CN109096862A - 一种反射隔热外墙建筑涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反射隔热外墙建筑涂料及其制备方法，由以下重量份数的原料组成：环氧改性丙烯酸乳液40‑60份、空心玻璃微珠20‑30份、金红石型二氧化钛15‑25份、红外线反射剂5‑10份、隔热反射材料4‑8份、云母粉5‑10份、沉淀硫酸钡3‑6份、氧化铁红2‑8份、功能材料1‑5份、润湿分散剂0.5‑1份、消泡剂0.3‑0.8份、增稠剂0.4‑0.8份、成膜助剂0.3‑1份、去离子水15‑30份。本发明的反射隔热外墙建筑涂料隔热性好，可将热量隔绝在外侧，从而抑制建筑物变热，户外温度越高，其隔热降温作用越明显，与普通涂料相比，其实际室内外温差可达11‑15℃。
Description
技术领域
本发明涉及建筑涂料技术领域，具体涉及一种反射隔热外墙建筑涂料及其制备方法。
背景技术
目前，空调能耗也就成为建筑能耗的主要方面。随着我国建筑节能的深入开展，隔热反射涂料研究也日益为政府和企业的所重视。隔热反射涂料是一种通过有效反射太阳光中近红外部分为主的涂料，它能够降低物体表面对太阳辐射能量的吸收，是一种被动降温式涂料。
目前大家所知悉的太阳光热量中，紫外光占5％，可见光占43％，近红外光占52％。而隔热反射涂料技术关键是尽可能增加表面的热反射率，包括对可见光和近红外线的全波段的反射率；尽可能增加涂层的热发射率，减少涂层的积热。现今为止，在涂料使用的颜填料中，二氧化钛具有高折射率(折射率>2.5)，在可见光和近红外线有较高的热发射率，并且具有较好的热发射率。因此，二氧化钛成为隔热反射功能涂料中颜料的代表。但是二氧化钛在作为热反射功能材料，发挥作用的仅仅是二氧化钛颗粒表层的那部分，且二氧化钛是一种高能耗的材料，其应用在外墙涂料中隔热反射功能较差、涂料颜色单一、成本较高。
在中国专利（申请号：CN200410048046.7）公开了一种隔热防晒涂料及其制备方法，其由成膜剂、云母粉、空心陶瓷隔热材料构成对太阳热反射与阻隔的复合型隔热涂层，具有导热系数低、热反射率高等特点，但其所采用树脂为溶剂型树脂，存在环境污染问题，并且使用单一空心陶瓷隔热材料，对阳光反射率低，使得涂料反射隔热效果有限，并且对无法满足日益严格的房屋节能要求。
而在中国专利（申请号：CN201510501148.8）公开了一种建筑用全色系反射隔热涂料系统及其制备方法，以水稀释型丙烯酸树脂为基料，与钛白粉、氧化铁红、钛铬黄等颜料，陶瓷微珠、功能型钛白粉等填料构成，其对波长为1200-2000nm的红外线反射率＞50％。这种涂料的缺点仍然在于环保性能不好，同时对太阳热能集中的近红外波段热 反射能力较弱。
基于此，有必要提供一种反射隔热外墙建筑涂料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种稳定性好，施工性及隔热效果好，对环境污染少的反射隔热外墙建筑涂料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种反射隔热外墙建筑涂料，由以下重量份数的原料组成：环氧改性丙烯酸乳液40-60份、空心玻璃微珠20-30份、金红石型二氧化钛15-25份、红外线反射剂5-10份、隔热反射材料4-8份、云母粉5-10份、沉淀硫酸钡3-6份、氧化铁红2-8份、功能材料1-5份、分散剂0.5-1份、消泡剂0.3-0.8份、增稠剂0.4-0.8份、成膜助剂0.3-1份、去离子水15-30份。
