CN109252176B - 一种去污防锈二合一清洗剂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于精细化工领域，涉及一种去污防锈二合一清洗剂，包括氢氧化钠、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、低泡高效两性增溶剂、去污增效剂、亚硝酸钠和零水偏硅酸钠。本发明中的氢氧化钠为强碱性溶剂，而使得清洗剂去除油污能力更强；本发明中选用耐碱性的表面活性剂，能够在碱性环境下发挥各自的功能，其中的阴离子表面活性剂利用其极性能够很好的去除颗粒物质，而非离子表面活性剂能够更好的去除油污；而高效增溶剂和去污增效剂的加入可保证清洗剂溶液清亮、不混沌，并且能够减少阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂的用量，从而节约成本；本发明中的亚硝酸钠和零水偏硅酸钠协同作用在金属转向架表面，从而防止清洁后的转向架生锈。
Description
技术领域
本发明属于精细化工领域，涉及一种去污防锈二合一清洗剂，适用于铁路车辆转向架设备。
背景技术
铁路车辆一般在运行一定的里程之后（例如动车组要求120万公里）需要对铁路车辆转向架等重要零部件进行检修和维护，而在检修前需要对铁路车辆转向架进行整体的清洗，去除其在运行过程中粘附的各种污垢，并且还要保证清洗过后转向架不能够生锈，这样方便下一步的分解操作和保证检修的质量。
基于列车常年暴露在风沙、盐雾、湿热等恶劣的环境中行驶，对于转向架等部位粘附的污垢，判断其表面污垢主要有矿物油（包括润滑脂）、金属粉尘、粘土以及昆虫等小动物的尸体，长时间的积累，导致这层污垢很难清洗完全；尝试使用传统的、市面上所售的清洗剂满足不了清洗效果，即使再结合水泵加压清洗，效果也不理想。
发明内容
本发明所解决现有技术中存在的技术问题是铁路车辆转向架部位的污垢难以去除的问题，提供一种去污防锈二合一清洗剂。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种去污防锈二合一清洗剂，包括去污成分和防锈成分，并且他们的载体溶剂为水，所述去污成分包括强碱性助剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、增溶剂、螯合剂以及去污增效剂；以所述清洗剂整体质量为基准，所述的强碱性助剂含量8%~10%，所述的阴离子表面活性剂含量3%~5%，所述的非离子表面活性剂含量为3%~8%，所述的增溶剂2%~4%，所述的螯合剂含量为0.5%~1%，所述的去污增效剂含量3%~5%，所述除锈成分含量为3%~6%，余量为水；其中；所述强碱性助剂为氢氧化钠或者氢氧化钾中的任意一种；所述阴离子表面活性剂烷基二苯醚二磺酸盐8390，脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐AEC-9Na，烷基苯磺酸钠LAS中的任意一种；所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚TX-10，烷基葡萄糖苷0810，烷基葡萄糖苷和醇乙氧基化物的混合物LFG61中的任意一种或者几种复配使用；所述增溶剂为亚氨基二丙酸钠盐Tomamine Amphoteric 400，磷酸聚醚脂钾盐H66中的任意一种；所述螯合剂为羟基乙叉二膦酸四钠，α-葡庚糖酸钠，葡萄糖酸钠中的任意一种；所述去污增效剂为乙二醇乙醚，乙二醇丁醚，异己二醇，二丙二醇丁醚中的任意一种。
进一步，所述防锈成分为无水偏硅酸钠、亚硝酸钠、三乙醇胺、N-月桂基-β亚氨基二丙酸二钠中的一种或者两种以上。
进一步，所述除锈成分为3%的亚硝酸钠与1%的N-月桂基-β亚氨基二丙酸二钠混合添加。
