺中，基本属于一次喷涂成型。由于静电粉末喷涂得到的涂层受到破坏后难以修复，影响美观。喷涂成型得到的膜手感略微粗糙。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种儿童餐椅配件的静电粉体喷涂工艺，解决了涂层易损坏、涂层美观度较低和手感粗糙的问题
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种儿童餐椅配件的静电粉体喷涂工艺，包括如下步骤：
S1粘结层制备：用喷枪将粘结剂粉末喷涂在基材表面；
S2保护层制备：用喷枪将保护层用原料粉末喷涂在步骤S1中制备好的粘结层表面；
S3防水层制备：在步骤S3制备好的保护层表面用防水涂料均匀涂敷。
将传统的一层涂层改变为三层，粘结层与传统的涂层基本相同，在粘结层外部喷涂较薄的保护层，然后再保护层外部低温交联形成水膜得到防水层。防水层的外表面光滑，改善儿童餐椅配件涂层的手感，且具有良好的防水性能。保护层对粘结层具有良好的保护作用，当涂层收到外力损坏时，会首先损坏防水层和保护层，此时粘结层并未损坏，且防水层和保护层较薄，损坏之后的对外观影响较小。保护层和粘结层的弹性良好，硬度低，更适宜儿童使用。保护层中添加颜色使其涂层具有不同色彩，增加儿童餐椅配件的美观。其中防水涂料为市售聚氨酯防水涂料。
进一步地，步骤S1具体包括如下步骤：
S1.1基材表面预处理：
S1.1.1对基材表面进行两次液体喷砂处理，第一次液体喷砂处理采用的砂粒粒径为0.1-0.2mm，第二次液体喷砂处理采用的砂粒粒径为0.5-1mm，第一次液体喷砂处理时长为30s，第二次液体喷砂处理时长为10s，第一次液体喷砂处理的喷砂方向与第二次液体喷砂处理的喷砂方向之间的夹角大于0°且小于180°；
S1.1.2对经步骤S1.1.1处理后的基材表面进行除油处理；
S1.1.3对经步骤S1.1.2除油处理后的基材用40-50℃的热风吹干，吹风时长为3-5min；
S1.2利用喷枪将粘结剂粉末喷涂在经过步骤S1.1处理后的基材的表面。
进一步地，在步骤S1中，将粘结剂粉末喷涂在基材表面后对粘结层加热20-30min，加热温度为120-160℃，然后在180-205℃固化处理10-15min。
进一步地，在步骤S1中，喷涂工艺参数为：粘结剂粉末粒度为30-100μm，粉末电阻率为1012-1014Ω·m，喷涂厚度为0.1-0.12mm，喷枪压力为1.2-2.4MPa，工作电流为200-260A，送粉量为0.2-0.25kg/min，喷涂温度为23-27℃，喷涂距离为100-120mm，喷涂次数为5-7次。
进一步地，步骤S2具体包括如下步骤：
S2.1对步骤S1制备好的粘结层表面进行一次液体喷砂处理，采用的砂粒粒径为0.05-0,1mm，液体喷砂处理时长为3-5s；
S2.2对经步骤S2.1处理后的粘结层表面用热风吹干，吹风时长为3-5min，热风升温速度为5℃/min，热风初始温度为55℃；
S2.3在依次经过步骤S2.1和步骤S2.2处理后的粘结层表面用喷枪将保护层用原料粉末喷涂，制得保护层。
进一步地，在步骤S2中，将保护层原料粉末喷涂在粘结层表面后加热15-25min，加热温度为140-160℃，然后在180-205℃下固化处理10-15min。
进一步地，在步骤S2中，喷涂工艺参数为：粉末粒度为30-100μm，粉末电阻率为1012-1014Ω·m，喷涂厚度为0.02-0.03mm，喷枪压力为1.2-1.5MPa，工作电流为180-220A，送粉量为0.10-0.15kg/min，喷涂温度为23-27℃，喷涂距离为100-120mm，喷涂次数为2-3次。
进一步地，所述粘结剂粉末包括如下组分：
环氧树脂 100～110重量份；
增塑剂 15～20重量份；
固化剂 80～100重量份；
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述固化剂为环氧用固化剂。