进一步的，由以下重量份数的原料组成：环氧改性丙烯酸乳液50份、空心玻璃微珠25份、金红石型二氧化钛20份、红外线反射剂7.5份、隔热反射材料6份、云母粉7.5份、沉淀硫酸钡4.5份、氧化铁红5份、功能材料3份、分散剂0.7份、消泡剂0.5份、增稠剂0.6份、成膜助剂0.6份、去离子水23份。
进一步的，所述有机硅改性丙烯酸乳液包含以下重量份数的组分：甲基丙烯酸甲酯55份、丙烯酸丁酯15份、苯乙烯15份、N-羟甲基丙烯酰胺3份、环氧树脂8份、乳化剂3份、引发剂1份、碳酸氢铵0.5份、氨水0.2和水65份，所述有机硅改性丙烯酸乳液的制备方法包含：
（1）将配方量的乳化剂与水混合得到乳化剂溶液；
（2）将配方量的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯三种单体和配方量的N-羟甲基丙烯酰胺加入反应釜中，在搅拌的情况下加入配方量的环氧树脂并使之溶解，然后加入二分之一量的乳化剂溶液，经高速搅拌完成预乳化得到预乳液，备用；
（3）取预乳液的1/10，将其与剩余的二分之一量的乳化剂溶液 混合，然后加入到经N2保护的反应釜中，并加入配方量的碳酸氢铵，缓慢升温到50℃，并搅拌，加入二分之一配方量的引发剂，温度升到75-85℃，体系出现蓝相，种子引发完毕；
（4）待蓝相出现以后，维持反应温度，通过恒压滴液装置缓慢 滴加剩余预乳液，在2-3h内滴完，在这期间定时滴加剩余的引发剂，待预乳液滴加完毕保温1h，冷却降温至40℃，过滤、滴加配方量的氨水，调节pH值至7，过滤出料，制得环氧改性丙烯酸乳液。
进一步的，所述红外线反射剂为纳米二氧化钛微粉和/或纳米级金属氧化物微粉。
进一步的，所述金属氧化物为氧化铑、氧化钌、氧化铈、氧化铟中的一种或几种。
进一步的，所述隔热反射材料为苯乙烯内核-二氧化钛外壳杂化颗粒。
进一步的，所述功能材料为纳米氧化锡锑和纳米氧化铟锡中的任意一种。
进一步的，所述分散剂为低分子量聚丙烯酸胺盐分散剂。
进一步的，所述成膜助剂为醇酯12。
进一步的，本发明还提供了上述反射隔热外墙建筑涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述的空心玻璃微珠、金红石型二氧化钛、红外线反射剂、隔热反射材料、云母粉、沉淀硫酸钡、氧化铁红、功能材料放入球磨机，球磨20-40min，然后球磨混合物转移至混合搅拌机，再加入环氧改性丙烯酸乳液，以800-900r/min的转速搅拌40-60min，取出，再超声分散20-40min，得到分散液A；
（2）将步骤（1）所得的分散液A置于反应釜中，加热至70-80℃，再加入润湿分散剂，以1000-1200r/min的转速搅拌反应1-3h，然后降温至室温，得到混合物B；
（3）将步骤（2）中所得混合物加入2/3质量的去离子水，搅拌，加入消泡剂、增稠剂，以1400-1600r/min的转速搅拌40-60min，再加入另外1/3质量的去离子水、成膜助剂，以600-800r/min的转速搅拌30-50min，制得反射隔热外墙建筑涂料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的反射隔热外墙建筑涂料隔热性好，可将热量隔绝在外侧，从而抑制建筑物变热，户外温度越高，其隔热降温作用越明显，与普通涂料相比，其实际室内外温差可达11-15℃。
（2）本发明的涂料耐久性好，可隔绝85%以上的太阳光线，防止紫外线造成的建筑物老化。
（3）本发明使用环氧改性丙烯酸乳液成膜性好，并具有极好的耐水性、抗渗性、耐候性、柔韧性和与基层的黏结强度，并且对太阳能的吸收率低，隔热效果好，另外其粒径小，具有较好的包覆作用，可将填料、空心玻璃微珠、金红石型二氧化钛牢固黏结在一起，使涂料的使用年限大大延长。
