CN109385175B - 重防腐涂料用油漆套装 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种重防腐涂料用油漆套装,其包括:底涂漆,包含3重量份至7重量份的硅烷改性的环氧树脂、1重量份至5重量份的胺类固化剂、75重量份至85重量份的锌粉以及10重量份至15重量份的第一溶剂;以及中涂漆,包含5重量份至10重量份的脂肪酸改性的环氧树脂、10重量份至15重量份的双酚A型环氧树脂、7重量份至13重量份的酰胺类固化剂、35重量份至55重量份的第一颜料以及5重量份至15重量份的第二溶剂。该油漆套装可以形成具有优异物理性质如耐锈蚀性、耐盐水性和耐候性的涂膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种重防腐涂料用油漆套装。
背景技术
通常,表述“重防腐涂料”是指防止钢结构(例如,桥梁、船舶、集装箱等)腐蚀的涂料,即使在严重的腐蚀性环境中也能长时间防止其发生腐蚀。
在重防腐涂料中通常使用环氧类富锌底涂漆、环氧类中涂漆以及聚氨酯类面涂漆。环氧类富锌底涂漆用于保护基材并防止腐蚀,环氧类中涂漆用于改善底涂层和面涂层之间的附着性,聚氨酯类面涂漆用于改善最终涂膜的耐候性。
重防腐涂料需要在涂膜厚度有限的条件下表现出优异的物理性质(例如,耐锈蚀性、耐候性等),但其存在的局限性在于,目前其尚未表现出令人满意的物理性质。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)韩国专利No.10-1466049
发明内容
技术问题
本发明的一个方面为提供一种重防腐涂料用油漆套装,其可以形成具有优异物理性质(如耐锈蚀性、耐盐水性、附着性以及耐候性)的涂膜。
技术方案
根据本发明的一个方面,提供了一种重防腐涂料用油漆套装,包括:底涂漆,包含3重量份至7重量份的硅烷改性的环氧树脂、1重量份至5重量份的胺类固化剂、75重量份至85重量份的锌粉以及10重量份至15重量份的第一溶剂;以及中涂漆,包含5重量份至10重量份的脂肪酸改性的环氧树脂、10重量份至15重量份的双酚A型环氧树脂、7重量份至13重量份的酰胺类固化剂、35重量份至55重量份的第一颜料以及5重量份至15重量份的第二溶剂。
有益效果
在使用本发明的油漆套装进行涂膜厚度有限(例如,底涂层厚度:60μm/中涂层厚度:210μm/面涂层厚度:50μm)的重防腐涂布的情况下,可以形成具有优异物理性质(如耐锈蚀性、耐盐水性、附着性以及耐候性)的涂膜。
具体实施方式
在下文中,将更详细地描述本发明。
根据本发明的重防腐涂料用油漆套装包括底涂漆和中涂漆。此外,本发明的重防腐涂料用油漆套装还可以包括面涂漆以提高涂膜的耐候性。下面将详细描述本发明的重防腐涂料用油漆套装。
底涂漆
本发明的重防腐涂料用油漆套装所包含的底涂漆是一种底涂漆组合物,其包含硅烷改性的环氧树脂、胺类固化剂、锌粉以及第一溶剂。
包含在本发明的底涂漆中的硅烷改性的环氧树脂起到了使涂膜具有耐热性和附着性的作用。硅烷改性的环氧树脂的环氧当量可以为240g/eq至270g/eq。在硅烷改性的环氧树脂的环氧当量超出上述范围的情况下,由于硅烷改性的环氧树脂的粘度高,因此底涂漆的分散性、无气涂料施工性以及交联性可能会劣化。此外,硅烷改性的环氧树脂在25℃下的粘度可以为2,000cPs至5,000cPs,并且固体含量为89重量%至91重量%。
基于100重量份的底涂漆,硅烷改性的环氧树脂的量可以在3重量份至7重量份的范围内。在硅烷改性的环氧树脂的量在上述范围之外的情况下,涂膜的耐热性和附着性可能会降低,或者底涂漆的涂料施工性可能会劣化。
