CN110157113A - 一种用改性pvc包裹实木线条表层的工艺 - Google Patents

一种用改性pvc包裹实木线条表层的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用改性PVC包裹实木线条表层的工艺，其技术方案要点是包括如下步骤：步骤一：使用塑料造粒机对改性PVC复合材料进行挤压制粒；步骤二：把改性PVC粒子放入到挤出机料斗内，实木线条放置于模具的中心处，在挤塑机高温加热下，使得改性PVC粒子由固态变为粘流态，在挤塑机的推力作用下，将PVC粘流体进入模具；步骤三：挤塑机降温至室温，PVC粘流体经冷却凝结成固体状态，得到改性PVC复合实木线条；PVC复合材料包括下列物质组成：聚氯乙稀、碳酸钙、木粉、发泡剂、石腊、复合稳定剂、颜料，本发明中改性PVC复合材料与实木线条结合强度较高，复合热稳定剂提高热稳定性的同时，制品不易发生“锌烧”现象。

Description

一种用改性PVC包裹实木线条表层的工艺
技术领域
本发明涉及实木线条加工技术领域，更具体的说是涉及一种用改性PVC包裹实木线条表层的工艺。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对于家具门窗等品质的要求越来越高，门窗和家具由于其高档的品质而越来越受到人们的追捧，然而门窗和家具的材料都来源于天然的木材，天然木材在生长过程中木材的疏密不均匀，伴随着使用过程中气候的变化，加上某些劣质封闭漆料不能有效地防止空气进入木材纤维，从而导致木材在高湿度环境，或者随着使用时间的延长，木材吸收空气中的水分，产生内外应力的变化而导致开裂变形。
鉴于此，目前研究发现，在实木家具表面包覆PVC层能增强门窗和家具的使用寿命等性能，但PVC与木材粘结效果不佳，实际应用效果差。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用改性PVC包裹实木线条表层的工艺，该工艺中改性PVC复合材料与实木线条结合强度较高，复合热稳定剂提高热稳定性的同时，制品不易发生“锌烧”现象。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用改性PVC包裹实木线条表层的工艺，包括如下步骤：
步骤一：使用塑料造粒机对改性PVC复合材料进行挤压制粒；
步骤二：把改性PVC粒子放入到挤出机料斗内，实木线条放置于模具的中心处，在挤塑机高温加热下，使得改性PVC粒子由固态变为粘流态，在挤塑机的推力作用下，将PVC粘流体进入模具；
步骤三：挤塑机降温至室温，PVC粘流体经冷却凝结成固体状态，得到改性PVC复合实木线条；
其中，步骤一中所述改性PVC复合材料包括下列按重量份数物质组成：
聚氯乙稀40-60份；
碳酸钙10-20份；
木粉20-40份；
发泡剂1-5份；
石腊0.8-2份；
复合稳定剂1.5-4份；
颜料2-3份；
所述复合稳定剂包括下列按重量份数物质组成：
硬脂酸锌6-10份；
硬脂酸钙8-30份；
增塑剂20-35份；
抗氧剂1-3份；
1，2-环己二醇二缩水甘油醚5-10份；
聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚2-5份；
二乙二醇二丁醚5-10份。
所述步骤二中实木线条以实木板材或者科技木多层板材为基材，通过齿接、高频拼接复合而制成。
所述实木板材选为杉木或松木中的一种；所述科技木多层板材选为杨木或桉木中的一种。
所述颜料选为无机颜料或有机颜料；所述的无机颜料为二氧化钛、碳黑或立德粉；所述的有机颜料为偶氮颜料、杂环颜料或杂类颜料。
所述步骤一中的改性PVC复合材料的制备步骤如下：
(1)取木粉和碳酸钙烘干；
