CN1099778A - 绝热膜 - Google Patents

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CN1099778A
CN1099778A CN 93109733 CN93109733A CN1099778A CN 1099778 A CN1099778 A CN 1099778A CN 93109733 CN93109733 CN 93109733 CN 93109733 A CN93109733 A CN 93109733A CN 1099778 A CN1099778 A CN 1099778A
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kilogram
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adiabatic coating
aforementioned
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J·本尼克
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Abstract

本发明涉及涂层和涂料,特别是绝热涂层和涂 料。根据本发明,一种绝热的涂料组成物含有:(α)一 种干燥时形成坚固的高质量建筑涂料膜的可硬化的 液体涂料基料;(b)二氧化硅颗粒和(c)纤维素颗粒。 其中纤维素颗粒和二氧化硅颗粒的含量可占组合物 重量的60%。

Description

本发明涉及绝热表面涂料。
许多年,涂料工业一直试图开发一种可有效地阻止热量透过涂层表面损失掉或被捕获的绝热涂料。
这一点在下述专利申请中已被证实。西德专利申请3117484中涉及向涂料中加入碳酸氢钠和硬脂酸;日本专利申请4P57102967中加入钛酸钾纤维和玻璃料;日本专利申请4P58167657和4P83164657中加入高岭土,玻璃棉和polo填料;前苏联专利申请1014812中加入珍珠岩和矿物棉;前苏联专利申请286198中加入玻璃棉和氰酸钙和前苏联专利申请481584中加入珍珠岩和硼酸。
这些专利申请都有局限性。涂料生产商,特别是那些试图开发高效绝热涂料的生产商,面临的主要问题是即要添加足够的绝热原材料同时又要维持薄的涂料膜。另外,用于生产中的添加剂是氯漂白粉,它是环境污染控制标准所不能接受的。
涂料膜厚度增加及涂覆物体承载额外重量的涂料将造成成本增加。使用此种涂料涂覆物件时还将产生另外一些困难。
在整个说明书和权利要求书中,“液体”一词应被理解为包括无定形的、凝胶状的、流体的和可倾倒的物质。此外,在整个说明书中星号(*)的出现表示所提及物质的商标或注册商标。
在本技术中,本申请的主题,把高质量建筑涂料看作为是一种涂料,当它干燥后,它的厚度范围从约100微米到约5毫米。
本发明目的是提供一种改进的绝热涂料和生产此涂料的方法。
本发明的另一个目的是提供一种环境污染控制标准可按受的添加剂。
根据本发明一种绝热涂料组合物当它硬化后得到一种坚固的非纹理装饰(untextured finish)的涂层,所述的组合物含:
a)一种干燥时形成坚固的高质量建筑涂料膜的可硬化的液体涂料基料;和
b)一种纤维素颗粒和二氧化硅颗粒的混合物。
根据本发明另一方面,公开了一种含以下组分的绝热涂料组合物:
(a)一种干燥时形成坚固的高质量建筑涂料膜的可硬化的液体涂料基料和
(b)一种纤维素颗粒和二氧化硅颗粒的混合物,其中纤维素颗粒的平均粒径范围从0.01毫米到0.5毫米。
优选的是,使用的二氧化硅是空心颗粒。
纤维素最好为干燥的,然后粉碎直到平均粒径为约0.01毫米至5毫米。
使用一种空心硅质硅硼酸盐微球(hollow silicon borosilicate microsphere)形式的二氧化硅颗粒已获得良好的结果,它是商业产品,以无味白色干粉出售。此微球易被有机流体湿润,但不被水湿润。
其它形式的二氧化硅也可使用,如由A-玻璃制成和从商业上得到的从5微米到5000微米各种尺寸的固体玻璃微球;陶瓷聚合物(ceramic polymeric)和矿物微球。而且,不同形式的“二氧化硅”的组合也可使用。