包含在本发明的底涂漆中的胺类固化剂起到引发硅烷改性的环氧树脂的固化反应的作用。具体而言,胺类固化剂可以为这样一种混合物,其中Mannich反应产物(例如,苯酚与间二甲苯二胺和三亚乙基四胺的反应产物)和环氧-胺反应产物(例如,EDA-YD-128加合物)以50:50至70:30的重量比(特别是70:30的重量比)混合。此外,胺类固化剂的活性氢当量可以为8g/eq至12g/eq,固体含量为64重量%至68重量%,并且25℃下的加德纳粘度为Z3至Z5+。
基于100重量份的底涂漆,胺类固化剂的量可以在1重量份至5重量份的范围内。在胺类固化剂的量在上述范围之外的情况下,涂膜的固化反应性可能会降低,或者底涂漆的涂料施工性可能会劣化。
包含在本发明的底涂漆中的锌粉通过阴极保护基底起到使涂膜具有耐锈蚀性的作用。锌粉的总锌含量可以为99重量%以上,金属锌含量为96重量%以上,并且平均粒径(D50)为5.5μm至7.0μm。
基于100重量份的底涂漆,锌粉的量可以在75重量份至85重量份的范围内。在锌粉的量在上述范围之外的情况下,涂膜的耐腐蚀性和附着性以及底涂漆的涂料可加工性可能会劣化。
包含在本发明的底涂漆中的第一溶剂起到控制底涂漆的分散性和粘度的作用。第一溶剂可以包括:甲苯、二甲苯、Kocosol(溶剂石脑油)、甲醇、乙醇、异丙醇、1-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、2-甲基-1-丙醇、1-戊醇、1-己醇、1-庚醇、4-庚醇、1-辛醇、1-壬醇、1-癸醇、1-十二烷醇、甲氧基丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、丁基纤维素醋酸盐(butyl cellosolve acetate)、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、甲基卡必醇、甲基异丁基酮或它们的混合物。
基于100重量份的底涂漆,第一溶剂的量可以在10重量份至15重量份的范围内。在第一溶剂的量在上述范围之外的情况下,底涂漆的涂料施工性可能会劣化,或者涂膜的形成可能需要较长时间。
本发明的底涂漆还可以包含第一分散剂和第一固化促进剂,以提高分散性和固化反应性。
作为第一分散剂,可以使用常规已知的分散剂,并且基于100重量份的底涂漆,第一分散剂的量可以在0.1重量份至1重量份的范围内。
作为第一固化促进剂,可以使用常规已知的固化促进剂,并且基于100重量份的底涂漆,第一固化促进剂的量可以在0.1重量份至0.5重量份的范围内。
此外,本发明的底涂漆还可以包含通常用于底涂漆组合物领域的第一添加剂(例如消泡剂或流平剂)。
中涂漆
本发明的重防腐涂料用油漆套装所包含的中涂漆是一种中涂漆组合物,其包含脂肪酸改性的环氧树脂、双酚A型环氧树脂、酰胺类固化剂、第一颜料和第二溶剂。
包含在本发明的中涂漆中的脂肪酸改性的环氧树脂起到了提高涂膜的耐热性和附着性的作用。脂肪酸改性的环氧树脂具有两个或多个环氧基团,其中所述脂肪酸改性的环氧树脂的环氧当量为260g/eq至285g/eq,在25℃下的粘度为2,000cPs至4,000cPs,并且固体含量为89重量%至91重量%。
基于100重量份的中涂漆,脂肪酸改性的环氧树脂的量可以在5重量份至10重量份的范围内。在脂肪酸改性的环氧树脂的量在上述范围之外的情况下,涂膜的附着性和底涂层的耐锈蚀性可能会降低。
包含在本发明的中涂漆中的双酚A型环氧树脂起到了使涂膜具有耐热性和附着性的作用。双酚A型环氧树脂具有两个或更多个环氧基团,其中所述双酚A型环氧树脂的环氧当量可以为450g/eq至500g/eq,在25℃下的加德纳粘度为Z2至Z6,并且固体含量为74重量%至76重量%。