(2)将上述干燥后的木粉、碳酸钙、聚氯乙烯、发泡粉、复合稳定剂以及颜料在高速混合器内混合，搅拌升温至70-95℃，在该温度下连续搅拌2-8min，然后加入石腊，继续搅拌升温至85-100℃，在该温度下连续搅拌1-5min，然后冷却至40℃以下，得到预混合物；
(3)将预混合物投入到双辊开炼机中混炼，双辊温度为125-165℃，辊炼时间为1-10min，得到改性PVC复合材料。
所述碳酸钙为纳米级轻质碳酸钙与重质碳酸钙的混合物，其重量份数之比为1：2。
所述发泡剂选为AC发泡剂。
所述步骤(2)中的复合稳定剂的制备步骤如下：将增塑剂加入烧瓶中，缓慢升温至55-70℃，再按照配方加入硬脂酸锌、硬脂酸钙、抗氧剂、1，2-环己二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚以及二乙二醇二丁醚，保持温度稳定，充分搅拌，在55-70℃的温度下反应1小时，冷却得到复合稳定剂。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二正辛脂、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的任意一种。
所述抗氧剂为抗氧剂689、抗氧剂264、抗氧剂1010中的任意一种。
本发明的有益效果：复合稳定剂的加入，能提高改性PVC复合材料的热稳定性，延迟PVC热降解，1，2-环己二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚的加入，能通过环氧基团的开环和醚键的断裂与PVC降解产生的HCL反应，吸收不稳定氯原子，消除HCl的自动催化降解作用；此外，环氧基团开环后，其中氧和锌结合，使得ZnCl2催化PVC的降解活性率降低；当1，2-环己二醇二缩水甘油醚和聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚同时使用时，效果达到最佳，抑制降解着色，减缓了“锌烧”现象，制品后期表面不易产生黑斑或发黑；而二乙二醇二丁醚，与实木线条中的纤维素、木质素、以及木粉具有较好的相容性，能够充分与木材本身相接触，增大了接触面积，之后更有效地包覆在木材上，提高了结合强度。
附图说明
图1、图2为本工艺所制备的改性PVC包裹实木线条产品的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和对比例，对本发明进一步详细说明。
实施例一：
一种改性PVC复合材料，包括下列按重量份数物质组成：
聚氯乙稀40份；
碳酸钙10份；
木粉20份；
发泡剂1份；
石腊0.8份；
复合稳定剂1.5份；
二氧化钛2-3份；
所述复合稳定剂包括下列按重量份数物质组成：
硬脂酸锌6份；
硬脂酸钙8份；
增塑剂20份；
抗氧剂689 1份；
1，2-环己二醇二缩水甘油醚5份；
聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚2份；
二乙二醇二丁醚5份。
所述改性PVC复合材料的制备步骤如下：
(1)取木粉和碳酸钙烘干，所述碳酸钙为纳米级轻质碳酸钙与重质碳酸钙的混合物，其重量分数之比为1：2；
(2)将上述干燥后的木粉、碳酸钙、聚氯乙烯、AC发泡剂、复合稳定剂以及二氧化钛在高速混合器内混合，搅拌升温至85℃，在该温度下连续搅拌5min，然后加入石腊，继续搅拌升温至95℃，在该温度下连续搅拌3min，然后冷却至40℃以下，得到预混合物；
(3)将预混合物投入到双辊开炼机中混炼，双辊温度为145℃，辊炼时间为5min，得到改性PVC复合材料。
所述的复合稳定剂的制备步骤如下：将邻苯二甲酸二正辛脂加入烧瓶中，缓慢升温至55-70℃，再按照配方加入硬脂酸锌、硬脂酸钙、抗氧剂689、1，2-环己二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚、二乙二醇二丁醚，保持温度稳定，充分搅拌，在55-70℃的温度下反应1小时，冷却得到复合稳定剂。