在整个说明书中纤维素颗粒应包括天然植物材料或来自含纤维素物质的人造物质。
此外,纤维素颗粒可来自由植物材料得到的纤维素纤维材料,这些植物材料可包括从食品工业或建筑工业的废料。
可硬化的液体基料可是涂料或涂料基料,如可硬化的丙稀酸膜涂料,共聚物树脂,醇酸树酯和其它适合的涂料或液体基料。
现在根据实验结果和附图来描述本发明实施例。
绝热涂料实施例1
由涂料基料制成,一绝热涂料样品,此涂料属工业中常见的丙烯酸膜型涂料。向此涂料基料中加入10%(重量)经特殊处理的蔗渣。此种特殊处理包括研磨或颗粒化蔗渣成约0.01毫米至0.5毫米的颗粒。
向物料中再加入5%(重量)的球形空心硅质硅硼酸盐微球。
缓慢搅拌使这些物质混合。
然后用滚轮涂覆该涂料混合料,得到:
(a)一种干燥的涂料膜;和
(b)一片覆盖本涂料的镀锌金属片。
检验
设计出一种膜热障试验来测定在平均温度和通常温度下,在摸拟屋顶实际使用的条件中,通常膜的反面为环境温度和膜的观测面为较高温度的情况下,膜的内部热量损失。
检验设备(见图1)
本设备由1毫米厚的镀锌钢板制成的两个圆筒室1和2组成。
每一室1或2均有二个高60厘米的同心圆筒3和4。内筒3的直径为30厘米,外筒4的直径为40厘米。空间5充填绝热物6,空间两端用60厘米见方,中心有30厘米孔18的镀锌板密封,距一端5厘米的3个热敏探头9沿圆筒周边间隔120°安放,
室1和2垂直叠置。下室2按需要加热,而上室1处于实验室环境温度,顶部敞开。
室1和2的设计及其体积是以下两个相互对立的因素的一种优化权衡的结果:
1.它应大到足以确保有效检测(一个600-1000平方厘米的膜样品是适当的尺寸)且避免安装有准确控制的很小供热源带来的困难;和
2.它应小到足以不需要过多的输入热量,有大量热量的控制和绝热问题,特别是能减小循环空气流以致膜(15)表面两边测量的温度对整个表面是敏感的温度。
包括红外灯11和白织灯12作为热源的一组辐射源设备10安在下室2底部,有50赫兹的电源,电压变化幅度为1伏特,它可由联接此设备的电表读出。
可用额定容量为10安培的WF8(G.R.)Variac*调变电压,60伏特接压0-280V线圈两端,因此得到比Variac量程大4倍的有效电压范围“扩展”。
在设备调试时,电压对温度进行标定(稳定后)并绘制成分度表,所以在地行一系列检测时,重复的结果是可靠的和可预测的。检测重复10次。
间隔120°安置在下室2的顶端和上室1的底端的三个G型探头与遥控电子温度计Zeeatron GPE联接,因此可分别得到室1及室2的三组读数。
探头9距室1和室2的法兰5厘米是因为:
1,热从室2底部上开故在距顶端5厘米,距热源约40厘米处测得的温度代表膜下表面15b的温度是合理的,因此在实际应用中可摸拟膜15在商业和家庭的应用场合;和
2.处于环境温度的上室1在距膜下表面15a5厘米处安有探头,因此任何通过膜的热量将上升并被探头检测出。
方法
本检测设备中,下表面15b用作观测表面,上表面15a是反面。在某种程度上,这些检测条件比实际使用的条件更苛刻,因为通常观测表面是向上的,因此估计它更冷并便于对流传热。
样品膜15被室1和室2的两端法兰挤压紧以防空气泄露。
热供给到室1底部,温度记录取三个探头的平均值,因不可避免的空气流动会使三个探头间读数稍有差异。因此,室2显示是接近理想状况的。正如所推测的那样,在上室1的探头未显示差异。
结果
实施例1中的绝热涂料中一种热阻物质,在摸拟屋顶实际使用和相似使用的条件下,检测表明它可阻止几不差99%内部的热量损失。
以下两种材料之间未观测到明显差异:
1.膜本身和
2.镀锌板上的膜
记录了在这些检测中对膜15本身的观测结果,并图示于图2和图3中。
图2中,左边为摄氏温度刻度,底边为检测进行的小时数。上方曲线表示膜的温度。下方曲线表示其环境温度。
热源稳定在40°,一小时后开始检测。三个探头间读数差异在1℃内。
图3中,左边为摄氏温度,而底边为时间,它表示48小时期间内环境温度按照自然条件变化。底边数字为24小时制钟表的时间。
上方曲线表示膜的温度,下方曲线表示大环境温度。
被检测膜有一光滑面和一粗糙面。因被检测膜无连续的横截面(事实上其厚度从约0.2毫米到约0.6毫米变化不等),膜捕获热的读数被夸大。
绝热比较实施例(对比例)