进一步，以所述清洗剂整体质量为基准，选用的氢氧化钠含量8%~10%，选用的阴离子表面活性剂8390含量3%~5%，选用的非离子表面活性剂LFG61含量为3%~5%，TX-10含量2%-4%，选用的高效增溶剂Tomamine Amphoteric 400含量2%~4%，选用的螯合剂α-葡庚糖酸钠含量为0.5%-1%，选用的去污增效剂二丙二醇丁醚含量3%~5%，选用的防锈添加剂亚硝酸钠含量2%~4%，N-月桂基-β亚氨基二丙酸二钠含量1%~3%，余量为水。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：本发明中的清洗剂整体为一个强碱性溶剂，而使得清洗剂去除油污能力更强；本发明中选用的阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、低泡高效两性增溶剂均为耐碱性的表面活性剂，能够在碱性环境下发挥各自的功能，其中的阴离子表面活性剂利用其极性能够很好的去除污垢中的颗粒物质，而非离子表面活性剂能够更好的去除油污；而高效增溶剂和去污增效剂的加入可保证清洗剂的稳定性，使得溶液清亮、不混沌，并且能够减少阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂的用量，从而节约成本；本发明中的除锈成分作用在金属转向架表面，从而防止清洁后的转向架生锈；本发明各个成分作用明确，并且相互增强了清洗剂的去污和防锈功效，并且在清洗转向架的作业现场取得了很好的使用效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
根据转向架表面污垢的成分，主要有矿物油（包括润滑脂）、金属粉尘、粘土以及昆虫等小动物的尸体，而碱性溶剂去除油脂类污垢的效果最好，因此奠定了本发明中的清洗剂必须为强碱性溶剂，并且可以确定本发明一种去污防锈二合一清洗剂需要包括去污成分和防锈成分，在强碱性条件下，去污成分经选择由强碱性助剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、增溶剂、螯合剂以及去污增效剂组成。
首先，选用氢氧化钠或者氢氧化钾作为强碱性助剂进行清洗效果的梯度实验，分
别以浓度1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%的浓度梯度进行清洗
效果测试，具体实验方法，就是将不同浓度的强碱性溶剂，通过喷枪喷射在油污样板上，观
察油污清洗效果，结果如下：
| 试剂 | 浓度 | 清洗效果 | 试剂 | 浓度 | 清洗效果 |
| 氢氧化钠溶液 | 1% | 无明显变化 | 氢氧化钾溶液 | 1% | 无明显变化 |
| 氢氧化钠溶液 | 2% | 无明显变化 | 氢氧化钾溶液 | 2% | 无明显变化 |
| 氢氧化钠溶液 | 3% | 无明显变化 | 氢氧化钾溶液 | 3% | 无明显变化 |
| 氢氧化钠溶液 | 4% | 极少量油污变化 | 氢氧化钾溶液 | 4% | 无明显变化 |
| 氢氧化钠溶液 | 5% | 少量油污去除 | 氢氧化钾溶液 | 5% | 极少量油污去除 |
| 氢氧化钠溶液 | 6% | 中量油污去除 | 氢氧化钾溶液 | 6% | 少量油污去除 |
| 氢氧化钠溶液 | 7% | 大量油污去除 | 氢氧化钾溶液 | 7% | 中量油污去除 |
| 氢氧化钠溶液 | 8% | 大量油污去除干净 | 氢氧化钾溶液 | 8% | 大量油污去除 |
| 氢氧化钠溶液 | 9% | 大量油污去除干净 | 氢氧化钾溶液 | 9% | 大量油污去除干净 |
| 氢氧化钠溶液 | 10% | 油污去除干净 | 氢氧化钾溶液 | 10% | 大量油污去除干净 |
| 氢氧化钠溶液 | 11% | 油污去除干净 | 氢氧化钾溶液 | 11% | 油污去除干净 |
| 氢氧化钠溶液 | 12% | 油污去除干净 | 氢氧化钾溶液 | 12% | 油污去除干净 |
| 氢氧化钠溶液 | 13% | 油污去除干净 | 氢氧化钾溶液 | 13% | 油污去除干净 |
| 氢氧化钠溶液 | 14% | 油污去除干净 | 氢氧化钾溶液 | 14% | 油污去除干净 |
| 氢氧化钠溶液 | 15% | 油污去除干净 | 氢氧化钾溶液 | 15% | 油污去除干净 |