实施例二：
一种改性PVC复合材料，包括下列按重量份数物质组成：
聚氯乙稀60份；
碳酸钙20份；
木粉40份；
发泡剂5份；
石腊2份；
复合稳定剂4份；
二氧化钛2-3份；
所述复合稳定剂包括下列按重量份数物质组成：
硬脂酸锌10份；
硬脂酸钙30份；
增塑剂35份；
抗氧剂289 3份；
1，2-环己二醇二缩水甘油醚10份；
聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚5份；
二乙二醇二丁醚10份。
所述改性PVC复合材料包括以下制备步骤：
(1)取木粉和碳酸钙烘干，所述碳酸钙为纳米级轻质碳酸钙与重质碳酸钙的混合物，其重量分数之比为1：2；
(2)将上述干燥后的木粉、碳酸钙、聚氯乙烯、AC发泡剂、复合稳定剂以及二氧化钛在高速混合器内混合，搅拌升温至85℃，在该温度下连续搅拌5min，然后加入石腊，继续搅拌升温至95℃，在该温度下连续搅拌3min，然后冷却至40℃以下，得到预混合物；
(3)将预混合物投入到双辊开炼机中混炼，双辊温度为145℃，辊炼时间为5min，得到改性PVC复合材料。
所述的复合稳定剂包括以下制备步骤：将邻苯二甲酸二正辛脂加入烧瓶中，缓慢升温至55-70℃，再按照配方加入硬脂酸锌、硬脂酸钙、抗氧剂689、1，2-环己二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚、二乙二醇二丁醚，保持温度稳定，充分搅拌，在55-70℃的温度下反应1小时，冷却得到复合稳定剂。
对比例一：
一种改性PVC复合材料，包括下列按重量份数物质组成：
聚氯乙稀60份；
碳酸钙20份；
木粉40份；
发泡剂5份；
石腊2份；
复合稳定剂4份；
二氧化钛2-3份；
所述复合稳定剂包括下列按重量份数物质组成：
硬脂酸锌10份；
硬脂酸钙30份；
增塑剂35份；
抗氧剂689 3份；
聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚5份；
二乙二醇二丁醚10份。
所述改性PVC复合材料包括以下制备步骤：
(1)取木粉和碳酸钙烘干，所述碳酸钙为纳米级轻质碳酸钙与重质碳酸钙的混合物，其重量分数之比为1：2；
(2)将上述干燥后的木粉、碳酸钙、聚氯乙烯、AC发泡剂、复合稳定剂以及二氧化钛在高速混合器内混合，搅拌升温至85℃，在该温度下连续搅拌5min，然后加入石腊，继续搅拌升温至95℃，在该温度下连续搅拌3min，然后冷却至40℃以下，得到预混合物；
(3)将预混合物投入到双辊开炼机中混炼，双辊温度为145℃，辊炼时间为5min，得到改性PVC复合材料。
所述的复合稳定剂包括以下制备步骤：将邻苯二甲酸二正辛脂加入烧瓶中，缓慢升温至55-70℃，再按照配方加入硬脂酸锌、硬脂酸钙、抗氧剂689、聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚、二乙二醇二丁醚，保持温度稳定，充分搅拌，在55-70℃的温度下反应1小时，冷却得到复合稳定剂。
对比例二：
一种改性PVC复合材料，包括下列按重量份数物质组成：
聚氯乙稀60份；
碳酸钙20份；
木粉40份；
发泡剂5份；
石腊2份；
复合稳定剂4份；
二氧化钛2-3份；
所述复合稳定剂包括下列按重量份数物质组成：
硬脂酸锌10份；
硬脂酸钙30份；
增塑剂35份；
抗氧剂689 3份；
1，2-环己二醇二缩水甘油醚10份；
二乙二醇二丁醚10份。
所述改性PVC复合材料包括以下制备步骤：
(1)取木粉和碳酸钙填干，所述碳酸钙为纳米级轻质碳酸钙与重质碳酸钙的混合物，其重量分数之比为1：2；
(2)将上述干燥后的木粉、碳酸钙、聚氯乙烯、AC发泡剂以及复合稳定剂、二氧化钛在高速混合器内混合，搅拌升温至85℃，在该温度下连续搅拌5min，然后加入石腊，继续搅拌升温至95℃，在该温度下连续搅拌3min，然后冷却至40℃以下，得到预混合物；