（4）本发明使用的空心玻璃微珠能够反射太阳光，减少基层对太阳光的吸收，同时由于空心球体内填充了惰性气体，导热系数低，阻隔了热传导，提高了涂层的隔热性能。
（5）本发明的涂料的成本低、施工易、工期短、无毒不然，且生产工艺简单高效，可广泛应用于建筑领域，具有较好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。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。
实施例1
本实施例的反射隔热外墙建筑涂料，由以下重量份数的原料组成：环氧改性丙烯酸乳液40份、空心玻璃微珠20份、金红石型二氧化钛15份、红外线反射剂5份、隔热反射材料4份、云母粉5份、沉淀硫酸钡3份、氧化铁红2份、功能材料1份、润湿分散剂0.5份、消泡剂0.3份、增稠剂0.4份、成膜助剂0.3份、去离子水15份。
所述有机硅改性丙烯酸乳液包含以下重量份数的组分：甲基丙烯酸甲酯55份、丙烯酸丁酯15份、苯乙烯15份、N-羟甲基丙烯酰胺3份、环氧树脂8份、乳化剂3份、引发剂1份、碳酸氢铵0.5份、氨水0.2和水65份，所述有机硅改性丙烯酸乳液的制备方法包含：
（1）将配方量的乳化剂与水混合得到乳化剂溶液；
（2）将配方量的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯三种单体和配方量的N-羟甲基丙烯酰胺加入反应釜中，在搅拌的情况下加入配方量的环氧树脂并使之溶解，然后加入二分之一量的乳化剂溶液，经高速搅拌完成预乳化得到预乳液，备用；
（3）取预乳液的1/10，将其与剩余的二分之一量的乳化剂溶液 混合，然后加入到经N2保护的反应釜中，并加入配方量的碳酸氢铵，缓慢升温到50℃，并搅拌，加入二分之一配方量的引发剂，温度升到75℃，体系出现蓝相，种子引发完毕；
（4）待蓝相出现以后，维持反应温度，通过恒压滴液装置缓慢 滴加剩余预乳液，在2h内滴完，在这期间定时滴加剩余的引发剂，待预乳液滴加完毕保温1h，冷却降温至40℃，过滤、滴加配方量的氨水，调节pH值至7，过滤出料，制得环氧改性丙烯酸乳液。
所述红外线反射剂为纳米二氧化钛微粉和/或纳米级金属氧化物微粉。
所述金属氧化物为氧化铑、氧化钌、氧化铈、氧化铟中的一种或几种。
所述隔热反射材料为苯乙烯内核-二氧化钛外壳杂化颗粒。
所述功能材料为纳米氧化锡锑和纳米氧化铟锡中的任意一种。
所述分散剂为低分子量聚丙烯酸胺盐分散剂。
所述成膜助剂为醇酯12。
本发明还提供了上述反射隔热外墙建筑涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述的空心玻璃微珠、金红石型二氧化钛、红外线反射剂、隔热反射材料、云母粉、沉淀硫酸钡、氧化铁红、功能材料放入球磨机，球磨20min，然后球磨混合物转移至混合搅拌机，再加入环氧改性丙烯酸乳液，以800r/min的转速搅拌40min，取出，再超声分散20min，得到分散液A；
（2）将步骤（1）所得的分散液A置于反应釜中，加热至70℃，再加入润湿分散剂，以1000r/min的转速搅拌反应1-3h，然后降温至室温，得到混合物B；
（3）将步骤（2）中所得混合物加入2/3质量的去离子水，搅拌，加入消泡剂、增稠剂，以1400r/min的转速搅拌40min，再加入另外1/3质量的去离子水、成膜助剂，以600r/min的转速搅拌30min，制得反射隔热外墙建筑涂料。
实施例2