由上述表格可看出强碱性助剂低于清洗剂总质量的8%时，现场清洗速度较慢，高于10%对于清洗速度和清洁效果没有太大的影响，从而确定了强碱性助剂的质量范围为8%~10%，并且优选氢氧化钠作为碱性助剂。
进而，按同样的梯度实验方法进行表面活性剂的选择，根据表面活性剂的性质，阴
离子表面活性剂和非离子表面活性剂均能够很好的适用于强碱性环境，因此在氢氧化钠作
为碱性助剂的基础上进行多种表面活性剂的对比实验，其中氢氧化钠浓度为10%，选用的试
剂为烷基二苯醚二磺酸盐8390，脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐AEC-9Na，烷基苯磺酸钠LAS，对照
实验结果如下：
| 试剂（浓度10%的氢氧化钠为溶剂） | 表活浓度 | 溶液状态 | 清洁效果 |
| 表面活性剂8390强碱性溶液 | 1% | 澄清 | 油污大量去除 |
| 表面活性剂8390强碱性溶液 | 2% | 澄清 | 油污大量去除 |
| 表面活性剂8390强碱性溶液 | 3% | 澄清 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂8390强碱性溶液 | 4% | 澄清 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂8390强碱性溶液 | 5% | 澄清 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂8390强碱性溶液 | 6% | 澄清 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂8390强碱性溶液 | 7% | 澄清 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂8390强碱性溶液 | 8% | 澄清 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂8390强碱性溶液 | 9% | 澄清 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂8390强碱性溶液 | 10% | 澄清 | 油污去除干净 |
| 试剂（浓度10%的氢氧化钠为溶剂） | 表活浓度 | 溶液状态 | 清洁效果 |
| 表面活性剂AEC-9Na强碱性溶液 | 1% | 澄清 | 油污大量去除 |
| 表面活性剂AEC-9Na强碱性溶液 | 2% | 澄清 | 油污大量去除 |
| 表面活性剂AEC-9Na强碱性溶液 | 3% | 澄清 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂AEC-9Na强碱性溶液 | 4% | 澄清 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂AEC-9Na强碱性溶液 | 5% | 出现浑浊 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂AEC-9Na强碱性溶液 | 6% | 出现浑浊 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂AEC-9Na强碱性溶液 | 7% | 出现浑浊 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂AEC-9Na强碱性溶液 | 8% | 出现浑浊 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂AEC-9Na强碱性溶液 | 9% | 出现浑浊 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂AEC-9Na强碱性溶液 | 10% | 出现浑浊 | 油污去除干净 |