用膜和电镀锌板膜进行的检测与可构成一种绝热玻璃纤维的绝热沥青质页岩进行比较,这种绝热沥青质页岩在建筑行业中一般用做屋顶和其它建筑材料绝热。
被检测绝热沥青质页岩是R2.5级(见Standards Association of Australia A.S.2627,Part 1,1983)。
当检测在与膜和电镀锌板膜的检测条件相同情况下进行时,沥青质页岩的性能与膜无明显差异。
无绝热涂料实施例(对比例)
仅用制造实施例1绝热涂料的涂料基料做成相同的涂料膜。膜放置在检测设备中,观测承受40℃的表面。在反面最初测得的温度为32.3℃,其环境温度为21.1℃。热源室在40℃下稳定1小时后继续测量。
随着时间延长,测量记录到反面温度增加,两表面温度差在2℃之内,观测表面温度是40℃而反面温度是38℃。
金属板对比实施例
一片涂覆与实施例1的绝热涂料一样的金属板在未涂覆条件下被检测。
电镀锌金属板放置在检测设备内,观测表面承受40℃的温度。在反面最初测到的温度为30.6℃,其周围温度是21.1℃。热源室在40℃下稳定1小时后继续测量。
随着时间延长,继续测量记录到反面温度增加,两表面温度差在2℃以内,观测表面温度是40℃,逆表面温度是38℃。
在澳大利亚实验检测点的露天条件下进行进一步检测。
ALLUNGA检测结果
在澳大利亚昆土兰北部Allunga(南纬19°15′,东经146°46′)进行检测,在上午11:45至下午12:45间测量摄氏温度,天空无云或少量云。间隔约3米建造约二间镀锌钢板小屋是完全相同的。温度探头固定在每间屋内中心下1厘米处的相同位置,全部时间门是关闭的。
结果如下:
日期  涂绝热涂料的  无保护的小
小屋温度℃  屋温度℃
十月
28  39  44
29  37  40
30  38  45
31  36  41
十一月
8  38  42
11  40  49
13  37  43
15  39  46
18  41  49
25  40  51
28  43  53
十二月
2  40  48
4  39  45
8  43  42
9  42  50
10  43  50
12  40  47
14  43  50
12月8日、9日、10日12日和14日,室外阳光下记录到温度分别为33℃,34℃,35℃,34℃和33℃。
悉尼检测结果
进一步检测在澳大利亚悉尼(南纬33°55′东经151°10′)持续进行了三个月。建筑小屋时,地基使用普通窑烧建筑砖,地基上设有一个平台。二间屋24小时内均暴露在相同的温度下。
记录的最高温度
日期  气候条件  涂绝热涂料的  无保护屋
九月  小屋温度℃  温度℃
5  睛,西南风  20  26
7  睛,西风  18  26
9  阴,西风  23  29
11  无风,阴  21  27
13  无风,阴  21  28
15  无风,有阳光  22  29
17  无风,阴  21  28
19  无风,阴,雨  20  25
21  有阳光,睛,无风  18  25
23  有阳光,睛,无风  24  29
25  阴  26  32
27  南风  19  25
29  无风,多云  22  29
十月
1  无风,睛,有阳光  25  32
3  无风,有阳光  26  32
5  有风,转南风  28  35
7  南风转西南风  24  29
9  无风,阴,小雨  24  30
11  睛,下午转南风  27  34
13  南风,雨  7  17
15  转微 南风,阴转睛  21  26
17  有阳光,睛  23  29
19  上午雨,阴  21  25
21  睛,有阳光,无风  22  28
23  阴,小雨,转睛  26  31
28  睛,有阳光  22  27
29  睛,有阳光  20  26
31  睛,有阳光  23  29
十一月
1  睛,有阳光,东北风  24  30
3  睛,有阳光,东北风  27  33
5  多云  28  35
7  多云,有阳光,无风,  27  34
潮湿
9  睛,有阳光,无风  28  34
11  阴,东南风,小雨  26  32
13  阴,西北微风  24  29
15  阴,西南风,雨  26  32
17  阴,东南风,小雨  28  33
19  睛,无风  21  28