(3)将预混合物投入到双辊开炼机中混炼，双辊温度为145℃，辊炼时间为5min，得到改性PVC复合材料。
所述的复合稳定剂包括以下制备步骤：将邻苯二甲酸二正辛脂加入烧瓶中，缓慢升温至55-70℃，再按照配方加入硬脂酸锌、硬脂酸钙、抗氧剂689、1，2-环己二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二丁醚，保持温度稳定，充分搅拌，在55-70℃的温度下反应1小时，冷却得到复合稳定剂。
对比例三：
一种改性PVC复合材料，包括下列按重量份数物质组成：
聚氯乙稀60份；
碳酸钙20份；
木粉40份；
发泡剂5份；
石腊2份；
复合稳定剂4份；
二氧化钛2-3份；
所述复合稳定剂包括下列按重量份数物质组成：
硬脂酸锌10份；
硬脂酸钙30份；
增塑剂35份；
抗氧剂689 3份；
1，2-环己二醇二缩水甘油醚10份；
聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚5份。
所述改性PVC复合材料包括以下制备步骤：
(1)取木粉和碳酸钙烘干，所述碳酸钙为纳米级轻质碳酸钙与重质碳酸钙的混合物，其重量分数之比为1：2；
(2)将上述干燥后的木粉、碳酸钙、聚氯乙烯、AC发泡剂、复合稳定剂以及二氧化钛在高速混合器内混合，搅拌升温至85℃，在该温度下连续搅拌5min，然后加入石腊，继续搅拌升温至95℃，在该温度下连续搅拌3min，然后冷却至40℃以下，得到预混合物；
(3)将预混合物投入到双辊开炼机中混炼，双辊温度为145℃，辊炼时间为5min，得到改性PVC复合材料。
所述的复合稳定剂包括以下制备步骤：将邻苯二甲酸二正辛脂加入烧瓶中，缓慢升温至55-70℃，再按照配方加入硬脂酸锌、硬脂酸钙、抗氧剂689、1，2-环己二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚，保持温度稳定，充分搅拌，在55-70℃的温度下反应1小时，冷却得到复合稳定剂。
对比例四：
一种改性PVC复合材料，包括下列按重量份数物质组成：
聚氯乙稀60份；
碳酸钙20份；
木粉40份；
发泡剂5份；
石腊2份；
复合稳定剂4份；
二氧化钛2-3份；
所述复合稳定剂包括下列按重量份数物质组成：
硬脂酸锌10份；
硬脂酸钙30份；
增塑剂35份；
抗氧剂3份；
所述改性PVC复合材料包括以下制备步骤：
(1)取木粉和碳酸钙填干，所述碳酸钙为纳米级轻质碳酸钙与重质碳酸钙的混合物，其重量分数之比为1：2；
(2)将上述干燥后的木粉、碳酸钙、聚氯乙烯、AC发泡剂、复合稳定剂以及二氧化钛在高速混合器内混合，搅拌升温至85℃，在该温度下连续搅拌5min，然后加入石腊，继续搅拌升温至95℃，在该温度下连续搅拌3min，然后冷却至40℃以下，得到预混合物；
(3)将预混合物投入到双辊开炼机中混炼，双辊温度为145℃，辊炼时间为5min，得到改性PVC复合材料。
所述的复合稳定剂包括以下制备步骤：将邻苯二甲酸二正辛脂加入烧瓶中，缓慢升温至55-70℃，再按照配方加入硬脂酸锌、硬脂酸钙、抗氧剂689，保持温度稳定，充分搅拌，在55-70℃的温度下反应1小时，冷却得到复合稳定剂。
实施例以及对比例所制备的改性PVC复合材料按照如下步骤制备改性PVC复合实木线条：
步骤一：使用塑料造粒机对改性PVC复合材料进行挤压制粒；
步骤二：把改性PVC粒子放入到挤出机料斗内，实木线条放置于模具的中心处，在挤塑机高温加热下，使得改性PVC粒子由固态变为粘流态，在挤塑机的推力作用下，将PVC粘流体进入模具；
步骤三：挤塑机降温至室温，PVC粘流体经冷却凝结成固体状态，得到改性PVC复合实木线条；
所述步骤二中实木线条以实木板材或者科技木多层板材为基材，通过齿接、高频拼接复合而制成。