| 试剂（浓度10%的氢氧化钠为溶剂） | 表活浓度 | 溶液状态 | 清洁效果 |
| 表面活性剂LAS强碱性溶液 | 1% | 澄清 | 油污大量去除 |
| 表面活性剂LAS强碱性溶液 | 2% | 澄清 | 油污大量去除 |
| 表面活性剂LAS强碱性溶液 | 3% | 出现浑浊 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂LAS强碱性溶液 | 4% | 出现浑浊 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂LAS强碱性溶液 | 5% | 出现浑浊 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂LAS强碱性溶液 | 6% | 出现浑浊 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂LAS强碱性溶液 | 7% | 出现浑浊 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂LAS强碱性溶液 | 8% | 出现浑浊 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂LAS强碱性溶液 | 9% | 出现浑浊 | 油污去除干净 |
| 表面活性剂LAS强碱性溶液 | 10% | 出现浑浊 | 油污去除干净 |
根据上述表格，发现多种阴离子表面活性剂在其质量占比低于3%时，其作用对于清洗干净效果不佳，而质量占比高于5%使得产品配方成本较高，因此确定阴离子表面活性剂在清洗剂中质量占比为3%~5%，并且发现烷基二苯醚二磺酸盐类的阴离子表面活性剂8390的溶解状态最好，因此优选出阴离子表面活性剂8390作为本清洗剂中的成分。
进一步，按照同样的方法进行非离子表面活性剂的对比实验，选用非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚TX-10，烷基葡萄糖苷0810，烷基葡萄糖苷和醇乙氧基化物的混合物LFG61进行对比试验，因测试方法与阴离子表面活性剂的对比实验相同，在此不过多的罗列测试结果的表格，根据其结果得到结论，发现多种非离子表面活性剂在其质量占比低于3%时，清洗剂对油污的去除效果一般，质量占比在8%时对油污能够清洗干净，因此非离子表面活性剂在清洗剂中质量占比为3%-8%，并且发现非离子表面活性剂LFG61，作为烷基葡萄糖苷和醇乙氧基化物的混合物的清洁效果最好，因此优选出非离子表面活性剂烷基葡萄糖苷和醇乙氧基化物的混合物LFG61作为清洗剂的成分。
根据上述结果进一步进行复配非离子表活的测试，复配非离子表格测试的实验方
法是将浓度10%的氢氧化钠以及浓度3%非离子表面活性剂 LFG61的复合溶液作为溶剂，然
后调整非离子表面活性剂TX-10的浓度进行测试，测试结果如下：
| 试剂（10%氢氧化钠+3% LFG61为溶剂） | 表活浓度 | 溶液状态 | 清洁效果 |
| 表面活性剂TX-10的复配溶液 | 0.5% | 澄清 | 油污去除效果不佳 |
| 表面活性剂TX-10的复配溶液 | 1% | 澄清 | 油污去除效果变好 |
| 表面活性剂TX-10的复配溶液 | 1.5% | 澄清 | 油污去除效果良好 |
| 表面活性剂TX-10的复配溶液 | 2% | 澄清 | 油污去除非常干净 |
| 表面活性剂TX-10的复配溶液 | 2.5% | 澄清 | 油污去除非常干净 |
| 表面活性剂TX-10的复配溶液 | 3% | 澄清 | 油污去除非常干净 |
| 表面活性剂TX-10的复配溶液 | 3.5% | 澄清 | 油污去除非常干净 |
| 表面活性剂TX-10的复配溶液 | 4% | 澄清 | 油污去除非常干净 |
由上表发现，其中发现非离子表面活性剂TX-10在其含量为2%时可增强对污垢的去除，因此优选用非离子表面活性剂LFG61和TX-10复配使用作共同为清洗剂的成分。