21  多云,东南强风  24  28
23  多云,东南强风  25  31
25  多云,东南微风  21  30
27  阴,东南风,小雨  26  33
29  阴,东南风,小雨  24  30
十二月
1  阴,东南风,小雨  24  31
3  无风,雨  24  29
5  无风,少云  26  33
另一绝热涂料实施例
实施例2:可硬化的苯乙烯丙烯酸基料
可硬化的基料:
BASF 290D Acrylic322公斤
Dispex N403.4公斤
Beveloid 602.3公斤
Corflcx8804.6公斤
Basf S,300 Acrylic32.0公斤
二氧化钛    60.0公斤
碳酸钙    100.0公斤
水  52.0升
M.D.13(Mercury)1.75公斤
Corsal EEA7.5公斤
白色油漆溶剂油    11.5升
氨  2.75升
蔗渣:90kg
此量约占整个组合物重量的约12.5%。
二氧化硅:空心硅质硅硼酸盐微球:30kg
此量约占整个组合物重量的4.2%。
实施例3:可硬化的丙烯酸基料
可硬化的基质:
乙二醇    7.41公斤
水    42.0公斤
Natrasol 250 HR0.86公斤
Orotan 731 25%2.39公斤
Triton G. F. 100.20公斤
M. D. 13(水银)0.5公斤
Texanol4.4公斤
二氧化钛    15.0公斤
碳酸钙    40.0公斤
滑石    17.0公斤
140目二氧化硅    17.35公斤
Primal AC 388115.0公斤
140目二氧化硅    8.67公斤
Beveloid 600.400公斤
E.T.P.  3.0公斤
水    达到一定粘度
蔗渣:42.0kg
此量约占除调节粘度加入的水外整个组合物重量的12.7%。
二氧化硅:空心硅质硅硼酸盐微球:14.0kg
此量约占包括除调节粘度加入的水外整个组合物重量的4.2%。
实施例4:醇酸树酯基料
可硬化的基料:
白色油漆溶剂油    46公斤
聚酸树脂M17    92公斤
聚酯树脂M57    92公斤
Cereclor 481公斤
Polybutane 1006公斤
二氧化钛    40公斤
氧化锌    4公斤
云母    25公斤
碳酸钙    50公斤
M. D.(Mercury)0.3公斤
Crodaclay4公斤
D.A.A.  1升
蔗渣:36kg
此量约占整个组合物重量的8.8%。
二氧化硅:空心硅质硅硼酸盐微球:12kg
此量约占整个组合物重量的2.9%。
实施例5:含有橡胶树脂的可硬化共聚物基料
可硬化基质:
二氧化钛    20.7  公斤
普通碳酸钙    8.5  公斤
普通增量剂1    17.1  公斤
云母    7.0  公斤
硅藻土    6.5  公斤
润湿剂    0.115  公斤
Pliolite AC 806.44 公斤
Pliolite AC 401.61 公斤
氯化石腊65    6.67  公斤
溶剂油    27.6  公斤
极性溶剂    3.795  公斤
蔗渣:15kg
此量约占整个组合物重量的11.8%
二氧化硅:空心硅质硅硼酸盐微球:6kg
此量约占整个组合物重量的4.7%
实施例6:可硬化的共聚物基料
可硬化的基料:
二氧化钛    10.0  公斤
碳酸钙    9.5  公斤
普通增量剂1    9.5  公斤
普通增量剂2    21.2  公斤
普通增量剂3    9.5  公斤
普通增量剂4    1.4  公斤
润湿剂    0.045  公斤
Pliotite A.C.47.13 公斤
氯化石腊65    4.14  公斤
蔗渣    10.0  公斤
溶剂油    22.77
极性溶剂    9.54
蔗渣:此量约占整个组合物重量的8.4%
二氧化硅:空心硅质硅硼酸盐微球:5kg
此量约占整个组合物重量的4.2%。
实施例7:可硬化的共聚物基料
可硬化的基料:
黄色氧化铁    2.9  公斤
二氧化钛    2.9  公斤
普通增量剂1    63.0  公斤
普通增量剂2    8.6  公斤
润湿剂    0.6  公斤
Pliolite A.C.42.76 公斤
氯化石腊70    0.345  公斤