其中固化剂使用量为80～85重量份时，固化温度选择195～205℃；固化剂使用量为85～95重量份时，固化温度选择185～195℃；固化剂使用量为95～100重量份时，固化温度选择180～185℃。环氧树脂属于较为常见的树脂类产品，环氧树脂和固化剂交联固化后得到的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定。固化剂是涂料使用过程中的助剂，增塑剂是对涂料整体性能产生一定影响，改变涂料的整体塑性。儿童使用的配件涂层的硬度不能太高，粘结剂粉末的粒度小，混合均匀度高，得到的粘结层喷涂均匀，手感更加细腻，塑性更强，具有良好的弹性形变性能。
进一步地，所述保护层用原料粉末包括如下组分：
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述固化剂为环氧用固化剂。其中环氧固化剂为广州维立纳化工有限公司的T-31环氧固化剂
其中环氧树脂属于较为常见的树脂类产品，环氧树脂和固化剂交联固化后得到的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定。固化剂是涂料使用过程中的助剂，增塑剂是对涂料整体性能产生一定影响，改变涂料的整体塑性。在保护层粉末中加入一定重量份的接枝剂，使得保护层和粘结层的结合力增强，保护层和粘结层并不能在外力作用下相对滑动，但在外力损坏涂层时，会先损坏防水层和保护层。儿童使用的配件涂层的硬度不能太高，保护层粉末的粒度小，混合均匀度高，得到的保护层喷涂均匀，手感更加细腻，塑性更强，具有良好的弹性形变性能。在保护层中加入颜料使得喷涂得到的涂层颜色更多元，增加儿童餐椅配件的美感，同时明亮的色彩对儿童的吸引力更高。增塑剂是一种增加材料的柔软性或使材料液化的添加剂，使用得最普遍的即是一群称为邻苯二甲酸酯类的化合物。通过添加增塑剂如邻苯二甲酸之类制造成拥有各种韧性的软硬度、光泽的成品，其中愈软的塑胶成品所需添加的塑化剂愈多。环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，把复合材料骨材包络在网状体之中。使线型树脂变成坚韧的体型固体。
本发明的有益效果是：
1.将传统的一层涂层改变为三层，粘结层与传统的涂层基本相同，在粘结层外部喷涂较薄的保护层，然后再保护层外部低温交联形成水膜得到防水层。防水层的外表面光滑，改善儿童餐椅配件涂层的手感，且具有良好的防水性能。
2.保护层对粘结层具有良好的保护作用，在保护层粉末中加入一定重量份的接枝剂，使得保护层和粘结层的结合力增强，保护层和粘结层并不能在外力作用下相对滑动，但在外力损坏涂层时，会首先损坏防水层和保护层，此时粘结层并未损坏，且防水层和保护层较薄，损坏之后的对外观影响较小。保护层和粘结层的弹性良好，硬度低，更适宜儿童使用。
3.保护层粉末的粒度小，混合均匀度高，得到的保护层喷涂均匀，手感更加细腻，塑性更强，具有良好的弹性形变性能。在保护层中加入颜料使得喷涂得到的涂层颜色更多元，增加儿童餐椅配件的美感，同时明亮均匀的色彩对儿童的吸引力更高。
4.原料选材均属于成本低廉、来源广泛的环保型材料，对环境的污染小，儿童使用更加安全健康，制备得到的儿童餐椅配件涂层的塑性好、硬度低，防止儿童误撞后造成较大伤害，提高儿童餐椅配件的安全性能。
附图说明
图1为儿童餐椅配件涂层结构示意图；
其中，1-粘结层，2-保护层，3-防水层。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
一种儿童餐椅配件的静电粉体喷涂工艺，包括如下步骤：
S1粘结层1制备：用喷枪将粘结剂粉末喷涂在基材表面；
S2保护层2制备：用喷枪将保护层用原料粉末喷涂在步骤S1中制备好的粘结层1表面；
S3防水层3制备：在步骤S3制备好的保护层2表面用防水涂料均匀涂敷。
实施例1
一种儿童餐椅配件的静电粉体喷涂工艺，步骤S1具体包括如下步骤：
S1.1基材表面预处理：