接着，对于增溶剂进行选择，选用增溶剂为亚氨基二丙酸钠盐TomamineAmphoteric 400，磷酸聚醚脂钾盐H66进行对比实验，具体的是将增溶剂TomamineAmphoteric 400以及增溶剂H66分别设定浓度梯度放置在浓度为10%氢氧化钠和浓度为3%LFG61的复合溶剂中进行对照实验，结果发现亚氨基二丙酸钠盐Tomamine Amphoteric 400的增溶效果较好，添加2%就能使得在产品高低温存放时很稳定，并且能对油污有很好的增溶效果；而添加到4%时，增容效果就保持稳定了，因此选择增溶剂Tomamine Amphoteric400作为清洗剂的成分。
同样的，对于螯合剂进行选择，选用羟基乙叉二膦酸四钠，α-葡庚糖酸钠，葡萄糖酸钠进行对比实验，具体的是将羟基乙叉二膦酸四钠，α-葡庚糖酸钠，葡萄糖酸钠分别设置浓度梯度，然后分别添加在10%氢氧化钠和浓度为3% LFG61的复合溶剂中进行对照实验，从而确定螯合剂清洁效果好的浓度范围为0.5%-1%，并且优选的α-葡庚糖酸钠。
同样的，针对去污增效剂进行选择，选用乙二醇乙醚，乙二醇丁醚，异己二醇，二丙二醇丁醚进行对比实验，确定清洁效果好的浓度范围3%-5%，并且优选的二丙二醇丁醚添加5%。
最后，通过防锈效果的对比实验，防锈剂的选择是从无水偏硅酸钠、亚硝酸钠、三
乙醇胺、N-月桂基-β亚氨基二丙酸二钠中的一种或者多种进行选择，实验方法为1.先将标
准腐蚀试片Z30在无水乙醇中浸泡3分钟；2.再用脱脂棉将Z30表面的油污清洗干净，放入去
离子水中浸泡3分钟；3.然后不再做任何处理的试片直接放在室内环境中，作为空白对照；
其他的腐蚀试片分别先在不同的防锈成分中浸泡30秒后，在放在室内环境中；4.每天定期
观察试片表面的变化，看是否有锈蚀生成。实验结果为：空白对照的，不作任何处理的腐蚀
试片大概在2h左右就会明显的生锈。在不同的防锈成分溶液中处理过后的，其防锈效果如
下表所示：
| 防锈成分 | 浓度 | 开始生锈时间 |
| 无水偏硅酸钠 | 1% | 2天 |
| 无水偏硅酸钠 | 2% | 3天 |
| 无水偏硅酸钠 | 3% | 5天 |
| 无水偏硅酸钠 | 4% | 5天 |
| 无水偏硅酸钠 | 5% | 5天 |
| 防锈成分 | 浓度 | 开始生锈时间 |
| 亚硝酸钠 | 1% | 6天 |
| 亚硝酸钠 | 2% | 9天 |
| 亚硝酸钠 | 3% | 10天 |
| 亚硝酸钠 | 4% | 10天 |
| 亚硝酸钠 | 5% | 10天 |
| 防锈成分 | 浓度 | 开始生锈时间 |
| 三乙醇胺 | 1% | 2天 |
| 三乙醇胺 | 2% | 4天 |
| 三乙醇胺 | 3% | 5天 |
| 三乙醇胺 | 4% | 5天 |
| 防锈成分 | 浓度 | 开始生锈时间 |
| N-月桂基-β亚氨基二丙酸二钠 | 0.2% | 3天 |
| N-月桂基-β亚氨基二丙酸二钠 | 0.5% | 4天 |
| N-月桂基-β亚氨基二丙酸二钠 | 1% | 7天 |
| N-月桂基-β亚氨基二丙酸二钠 | 2% | 7天 |
根据上述表格防锈成分为3%-6%，另外优选的亚硝酸钠3%和N-月桂基-β亚氨基二丙酸二钠1%进行复配，能使得Z30腐蚀试片在日常环境下20天以上不生锈。
根据上述的实验结果，最终确定的清洗剂配方，其中氢氧化钠含量8%~10%，阴离子表面活性剂8390含量3%~5%，非离子表面活性剂LFG61含量为3%~5%，TX-10含量2%-4%，高效增溶剂Tomamine Amphoteric 400含量2%~4%，螯合剂α-葡庚糖酸钠含量为0.5%-1%，去污增效剂二丙二醇丁醚含量3%~5%，防锈添加剂亚硝酸钠含量2%~4%，N-月桂基-β亚氨基二丙酸二钠含量1%~3%，余量为纯净水。
实施例一