其中，所述步骤二中基材选择实木板材，实木板材选为杉木。
对实施例和对比例制备的改性PVC复合实木线条，进行热降解实验，根据GB2917-1982刚果红法，油浴温度为(190±1)℃，试纸变色时间即为热稳定时间(min)。
对实施例和对比例制备的改性PVC复合实木线条，进行烘箱老化试验，观察PVC表层的颜色变化。
对实施例和对比例制备的改性PVC复合实木线条，并进行剥离强度测试，同时，将包覆好的实木线条在经过10小时、50小时、100小时紫外灯照射后，在进行测试剥离强度(N/mm)。
表1热稳定时间(min)
表2烘箱老化试验
时间/min 实施例一 实施例二 对比例一 对比例二 对比例三 对比例四
0 白色 白色 白色 白色 白色 白色
10 白色 白色 浅黄色 浅黄色 浅黄色 黄色
20 白色 白色 黄色 黄色 黄色 橙色
30 白色 白色 橙色 橙色 橙色 棕色
40 白色 白色 棕色 棕色 棕色 黑色
50 浅黄色 浅黄色 深棕色 深棕色 深棕色 黑色
60 浅黄色 浅黄色 黑色 深棕色 黑色 黑色
表3剥离强度表(单位N/mm)
0h 10h 50h 100h
实施例一 25.6 22.3 20.6 18.1
实施例二 23.3 21.4 19.4 17.9
对比例一 17.3 15.5 13.2 11.9
对比例二 15.3 13.4 11.8 9.7
对比例三 7.6 6.4 5.1 4.1
对比例四 5.3 4.5 4.3 4.1
本工艺适合实木材料、多层板、科技木等为基材而加工成型的木门线条、门套板、装饰板线条、各种踢脚线等，本工艺包裹涂层的厚度在0.5毫米至3毫米之间。
本工艺中所用的改性PVC复合材料由聚氯乙稀、碳酸钙、木粉、发泡剂、石腊、复合稳定剂、颜料组成。
碳酸钙为纳米级轻质碳酸钙与重质碳酸钙的混合物，重质碳酸钙的添加能提高塑料制品尺寸的稳定性，在塑料制品中起到一种骨架作用，纳米级轻质碳酸钙添加在聚氯乙烯中，有一定的阻燃作用。
添加木粉克服单一材料的缺点，使得改性PVC复合材料兼具木材和PVC材料的双重性能，不仅防蛀、抗菌、阻燃，力学性能好，且环保，原料廉价丰富，可回收。
加入发泡剂可以使塑料密度降低，从而起到降低产品重量，节省成本的目的。
石蜡作为普通的润滑剂。
所述颜料选为无机颜料或有机颜料；所述的无机颜料为二氧化钛、碳黑或立德粉；所述的有机颜料为偶氮颜料、杂环颜料或杂类颜料，如C.I.颜料黄61、C.I.颜料橙13、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料棕23、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料绿7、C.I.颜料紫23等。
复合稳定剂的加入，能提高改性PVC复合材料的热稳定性，延迟PVC热降解，1，2-环己二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚的加入，能通过环氧基团的开环和醚键的断裂与PVC降解产生的HCL反应，吸收不稳定氯原子，消除HCl的自动催化降解作用；此外，环氧基团开环后，其中氧和锌结合，使得ZnCl2催化PVC的降解活性率降低；当1，2-环己二醇二缩水甘油醚和聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚同时使用时，效果达到最佳，抑制降解着色，减缓了“锌烧”现象，制品后期表面不易产生黑斑或发黑；而二乙二醇二丁醚，与实木线条中的纤维素、木质素、以及木粉具有较好的相容性，能够充分与木材本身相接触，增大了接触面积，之后更有效地包覆在木材上，提高了结合强度。
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)

1.一种用改性PVC包裹实木线条表层的工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：使用塑料造粒机对改性PVC复合材料进行挤压制粒；