基于100重量份的中涂漆,双酚A型环氧树脂的量可以在10重量份至15重量份的范围内。在双酚A型环氧树脂的量在上述范围之外的情况下,涂膜的附着性可能会降低,或者中涂漆的涂料施工性可能会劣化。
包含在本发明的中涂漆中的酰胺类固化剂起到了引发脂肪酸改性的环氧树脂与双酚A型环氧树脂的固化反应的作用。酰胺类固化剂可以是聚酰胺加合物固化剂,其通过聚酰胺树脂与具有羟基和环氧基的丙烯酸环氧树脂的加成反应以及与胺化合物进行的胺交换反应而获得,其中该聚酰胺树脂通过使氢化二聚酸、二聚酸或一元酸与多元胺反应而制备。在此,聚酰胺加合物固化剂的胺值可以为130mg KOH/g至1,900mg KOH/g,活性氢当量为60g/eq至5,900g/eq,25℃下的粘度为500cPs至12,000cPs,并且固体含量为50重量%至90重量%。
酰胺类固化剂可以防止涂膜的氧化和变黄,并且由于由活性氢控制引起的低当量重量和高交联密度,因此可以具有提高涂膜的耐锈蚀性的效果。
基于100重量份的中涂漆,酰胺类固化剂的量可以在7重量份至13重量份的范围内。在酰胺类固化剂的量在上述范围之外的情况下,涂膜的固化反应性可能会降低,或者中涂漆的涂料施工性可能会劣化。
包含在本发明的中涂漆中的第一颜料起到赋予涂膜以颜色或提高机械强度的作用。第一颜料可包括炭黑、钛白、氧化锌、滑石、云母、碳酸钙、硫酸钡或它们的混合物。
基于100重量份的中涂漆,第一颜料的量可以在35重量份至55重量份的范围内。在第一颜料的量在上述范围之外的情况下,可能难以赋予涂膜所需的颜色,或者涂膜的强度和中涂漆的涂料施工性可能会降低。
包含在本发明的中涂漆中的第二溶剂起到控制中涂漆的分散性和粘度的作用。第二溶剂可包括甲苯、二甲苯、Kocosol(溶剂石脑油)、甲基正戊基酮、苯甲醇或它们的混合物。
基于100重量份的中涂漆,第二溶剂的量可以在5重量份至15重量份的范围内。在第二溶剂的量在上述范围之外的情况下,中涂漆的涂料施工性可能会劣化,或者涂膜的形成可能需要较长时间。
本发明的中涂漆还可以包含第二分散剂和第二固化促进剂,以提高分散性和固化反应性。
作为第二分散剂,可以使用常规已知的分散剂,并且基于100重量份的中涂漆,第二分散剂的量可以在0.3重量份至0.7重量份的范围内。
作为第二固化促进剂,可以使用常规已知的固化促进剂,并且基于100重量份的中涂漆,第二固化促进剂的量可以在1重量份至2重量份的范围内。
此外,本发明的中涂漆还可以包含通常用于中涂漆组合物领域的第二添加剂(例如消泡剂或流平剂)。
面涂漆
进一步包含在本发明的重防腐涂料用油漆套装中的面涂漆是一种面涂漆组合物,其包含第一丙烯酸多元醇树脂、第二丙烯酸多元醇树脂、异氰酸酯类固化剂、第二颜料、光稳定剂和第三溶剂。
包含在本发明的面涂漆中的第一丙烯酸多元醇树脂是叔胺类丙烯酸多元醇树脂,其中第一丙烯酸多元醇树脂的羟值可以为80mg KOH/g至120mg KOH/g,25℃下的加德纳粘度为V至X,固体含量为62重量%至64重量%。
基于100重量份的面涂漆,第一丙烯酸多元醇树脂的量可以在5重量份至10重量份的范围内。在第一丙烯酸多元醇树脂的量在上述范围之外的情况下,涂膜的附着性和耐候性可能会降低。
包含在本发明的面涂漆中的第二丙烯酸多元醇树脂是长链丙烯酸多元醇树脂,其中第二丙烯酸多元醇树脂的羟值可以为100mg KOH/g至140mg KOH/g,25℃下的加德纳粘度为Z1至Z3,固体含量为58重量%至62重量%。
基于100重量份的面涂漆,第二丙烯酸多元醇树脂的量可以在25重量份至35重量份的范围内。在第二丙烯酸多元醇树脂的量在上述范围之外的情况下,涂膜的附着性和耐候性可能会降低。