氯化石腊50    2.7  公斤
溶剂油    15.0  公斤
极性溶剂    4.3  公斤
蔗渣:15kg
此量约占整个组合物重量的12.2%
二氧化硅:空心硅质硅硼酸盐微球:5kg
此量约占整个组合物重量的4.1%
实施例8:可硬化的共聚物基料
可硬化的基料:
Pliolite A.C.417.25 公斤
非黄色增塑剂    1.75  公斤
溶剂油    66.3  公斤
极性溶剂    28.75  公斤
清洁剂    6.46  公斤
骨料1.8-2mm  150-200  gm
骨料3-4mm  150-200  gm
蔗渣:15kg
此量约占整个组合物重量的10.7%
二氧化硅:空心硅质硅硼酸盐微球:5kg
此量约占整个组合物重量的3.5%。
实施例9:可硬化的苯乙烯丙烯酸基料
可硬化基料:
BASF 290D Acrylic322 公斤
Dispex N403.4 公斤
Beveloid 602.3 公斤
Corflex 8004.6 公斤
Basf S.300 Acrylic32.0 公斤
二氧化钛    20.0  公斤
水    52.0  升
M.D.13(Mercury)1.75 公斤
Corsal EEA7.5 公斤
白色油漆溶剂油    11.5  升
氨    2.75  升
蔗渣:195kg
此量约占整个组合物重量的27.1%
二氧化硅:空心硅质硅硼酸盐微球:65kg
此量约占整个组合物重量的9.0%
实施例10:可硬化的丙烯酸基料
可硬化的基料:
乙二醇  7.41公斤
水  42.0公斤
Natrasol 250Hr0.86公斤
Ororan 731 25%2.39公斤
Triton G. F. 100.20公斤
M. D. 13(汞)0.5公斤
Texanol4.4公斤
二氧化钛  5.0公斤
Primal AC 388115.0公斤
Beveloid 600.400公斤
E.T.P.  3.0公斤
水    达到一定粘度
蔗渣:112kg
此量约占除为调节粘度加入的水外整个组合物重量的33.9%
二氧化硅:空心硅质硅硼酸盐微球:37kg
此量约占除为调节粘度加入的水外整个组合物重量的112.%。
实施例11:醇酸树酯基料
可硬化的基料:
白色油漆溶剂油    46公斤
醇酸树脂M17    92公斤
醇酸树脂M57    92公斤
CereClor 481公斤
Polybutane 1006公斤
Zinc Oxide  4公斤
M. D. 13(汞)0.3公斤
Crodaclay4公斤
D.A.A.    1升
蔗渣:153kg
此量约占整个组合物重量的34.8%
二氧化硅:空心硅质硅硼酸盐微球:40kg
此量约占整个组合物重量的9.1%
实施例12:胶质涂料基料
可硬化胶质基料:
白色油漆溶剂油    51公斤
醇酸树脂    186公斤
聚丁烯100    6公斤
氧化锌    6公斤
M. D. 13(汞)    0.3公斤
Crodaclay  2公斤
D.A.A.    1.5公斤
白色油漆溶剂油    达到一定粘度
蔗渣:190kg
此量约占除调节粘度加入的白色油漆溶剂油除的整个组合物重量的39%
二氧化硅:空心硅质硅硼酸盐微球:45kg
此量约占整个组合物重量的9.3%。
实施例13:可硬化的苯乙烯丙烯酸基料
可硬化的基料:
BASF 290D Acrylic322公斤
Dispex N403.4公斤
Beueloid 602.3公斤
Corflex 8804.6公斤
Basf S. 300 Acrylic32.0公斤
二氧化钛    60.0公斤
碳酸钙    100.0公斤
水    52.0升
M. D. 13(汞)1.75公斤
Corsal EEA7.5公斤
白色油漆溶剂油    11.5升
氨    2.75升
二氧化硅:空心硅质硅硼酸盐微球:80kg。
此量约占整个组合物重量的11.8%。
实施例14:可硬化的丙烯酸基料
可硬化的基料:
乙二醇    7.41公斤
水    42.0公斤
Natrasol 250 HR0.86公斤
Orotan 731 25%  2.39公斤
Triton G. F. 100.20公斤
M.D.13(汞)  0.5公斤
Texanol4.4公斤
二氧化钛    15.0公斤