本实施例的反射隔热外墙建筑涂料，由以下重量份数的原料组成：环氧改性丙烯酸乳液60份、空心玻璃微珠30份、金红石型二氧化钛25份、红外线反射剂10份、隔热反射材料8份、云母粉10份、沉淀硫酸钡6份、氧化铁红8份、功能材料5份、润湿分散剂1份、消泡剂0.8份、增稠剂0.8份、成膜助剂1份、去离子水30份。
所述有机硅改性丙烯酸乳液包含以下重量份数的组分：甲基丙烯酸甲酯55份、丙烯酸丁酯15份、苯乙烯15份、N-羟甲基丙烯酰胺3份、环氧树脂8份、乳化剂3份、引发剂1份、碳酸氢铵0.5份、氨水0.2和水65份，所述有机硅改性丙烯酸乳液的制备方法包含：
（1）将配方量的乳化剂与水混合得到乳化剂溶液；
（2）将配方量的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯三种单体和配方量的N-羟甲基丙烯酰胺加入反应釜中，在搅拌的情况下加入配方量的环氧树脂并使之溶解，然后加入二分之一量的乳化剂溶液，经高速搅拌完成预乳化得到预乳液，备用；
（3）取预乳液的1/10，将其与剩余的二分之一量的乳化剂溶液 混合，然后加入到经N2保护的反应釜中，并加入配方量的碳酸氢铵，缓慢升温到50℃，并搅拌，加入二分之一配方量的引发剂，温度升到85℃，体系出现蓝相，种子引发完毕；
（4）待蓝相出现以后，维持反应温度，通过恒压滴液装置缓慢 滴加剩余预乳液，在3h内滴完，在这期间定时滴加剩余的引发剂，待预乳液滴加完毕保温1h，冷却降温至40℃，过滤、滴加配方量的氨水，调节pH值至7，过滤出料，制得环氧改性丙烯酸乳液。
所述红外线反射剂为纳米二氧化钛微粉和/或纳米级金属氧化物微粉。
所述金属氧化物为氧化铑、氧化钌、氧化铈、氧化铟中的一种或几种。
所述隔热反射材料为苯乙烯内核-二氧化钛外壳杂化颗粒。
所述功能材料为纳米氧化锡锑和纳米氧化铟锡中的任意一种。
所述分散剂为低分子量聚丙烯酸胺盐分散剂。
所述成膜助剂为醇酯12。
本发明还提供了上述反射隔热外墙建筑涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述的空心玻璃微珠、金红石型二氧化钛、红外线反射剂、隔热反射材料、云母粉、沉淀硫酸钡、氧化铁红、功能材料放入球磨机，球磨40min，然后球磨混合物转移至混合搅拌机，再加入环氧改性丙烯酸乳液，以900r/min的转速搅拌60min，取出，再超声分散40min，得到分散液A；
（2）将步骤（1）所得的分散液A置于反应釜中，加热至80℃，再加入润湿分散剂，以1200r/min的转速搅拌反应3h，然后降温至室温，得到混合物B；
（3）将步骤（2）中所得混合物加入2/3质量的去离子水，搅拌，加入消泡剂、增稠剂，以1600r/min的转速搅拌60min，再加入另外1/3质量的去离子水、成膜助剂，以800r/min的转速搅拌50min，制得反射隔热外墙建筑涂料。
实施例3
本实施例的反射隔热外墙建筑涂料，由以下重量份数的原料组成：环氧改性丙烯酸乳液50份、空心玻璃微珠25份、金红石型二氧化钛20份、红外线反射剂7.5份、隔热反射材料6份、云母粉7.5份、沉淀硫酸钡4.5份、氧化铁红5份、功能材料3份、润湿分散剂0.7份、消泡剂0.5份、增稠剂0.6份、成膜助剂0.6份、去离子水23份。
所述有机硅改性丙烯酸乳液包含以下重量份数的组分：甲基丙烯酸甲酯55份、丙烯酸丁酯15份、苯乙烯15份、N-羟甲基丙烯酰胺3份、环氧树脂8份、乳化剂3份、引发剂1份、碳酸氢铵0.5份、氨水0.2和水65份，所述有机硅改性丙烯酸乳液的制备方法包含：
（1）将配方量的乳化剂与水混合得到乳化剂溶液；