包含在本发明的面涂漆中的异氰酸酯类固化剂引发第一丙烯酸多元醇树脂和第二丙烯酸多元醇树脂的固化反应,其中异氰酸酯类固化剂具体可以为缩二脲型六亚甲基二异氰酸酯加合物型多异氰酸酯树脂。异氰酸酯类固化剂的NCO含量可以为22.5重量份以上,25℃下的粘度为1,500mPa·s以上。
基于100重量份的面涂漆,异氰酸酯类固化剂的量可以在5重量份至15重量份的范围内。在异氰酸酯类固化剂的量在上述范围之外的情况下,涂膜的固化反应性可能会降低,或者面涂漆的涂料施工性可能会劣化。
包含在本发明的面涂漆中的第二颜料起到赋予涂膜以颜色或增加机械强度的作用。第二颜料可包括炭黑、钛白、氧化锌、滑石、云母、碳酸钙、硫酸钡或它们的混合物。
基于100重量份的面涂漆,第二颜料的量可以在30重量份至45重量份的范围内。在第二颜料的量在上述范围之外的情况下,可能难以赋予涂膜所需的颜色,或者涂膜的强度和面涂漆的涂料施工性可能会降低。
包含在本发明的面涂漆中的光稳定剂起到增加涂膜光稳定性的作用。光稳定剂可以是受阻胺类化合物。
基于100重量份的面涂漆,光稳定剂的量可以在1重量份至2重量份的范围内。在光稳定剂的量在上述范围之外的情况下,涂膜的物理性质可能会劣化,或者面涂漆的经济效益可能会降低。
包含在本发明的面涂漆中的第三溶剂起到控制面涂漆的分散性和粘度的作用。第三溶剂可包括甲苯、二甲苯、Kocosol(溶剂石脑油)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)或它们的混合物。
基于100重量份的面涂漆,第三溶剂的量可以在5重量份至10重量份的范围内。在第三溶剂的量在上述范围之外的情况下,面涂漆的涂料施工性可能会劣化,或者涂膜的形成可能需要较长时间。
本发明的面涂漆可进一步包含第三分散剂以增加分散性。可以使用常规已知的分散剂作为第三分散剂,并且基于100重量份的面涂漆,第三分散剂的量可以在0.3重量份至0.7重量份的范围内。
此外,本发明的面涂漆还可以包含通常用于面涂漆组合物领域的第三添加剂(例如消泡剂或流平剂)。
由于本发明的重防腐涂料油漆套装包括底涂漆和中涂漆,其中所述底涂漆优化了锌粉的量,同时还包含硅烷改性的环氧树脂,并且所述中涂漆包含脂肪酸改性的环氧树脂和双酚A型环氧树脂,因此当通过使用本发明的重防腐涂料油漆套装形成底涂层和中涂层时,可形成具有更好的耐锈蚀性和附着性的涂膜(底涂层和中涂层相结合的涂膜)。因此,由于通过在具有优异耐锈蚀性的涂膜上涂覆面涂漆而形成面涂层,因此,本发明可以确保最终涂膜(底涂层、中涂层和面涂层相结合的涂膜)具有优异的耐候性以及优异的耐锈蚀性、耐盐水性和附着性。
在本发明中,可以通过以下涂覆方法来涂覆上述重防腐涂料用油漆套装以形成最终涂膜。
首先,通过在基材上涂覆上述底涂漆,从而形成膜厚度为60μm以上(具体为60μm至90μm)的底涂层。所述基材可以为钢结构(例如,桥梁、船舶、集装箱和风力塔)。
然后,通过在底涂层上涂覆上述中涂漆,以形成膜厚度为210μm以上(具体为210μm至600μm)的中涂层。
此后,通过在中涂层上涂覆上述面涂漆以形成膜厚度为50μm以上(具体为50μm至150μm)的面涂层的方法,从而获得最终涂膜。
可以使用常规已知的方法作为涂覆底涂漆、中涂漆和面涂漆的方法。
在下文中,将根据具体实施例详细描述本发明。然而,以下实施例仅用于举例说明本发明,并且本发明的范围不限于此。
[实施例1]
1)底涂漆