S1.1.1对基材表面进行两次液体喷砂处理，第一次液体喷砂处理采用的砂粒粒径为0.1mm，第二次液体喷砂处理采用的砂粒粒径为0.5mm，第一次液体喷砂处理时长为30s，第二次液体喷砂处理时长为10s，第一次液体喷砂处理的喷砂方向与第二次液体喷砂处理的喷砂方向之间的夹角大于0°且小于180°；
S1.1.2对经步骤S1.1.1处理后的基材表面进行除油处理；
S1.1.3对经步骤S1.1.2除油处理后的基材用40℃的热风吹干，吹风时长为3min；
S1.2利用喷枪将粘结剂粉末喷涂在经过步骤S1.1处理后的基材的表面。
具体地，在步骤S1中，将粘结剂粉末喷涂在基材表面后对粘结层1加热20min，加热温度为120℃，然后在180-205℃固化处理10min。
具体地，在步骤S1中，喷涂工艺参数为：粘结剂粉末粒度为30μm，粉末电阻率为1012Ω·m，喷涂厚度为0.1mm，喷枪压力为1.2MPa，工作电流为200A，送粉量为0.2kg/min，喷涂温度为23℃，喷涂距离为100mm，喷涂次数为5次。
具体地，步骤S2具体包括如下步骤：
S2.1对步骤S1制备好的粘结层表面进行一次液体喷砂处理，采用的砂粒粒径为0.05mm，液体喷砂处理时长为3s；
S2.2对经步骤S2.1处理后的粘结层1表面用热风吹干，吹风时长为3min，热风升温速度为5℃/min，热风初始温度为55℃；
S2.3在依次经过步骤S2.1和步骤S2.2处理后的粘结层1表面用喷枪将保护层2用原料粉末喷涂，制得保护层2。
具体地，在步骤S2中，将保护层2原料粉末喷涂在粘结层表面后加热15min，加热温度为140℃，然后在180℃下固化处理10min。
具体地，在步骤S2中，喷涂工艺参数为：粉末粒度为30μm，粉末电阻率为1012Ω·m，喷涂厚度为0.02mm，喷枪压力为1.2MPa，工作电流为180A，送粉量为0.10kg/min，喷涂温度为23℃，喷涂距离为100mm，喷涂次数为2次。
具体地，所述粘结剂粉末包括如下组分：
环氧树脂 100重量份；
增塑剂 15重量份；
固化剂 80重量份；
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述固化剂为环氧用固化剂。
具体地，所述保护层用原料粉末包括如下组分：
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述固化剂为环氧用固化剂。
实施例2
一种儿童餐椅配件的静电粉体喷涂工艺，步骤S1具体包括如下步骤：
S1.1基材表面预处理：
S1.1.1对基材表面进行两次液体喷砂处理，第一次液体喷砂处理采用的砂粒粒径为0.2mm，第二次液体喷砂处理采用的砂粒粒径为1mm，第一次液体喷砂处理时长为30s，第二次液体喷砂处理时长为10s，第一次液体喷砂处理的喷砂方向与第二次液体喷砂处理的喷砂方向之间的夹角大于0°且小于180°；
S1.1.2对经步骤S1.1.1处理后的基材表面进行除油处理；
S1.1.3对经步骤S1.1.2除油处理后的基材用50℃的热风吹干，吹风时长为5min；
S1.2利用喷枪将粘结剂粉末喷涂在经过步骤S1.1处理后的基材的表面。
具体地，在步骤S1中，将粘结剂粉末喷涂在基材表面后对粘结层1加热30min，加热温度为160℃，然后在205℃固化处理15min。
具体地，在步骤S1中，喷涂工艺参数为：粘结剂粉末粒度为100μm，粉末电阻率为1014Ω·m，喷涂厚度为0.12mm，喷枪压力为2.4MPa，工作电流为260A，送粉量为0.25kg/min，喷涂温度为27℃，喷涂距离为120mm，喷涂次数为7次。
具体地，步骤S2具体包括如下步骤：
S2.1对步骤S1制备好的粘结层1表面进行一次液体喷砂处理，采用的砂粒粒径为0.1mm，液体喷砂处理时长为5s；
S2.2对经步骤S2.1处理后的粘结层表面用热风吹干，吹风时长为5min，热风升温速度为5℃/min，热风初始温度为55℃；
S2.3在依次经过步骤S2.1和步骤S2.2处理后的粘结层1表面用喷枪将保护层用原料粉末喷涂，制得保护层2。
具体地，在步骤S2中，将保护层原料粉末喷涂在粘结层表面后加热25min，加热温度为160℃，然后在205℃下固化处理15min。