（2）将配方量的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯三种单体和配方量的N-羟甲基丙烯酰胺加入反应釜中，在搅拌的情况下加入配方量的环氧树脂并使之溶解，然后加入二分之一量的乳化剂溶液，经高速搅拌完成预乳化得到预乳液，备用；
（3）取预乳液的1/10，将其与剩余的二分之一量的乳化剂溶液 混合，然后加入到经N2保护的反应釜中，并加入配方量的碳酸氢铵，缓慢升温到50℃，并搅拌，加入二分之一配方量的引发剂，温度升到80℃，体系出现蓝相，种子引发完毕；
（4）待蓝相出现以后，维持反应温度，通过恒压滴液装置缓慢 滴加剩余预乳液，在2.5h内滴完，在这期间定时滴加剩余的引发剂，待预乳液滴加完毕保温1h，冷却降温至40℃，过滤、滴加配方量的氨水，调节pH值至7，过滤出料，制得环氧改性丙烯酸乳液。
所述红外线反射剂为纳米二氧化钛微粉和/或纳米级金属氧化物微粉。
所述金属氧化物为氧化铑、氧化钌、氧化铈、氧化铟中的一种或几种。
所述隔热反射材料为苯乙烯内核-二氧化钛外壳杂化颗粒。
所述功能材料为纳米氧化锡锑和纳米氧化铟锡中的任意一种。
所述分散剂为低分子量聚丙烯酸胺盐分散剂。
所述成膜助剂为醇酯12。
本发明还提供了上述反射隔热外墙建筑涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述的空心玻璃微珠、金红石型二氧化钛、红外线反射剂、隔热反射材料、云母粉、沉淀硫酸钡、氧化铁红、功能材料放入球磨机，球磨30min，然后球磨混合物转移至混合搅拌机，再加入环氧改性丙烯酸乳液，以850r/min的转速搅拌50min，取出，再超声分散30min，得到分散液A；
（2）将步骤（1）所得的分散液A置于反应釜中，加热至75℃，再加入润湿分散剂，以1100r/min的转速搅拌反应2h，然后降温至室温，得到混合物B；
（3）将步骤（2）中所得混合物加入2/3质量的去离子水，搅拌，加入消泡剂、增稠剂，以1500r/min的转速搅拌50min，再加入另外1/3质量的去离子水、成膜助剂，以700r/min的转速搅拌40min，制得反射隔热外墙建筑涂料。
取实施例1-3制得反射隔热外墙建筑涂料的性能进行测试，依据行业标准JG/T235-2008“建筑反射隔热涂料”，具体结果见表1。
表1
由表1可知，本发明的反射隔热外墙建筑涂料，可达到建筑反射隔热涂料的技术标准。
综上所述，本发明的反射隔热外墙建筑涂料隔热性好，可将热量隔绝在外侧，从而抑制建筑物变热，户外温度越高，其隔热降温作用越明显，与普通涂料相比，其实际室内外温差可达11-15℃。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种反射隔热外墙建筑涂料，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：环氧改性丙烯酸乳液40-60份、空心玻璃微珠20-30份、金红石型二氧化钛15-25份、红外线反射剂5-10份、隔热反射材料4-8份、云母粉5-10份、沉淀硫酸钡3-6份、氧化铁红2-8份、功能材料1-5份、分散剂0.5-1份、消泡剂0.3-0.8份、增稠剂0.4-0.8份、成膜助剂0.3-1份、去离子水15-30份。
2.根据权利要求1所述的反射隔热外墙建筑涂料，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：环氧改性丙烯酸乳液50份、空心玻璃微珠25份、金红石型二氧化钛20份、红外线反射剂7.5份、隔热反射材料6份、云母粉7.5份、沉淀硫酸钡4.5份、氧化铁红5份、功能材料3份、分散剂0.7份、消泡剂0.5份、增稠剂0.6份、成膜助剂0.6份、去离子水23份。