将6重量份的硅烷改性的环氧树脂(Kukdo Chemical Co.,Ltd.,KSR176X90)、7重量份的第一溶剂(二甲苯+Kocosol+异丙醇)、78.9重量份的锌粉以及0.1重量份的分散剂(BYK,DISPERBYK-110)添加到容器中,并使用高速溶解器进行分散,直至颜料粒径(根据ASTM D1210测量)达到50μm。分散完成后,进一步加入2重量份的第一溶剂(甲氧基丙醇)以制备底涂漆主材料部分。
接着,添加2重量份的固化剂(KCC Corporation,Mannich反应产物和环氧-胺反应产物的混合物)、3.7重量份的第一溶剂(异丙醇+Kocosol+二甲苯)以及0.3重量份的固化促进剂(Huntsman Corporation,ACCELERATOR 2950CH)以制备底涂漆固化剂部分。
此后,将底涂漆-主材料部分和底涂漆-固化剂部分混合并在涂覆过程中使用。
2)中涂漆
将10重量份的脂肪酸改性的环氧树脂(DOW Chemical Company,XZ97108)、15重量份的双酚A型环氧树脂(KCC Corporation)、2重量份的防流挂剂(Bentone)、0.5重量份的分散剂(大豆油)以及3重量份的第二溶剂(二甲苯+Kocosol+甲基正戊基酮)添加到容器中并搅拌。然后,将43.5重量份的体质颜料(ILSHIN INDUSTRIAL CO.,LTD,KSA-400)(滑石)和7重量份的白色颜料(钛白)缓慢添加到容器中并搅拌。之后,使用砂磨机将经过搅拌的溶液分散至颜料粒径(根据ASTM D1210测量)达到60μm以下,然后添加4重量份的第二溶剂(二甲苯)以制备中涂漆主材料部分。
将1.5重量份的固化促进剂(Air Products and Chemicals,Inc.,DMP-30)以及2.5重量份的第二溶剂(苯甲醇+二甲苯)添加到11重量份的环氧加合物型酰胺类固化剂(KCC Corporation)中,以制备中涂漆固化剂部分。
此后,将中涂漆-主材料部分和中涂漆-固化剂部分混合并在涂覆过程中使用。
3)面涂漆
将5重量份的第三溶剂(Kocosol)和0.5重量份的防流挂剂(Bentone)添加到容器中并搅拌,以制备Bentone糊剂。将8重量份的第一丙烯酸多元醇树脂(KCC Corporation(羟值:100mg KOH/g,加德纳粘度:V-X,固体含量:64%))、4重量份的体质颜料(JAEILINDUSTRIAL CO.,LTD,BC-3000)(碳酸钙)以及33重量份的白色颜料(钛白)缓慢添加到Bentone糊剂中并搅拌。然后,向其中添加0.5重量份的分散剂(CHEONGWOO CFC CO.,LTD,CFC-607AC),使用砂磨机将溶液分散至颜料粒径(根据ASTM D1210测量)达到30μm以下,然后添加4重量份的第三溶剂(二甲苯+DOWANOL PMA)、34重量份的第二丙烯酸多元醇树脂(KCC Corporation(羟值:120mg KOH/g,加德纳粘度:Z1-Z3,固体含量:60%))以及1重量份的光稳定剂(TINUVIN-1130,TINUVIN-292),以制备面涂漆主材料部分。
然后,将1重量份的第三溶剂(乙酸丁酯)添加到9重量份的HDI加合物型多异氰酸酯固化剂(DURANATE 24A-100)中,以制备面涂漆固化剂部分。
此后,将面涂漆-主材料部分和面涂漆-固化剂部分混合并在涂覆过程中使用。
[比较例1至5]
分别以与实施例1相同的方式制备和使用底涂漆、中涂漆和面涂漆,不同之处在于,使用下表1至3的组合物。
[表1]
表2
表3
[实验例1]
通过在-18℃至49℃的环境温度和85%以下的相对湿度的条件下涂覆分别在实施例和比较例中制备的各底涂漆,从而形成膜厚度为60μm的底涂层。然后,通过在-5℃至40℃的环境温度和85%以下的相对湿度的条件下将中涂漆涂覆在底涂层上,形成膜厚度为210μm的中涂层。