具体地，在步骤S2中，喷涂工艺参数为：粉末粒度为100μm，粉末电阻率为1014Ω·m，喷涂厚度为0.03mm，喷枪压力为1.5MPa，工作电流为220A，送粉量为0.15kg/min，喷涂温度为27℃，喷涂距离为120mm，喷涂次数3次。
具体地，所述粘结剂粉末包括如下组分：
环氧树脂 110重量份；
增塑剂 20重量份；
固化剂 100重量份；
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述固化剂为环氧用固化剂。
具体地，所述保护层用原料粉末包括如下组分：
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述固化剂为环氧用固化剂。
实施例3
一种儿童餐椅配件的静电粉体喷涂工艺，步骤S1具体包括如下步骤：
S1.1基材表面预处理：
S1.1.1对基材表面进行两次液体喷砂处理，第一次液体喷砂处理采用的砂粒粒径为0.1mm，第二次液体喷砂处理采用的砂粒粒径为0.8mm，第一次液体喷砂处理时长为30s，第二次液体喷砂处理时长为10s，第一次液体喷砂处理的喷砂方向与第二次液体喷砂处理的喷砂方向之间的夹角大于0°且小于180°；
S1.1.2对经步骤S1.1.1处理后的基材表面进行除油处理；
S1.1.3对经步骤S1.1.2除油处理后的基材用45℃的热风吹干，吹风时长为4min；
S1.2利用喷枪将粘结剂粉末喷涂在经过步骤S1.1处理后的基材的表面。
具体地，在步骤S1中，将粘结剂粉末喷涂在基材表面后对粘结层加热23min，加热温度为140℃，然后在190℃固化处理12min。
具体地，在步骤S1中，喷涂工艺参数为：粘结剂粉末粒度为60μm，粉末电阻率为1013Ω·m，喷涂厚度为0.11mm，喷枪压力为1.8MPa，工作电流为240A，送粉量为0.22kg/min，喷涂温度为26℃，喷涂距离为110mm，喷涂次数为6次。
具体地，步骤S2具体包括如下步骤：
S2.1对步骤S1制备好的粘结层1表面进行一次液体喷砂处理，采用的砂粒粒径为0.08mm，液体喷砂处理时长为4s；
S2.2对经步骤S2.1处理后的粘结层1表面用热风吹干，吹风时长为4min，热风升温速度为5℃/min，热风初始温度为55℃；
S2.3在依次经过步骤S2.1和步骤S2.2处理后的粘结层1表面用喷枪将保护层用原料粉末喷涂，制得保护层2。
具体地，在步骤S2中，将保护层原料粉末喷涂在粘结层表面后加热20min，加热温度为150℃，然后在180-205℃下固化处理12min。
具体地，在步骤S2中，喷涂工艺参数为：粉末粒度为60μm，粉末电阻率为1013Ω·m，喷涂厚度为0.02mm，喷枪压力为1.4MPa，工作电流为200A，送粉量为0.12kg/min，喷涂温度为24℃，喷涂距离为110mm，喷涂次数为2次。
具体地，所述粘结剂粉末包括如下组分：
环氧树脂 105重量份；
增塑剂 18重量份；
固化剂 90重量份；
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述固化剂为环氧用固化剂。
具体地，所述保护层用原料粉末包括如下组分：
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述固化剂为环氧用固化剂。
将实施例1～实施例3制备得到的儿童餐椅配件涂层进行抗压测试、弹力测试、均匀度测试、光滑度测试以及外力损坏实验的数据结果如表1所示：
表1
从表1中的数据可以得出，实施例1～实施例4制备得到的儿童餐椅配件涂层具有良好的弹性性能，喷涂得到的涂层均匀度高，抗压性能强，涂层光滑度高，施加外力高达100N时才会破坏保护层，能较大程度的保证粘结层不受损坏。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种儿童餐椅配件的静电粉体喷涂工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1粘结层（1）制备：用喷枪将粘结剂粉末喷涂在基材表面；