3.根据权利要求1所述的反射隔热外墙建筑涂料，其特征在于，所述有机硅改性丙烯酸乳液包含以下重量份数的组分：甲基丙烯酸甲酯55份、丙烯酸丁酯15份、苯乙烯15份、N-羟甲基丙烯酰胺3份、环氧树脂8份、乳化剂3份、引发剂1份、碳酸氢铵0.5份、氨水0.2和水65份，所述有机硅改性丙烯酸乳液的制备方法包含：
（1）将配方量的乳化剂与水混合得到乳化剂溶液；
（2）将配方量的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯三种单体和配方量的N-羟甲基丙烯酰胺加入反应釜中，在搅拌的情况下加入配方量的环氧树脂并使之溶解，然后加入二分之一量的乳化剂溶液，经高速搅拌完成预乳化得到预乳液，备用；
（3）取预乳液的1/10，将其与剩余的二分之一量的乳化剂溶液 混合，然后加入到经N2保护的反应釜中，并加入配方量的碳酸氢铵，缓慢升温到50℃，并搅拌，加入二分之一配方量的引发剂，温度升到75-85℃，体系出现蓝相，种子引发完毕；
（4）待蓝相出现以后，维持反应温度，通过恒压滴液装置缓慢 滴加剩余预乳液，在2-3h内滴完，在这期间定时滴加剩余的引发剂，待预乳液滴加完毕保温1h，冷却降温至40℃，过滤、滴加配方量的氨水，调节pH值至7，过滤出料，制得环氧改性丙烯酸乳液。
4.根据权利要求1所述的反射隔热外墙建筑涂料，其特征在于，所述红外线反射剂为纳米二氧化钛微粉和/或纳米级金属氧化物微粉。
5.根据权利要求4所述的反射隔热外墙建筑涂料，其特征在于，所述金属氧化物为氧化铑、氧化钌、氧化铈、氧化铟中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的反射隔热外墙建筑涂料，其特征在于，所述隔热反射材料为苯乙烯内核-二氧化钛外壳杂化颗粒。
7.根据权利要求1所述的反射隔热外墙建筑涂料，其特征在于，所述功能材料为纳米氧化锡锑和纳米氧化铟锡中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的反射隔热外墙建筑涂料，其特征在于，所述分散剂为低分子量聚丙烯酸胺盐分散剂。
9.根据权利要求1所述的反射隔热外墙建筑涂料，其特征在于，所述成膜助剂为醇酯12。
10.根据权利要求1-9任一项所述的反射隔热外墙建筑涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将所述的空心玻璃微珠、金红石型二氧化钛、红外线反射剂、隔热反射材料、云母粉、沉淀硫酸钡、氧化铁红、功能材料放入球磨机，球磨20-40min，然后球磨混合物转移至混合搅拌机，再加入环氧改性丙烯酸乳液，以800-900r/min的转速搅拌40-60min，取出，再超声分散20-40min，得到分散液A；
（2）将步骤（1）所得的分散液A置于反应釜中，加热至70-80℃，再加入润湿分散剂，以1000-1200r/min的转速搅拌反应1-3h，然后降温至室温，得到混合物B；
（3）将步骤（2）中所得混合物加入2/3质量的去离子水，搅拌，加入消泡剂、增稠剂，以1400-1600r/min的转速搅拌40-60min，再加入另外1/3质量的去离子水、成膜助剂，以600-800r/min的转速搅拌30-50min，制得反射隔热外墙建筑涂料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20181228 |