滑石    17.0公斤
140目二氧化硅    17.35公斤
Primal AC 388115.0公斤
140目二氧化硅    8.67公斤
Beveloid 600.400公斤
E. T. P.  3.0公斤
水    达到一定粘度
蔗渣:195kg
此量约占除调节粘度加入的水外的整个组合物重量的45.4%
实施例15:可硬化的苯乙烯基料
可硬化的基料:
BASF 240D Acrylic322公斤
Dispex N403.4公斤
Beveloid 602.3公斤
Corflex 8804.6公斤
Basf S. 300 Acrylic32.0公斤
二氧化钛    60.0公斤
碳酸钙    100.0公斤
水    52.0升
M.D.13(汞)  1.75公斤
Corsal EEA7.5公斤
白色油漆溶剂油    11.5升
氨    2.75升
蔗渣:30kg
此量约占整个组合物重量的4.3%
二氧化硅:空心硅质硅硼酸盐微球:16kg
此量约占整个组合物重量的2.3%
为适应特殊使用条件和目的,上述绝热涂料实施例(实施例1至15)都可被改变和修改。配方和组合物需要加颜料,故蔗渣和二氧化硅的重量百发数会有变化。
显然,在以上描述的实施例中也可使用其它比例,并且纤维颗粒物质的来源不限于如上所述。
绝热涂料的生产
当生产本发明的油漆或涂料时,可硬化的液体基料混合物分开制备。向此混合物中加入纤维素颗粒,其平均粒径为0.01毫米至5毫米,最优选的为0.01毫米至0.5毫米。
为生产优选尺寸的纤维素颗粒,可用任何有效的方式研磨或粒化原料。
一但纤维素颗粒和可硬化的液体基料适当混合,便可加入二氧化硅颗粒。若使用含有空心硅质硅硼酸盐微球二氧化硅颗粒,它必须是最后加入的组分,因为这种小球的空心性质易被强烈搅拌破坏。
到现在为止已公开了本发明目前设想的最好的实施方案。然而,应当理解在不违反本发明精神实质的情况下,可作出各种改变和改进。

Claims (7)

1、一种绝热涂料组合物,它包含:
(a)一种其干燥时形成坚固的高质量建筑涂料膜的可硬化的液体涂料基料;
(b)二氧化硅颗粒和
(c)纤维素颗粒;
其中纤维素颗粒和二氧化硅颗粒的含量可达组合物重量的60%。
2、按照前述每一项权利要求中所述的绝热涂料组合物,其中所述的纤维素颗粒的含量可达整个组合物重量的50%。
3、按照前述每一项权利要求中所述的绝热涂料组合物,其中所述的二氧化硅颗粒的含量可达整个组合物重量50%。
4、按照前述每一项权利要求中所述的绝热涂料组合物,其中所述的纤维素颗粒的平均粒径范围是0.10至5毫米。
5、按照前述每一项权利要求中所述的绝热涂料组合物,其中所述的纤维素颗粒的平均粒径范围是0.01至0.5毫米。
6、按照前述每一项权利要求中所述的绝热涂料,其中所述的二氧化硅颗粒含有如下任一种或几种的组合:
(a)空心硅质硅硼酸盐微球;
(b)固体玻璃微球;
(c)二氧化硅基陶瓷微球;
(d)含二氧化硅的聚合物微球;
(e)二氧化硅基矿物微球。
7、一种生产绝热涂料的方法,所述的绝热涂料为前述任一项权利要求的绝热涂料,所述的方法有如下步骤:
(a)收集纤维素材料;
(b)研磨和或颗粒化所述的纤维素材料至平均粒径为0.01毫米至5毫米;
(c)将纤维素颗粒和二氧化硅颗粒混合到可硬化的液体涂料其料中,后者干燥时形成一种坚固的高质量建筑涂料膜。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1074022C (zh) * 1997-04-25 2001-10-31 宏观特殊涂料股份有限公司 一种绝热性良好的涂料组合物
US7925157B2 (en) 2006-11-27 2011-04-12 Huawei Technologies Co., Ltd. Ranging method and system for passive optical network and optical network unit thereof
CN104910720A (zh) * 2015-05-26 2015-09-16 江苏高科物流科技股份有限公司 一种油漆组合物

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