S2保护层（2）制备：用喷枪将保护层用原料粉末喷涂在步骤S1中制备好的粘结层（1）表面；
S3防水层（3）制备：在步骤S3制备好的保护层（2）表面用防水涂料在表面均匀涂敷。
2.根据权利要求1所述的儿童餐椅配件的静电粉末喷涂工艺，其特征在于，步骤S1具体包括如下步骤：
S1.1基材表面预处理：
S1.1.1对基材表面进行两次液体喷砂处理，第一次液体喷砂处理采用的砂粒粒径为0.1-0.2mm，第二次液体喷砂处理采用的砂粒粒径为0.5-1mm，第一次液体喷砂处理时长为30s，第二次液体喷砂处理时长为10s，第一次液体喷砂处理的喷砂方向与第二次液体喷砂处理的喷砂方向之间的夹角大于0°且小于180°；
S1.1.2对经步骤S1.1.1处理后的基材表面进行除油处理；
S1.1.3对经步骤S1.1.2除油处理后的基材用40-50℃的热风吹干，吹风时长为3-5min；
S1.2利用喷枪将粘结剂粉末喷涂在经过步骤S1.1处理后的基材的表面。
3.根据权利要求2所述的儿童餐椅配件的静电粉末喷涂工艺，其特征在于，在步骤S1中，将粘结剂粉末喷涂在基材表面后对粘结层（1）加热20-30min，加热温度为120-160℃，然后在180-205℃固化处理10-15min。
4.根据权利要求3所述的儿童餐椅配件的静电粉末喷涂工艺，其特征在于，在步骤S1中，喷涂工艺参数为：粘结剂粉末粒度为30-100μm，粉末电阻率为1012-1014Ω·m，喷涂厚度为0.1-0.12mm，喷枪压力为1.2-2.4MPa，工作电流为200-260A，送粉量为0.2-0.25kg/min，喷涂温度为23-27℃，喷涂距离为100-120mm，喷涂次数为5-7次。
5.根据权利要求1所述的儿童餐椅配件的静电粉末喷涂工艺，其特征在于，步骤S2具体包括如下步骤：
S2.1对步骤S1制备好的粘结层（1）表面进行一次液体喷砂处理，采用的砂粒粒径为0.05-0.1mm，液体喷砂处理时长为3-5s；
S2.2对经步骤S2.1处理后的粘结层（1）表面用热风吹干，吹风时长为3-5min，热风升温速度为5℃/min，热风初始温度为55℃；
S2.3在依次经过步骤S2.1和步骤S2.2处理后的粘结层（1）表面用喷枪将保护层用原料粉末喷涂，制得保护层（2）。
6.根据权利要求5所述的儿童餐椅配件的静电粉末喷涂工艺，其特征在于，在步骤S2中，将保护层原料粉末喷涂在粘结层（1）表面后加热15-25min，加热温度为140-160℃，然后在180-205℃下固化处理10-15min。
7.根据权利要求6所述的儿童餐椅配件的静电粉末喷涂工艺，其特征在于，在步骤S2中，喷涂工艺参数为：粉末粒度为30-100μm，粉末电阻率为1012-1014Ω·m，喷涂厚度为0.02-0.03mm，喷枪压力为1.2-1.5MPa，工作电流为180-220A，送粉量为0.10-0.15kg/min，喷涂温度为23-27℃，喷涂距离为100-120mm，喷涂次数为2-3次。
8.根据权利要求1-7任一所述的儿童餐椅配件的静电粉末喷涂工艺，其特征在于，粘结剂粉末包括如下组分：
环氧树脂 100-110重量份；
增塑剂 15-20重量份；
固化剂 80-100重量份；
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述固化剂为环氧用固化剂。
9.根据权利要求1-7任一所述的儿童餐椅配件的静电粉末喷涂工艺，其特征在于，保护层用原料粉末包括如下组分：
环氧树脂 100-120重量份；
增塑剂 15-20重量份；
固化剂 90-100重量份；
接枝剂 14-18重量份；
颜料 10-15重量份；
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述固化剂为环氧用固化剂。
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