随后,在下列条件下使其中形成有底涂层和中涂层的涂膜老化(ISO 20340)。
1个循环:-20℃(24小时)+QUV-A(72小时)+Q-FOG(72小时)
25个循环:4,200小时
此后,通过以下方法评价涂膜的物理性质,其结果如表4所示。
*耐锈蚀性(锈蚀蠕变):根据ISO 20340进行评价。
-测量划线的锈蚀蠕变的平均宽度(mm),并且通过以下等式计算锈蚀蠕变。
-等式:M=(C-W)/2
(M:锈蚀蠕变,C:九个点的测量值的平均值,W:划线的原始宽度(2mm))
[表4]
参见表4,当通过根据本发明的底涂漆和中涂漆形成涂膜时,测得的锈蚀蠕变小于3mm,因此,可以确认耐锈蚀性是优异的。
[实验例2]
通过在-5℃至40℃的环境温度和85%以下的相对湿度的条件下,在实验例1中形成的中涂层上涂覆分别在实施例和比较例中制备的各面涂漆,从而形成膜厚度为50μm的面涂层。
然后,在下列条件下使形成有底涂层、中涂层和面涂层的涂膜老化。
-用QUV-A灯进行紫外线(UV)照射2,000小时。
-冷凝循环:60℃,UV 8小时<->40℃,暗冷凝4小时。
此后,通过以下方法评价面涂层的物理性质,其结果如表5所示。
*色差(△E):根据ASTM D2244进行评价。
-使用彩色计算机测量测试之前和之后的色差
*光泽保持率(%):根据ASTM D523进行评价。
-使用光泽计,当入射角和接收角各自为60°时,通过反射率测量测试之前和之后的光泽度。
[表5]
参照表5,当通过包括根据本发明的面涂漆形成涂膜时,色差低并且光泽保持率高达70%以上,因此,可以确认耐候性是优异的。
Claims (6)
1.一种重防腐涂料用油漆套装,其包括:
底涂漆,包含3重量份至7重量份的硅烷改性的环氧树脂、1重量份至5重量份的胺类固化剂、75重量份至85重量份的锌粉以及10重量份至15重量份的第一溶剂;
中涂漆,包含5重量份至10重量份的脂肪酸改性的环氧树脂、10重量份至15重量份的双酚A型环氧树脂、7重量份至13重量份的酰胺类固化剂、35重量份至55重量份的第一颜料以及5重量份至15重量份的第二溶剂;以及
面涂漆,包含5重量份至10重量份的第一丙烯酸多元醇树脂、25重量份至35重量份的第二丙烯酸多元醇树脂、5重量份至15重量份的异氰酸酯类固化剂、30重量份至45重量份的第二颜料、1重量份至2重量份的光稳定剂和5重量份至10重量份的第三溶剂,
其中所述硅烷改性的环氧树脂的环氧当量为240g/eq至270g/eq,
其中所述脂肪酸改性的环氧树脂的环氧当量为260g/eq至285g/eq,且所述双酚A型环氧树脂的环氧当量为450g/eq至500g/eq。
2.根据权利要求1所述的重防腐涂料用油漆套装,其中所述硅烷改性的环氧树脂25℃下的粘度为2,000cPs至5,000cPs。
3.根据权利要求1所述的重防腐涂料用油漆套装,其中所述脂肪酸改性的环氧树脂25℃下的粘度为2,000cPs至4,000cPs。
4.根据权利要求1所述的重防腐涂料用油漆套装,其中所述双酚A型环氧树脂25℃下的加德纳粘度为Z2至Z6。
5.根据权利要求1所述的重防腐涂料用油漆套装,其中所述第一丙烯酸多元醇树脂的羟值为80mg KOH/g至120mg KOH/g,并且25℃下的加德纳粘度为V至X。
6.根据权利要求1所述的重防腐涂料用油漆套装,其中所述第二丙烯酸多元醇树脂的羟值为100mg KOH/g至140mg KOH/g,并且25℃下的加德纳粘度为Z1至Z3。
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