根据最终确定的清洗剂配方进行清洗剂的制作，先在反应锅内加入36kg纯净水，再加入螯合剂1kgα-葡庚糖酸钠，搅拌5分钟；依次加入阴离子表面活性剂5kg8390，非离子表面活性剂5kgLFG61和2kgTX-10，高效增溶剂4kgTomamine Amphoteric 400、去污增效剂二丙二醇丁醚5kg、N-月桂基-β亚氨基二丙酸二钠3kg，搅拌10分钟；再用25kg纯净水先把氢氧化钠10kg、亚硝酸钠4kg溶解完全再加入到反应锅内，搅拌20分钟，即可放料罐装形成一种去污防锈二合一清洗剂。
现场清洗是去污防锈二合一清洗剂装在一个压力容器内，用3KG.f/cm2的压力喷出，清洗转向架的表面污垢，清洗之处的污垢能够很快的脱落，目测洗净率可达98%以上。
实施例二
根据最终确定的清洗剂配方进行清洗剂的制作，先在反应锅内加入38.5kg纯净水，再加入螯合剂0.5kgα-葡庚糖酸钠，搅拌5分钟；依次加入阴离子表面活性剂3kg8390，非离子表面活性剂3kgLFG61和4kgTX-10，高效增溶剂2kgTomamine Amphoteric 400、去污增效剂二丙二醇丁醚3kg、N-月桂基-β亚氨基二丙酸二钠1kg，搅拌10分钟；再用35kg纯净水先把氢氧化钠8kg、亚硝酸钠2kg溶解完全再加入到反应锅内，搅拌20分钟，即可放料罐装形成一种去污防锈二合一清洗剂。
现场清洗是去污防锈二合一清洗剂装在一个压力容器内，用3KG.f/cm2的压力喷出，清洗转向架的表面污垢，清洗之处的污垢能够很快的脱落，目测洗净率可达98%以上。
实施例三
根据最终确定的清洗剂配方进行清洗剂的制作，先在反应锅内加入37.25kg纯净水，再加入螯合剂0.75kgα-葡庚糖酸钠，搅拌5分钟；依次加入阴离子表面活性剂4kg8390，非离子表面活性剂4kgLFG61和3kgTX-10，高效增溶剂3kgTomamine Amphoteric 400、去污增效剂二丙二醇丁醚4kg、N-月桂基-β亚氨基二丙酸二钠2kg，搅拌10分钟；再用30kg纯净水先把氢氧化钠9kg、亚硝酸钠3kg溶解完全再加入到反应锅内，搅拌20分钟，即可放料罐装形成一种去污防锈二合一清洗剂。
现场清洗是去污防锈二合一清洗剂装在一个压力容器内，用3KG.f/cm2的压力喷出，清洗转向架的表面污垢，清洗之处的污垢能够很快的脱落，目测洗净率可达98%以上
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出更动或修饰等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (1)
1.一种去污防锈二合一清洗剂，其特征在于，包括去污成分和防锈成分，并且他们的载体溶剂为水，所述去污成分包括强碱性助剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、增溶剂、螯合剂以及去污增效剂；以所述清洗剂整体质量为基准，所述的强碱性助剂含量8%~10%，所述的阴离子表面活性剂含量3%~5%，所述的非离子表面活性剂含量为3%~8%，所述的增溶剂2%~4%，所述的螯合剂含量为0.5%~1%，所述的去污增效剂含量3%~5%，所述除锈成分含量为3%~6%，所述除锈成分为3%的亚硝酸钠与1%的N-月桂基-β亚氨基二丙酸二钠混合添加，余量为水；其中；所述强碱性助剂为氢氧化钠或者氢氧化钾中的任意一种；所述阴离子表面活性剂为烷基二苯醚二磺酸盐8390，脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐AEC-9Na，烷基苯磺酸钠LAS中的任意一种；所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚TX-10，烷基葡萄糖苷0810，烷基葡萄糖苷和醇乙氧基化物的混合物LFG61中的任意一种或者几种复配使用；所述增溶剂为亚氨基二丙酸钠盐TomamineAmphoteric400，磷酸聚醚脂钾盐H66中的任意一种；所述螯合剂为羟基乙叉二膦酸四钠，α-葡庚糖酸钠，葡萄糖酸钠中的任意一种；所述去污增效剂为乙二醇乙醚，乙二醇丁醚，异己二醇，二丙二醇丁醚中的任意一种。
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