步骤二：把改性PVC粒子放入到挤出机料斗内，实木线条放置于模具的中心处，在挤塑机高温加热下，使得改性PVC粒子由固态变为粘流态，在挤塑机的推力作用下，将PVC粘流体进入模具；
步骤三：挤塑机降温至室温，PVC粘流体经冷却凝结成固体状态，得到改性PVC复合实木线条；
其中，步骤一中所述改性PVC复合材料包括下列按重量份数物质组成：
聚氯乙稀40-60份；
碳酸钙10-20份；
木粉20-40份；
发泡剂1-5份；
石腊0.8-2份；
复合稳定剂1.5-4份；
颜料2-3份；
所述复合稳定剂包括下列按重量份数物质组成：
硬脂酸锌6-10份；
硬脂酸钙8-30份；
增塑剂20-35份；
抗氧剂1-3份；
1，2-环己二醇二缩水甘油醚5-10份；
聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚2-5份；
二乙二醇二丁醚5-10份。
2.根据权利要求1所述的一种用改性PVC包裹实木线条表层的工艺，其特征在于：所述步骤二中实木线条以实木板材或者科技木多层板材为基材，通过齿接、高频拼接复合而制成。
3.根据权利要求2所述的一种用改性PVC包裹实木线条表层的工艺，其特征在于：所述实木板材选为杉木或松木中的一种；所述科技木多层板材选为杨木或桉木中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种用改性PVC包裹实木线条表层的工艺，其特征在于：所述颜料选为无机颜料或有机颜料；所述的无机颜料为二氧化钛、碳黑或立德粉；所述的有机颜料为偶氮颜料、杂环颜料或杂类颜料。
5.根据权利要求1所述的一种用改性PVC包裹实木线条表层的工艺，其特征在于：所述步骤一中的改性PVC复合材料的制备步骤如下：
(1)取木粉和碳酸钙烘干；
(2)将上述干燥后的木粉、碳酸钙、聚氯乙烯、发泡粉、复合稳定剂以及颜料在高速混合器内混合，搅拌升温至70-95℃，在该温度下连续搅拌2-8min，然后加入石腊，继续搅拌升温至85-100℃，在该温度下连续搅拌1-5min，然后冷却至40℃以下，得到预混合物；
(3)将预混合物投入到双辊开炼机中混炼，双辊温度为125-165℃，辊炼时间为1-10min，得到改性PVC复合材料。
6.根据权利要求5所述的一种用改性PVC包裹实木线条表层的工艺，其特征在于：所述碳酸钙为纳米级轻质碳酸钙与重质碳酸钙的混合物，其重量分数之比为1：2。
7.根据权利要求5所述的一种用改性PVC包裹实木线条表层的工艺，其特征在于：所述发泡剂选为AC发泡剂。
8.根据权利要求5所述的一种用改性PVC包裹实木线条表层的工艺，其特征在于：所述步骤(2)中的复合稳定剂的制备步骤如下：
将增塑剂加入烧瓶中，缓慢升温至55-70℃，再按照配方加入硬脂酸锌、硬脂酸钙、抗氧剂、1，2-环己二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚以及二乙二醇二丁醚，保持温度稳定，充分搅拌，在55-70℃的温度下反应1小时，冷却得到复合稳定剂。
9.根据权利要求8所述的一种用改性PVC包裹实木线条表层的工艺，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二正辛脂、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的任意一种。
10.根据权利要求8所述的一种用改性PVC包裹实木线条表层的工艺，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂689、抗氧剂264、抗氧剂1010中的任意一种。
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