CN110218533B - 一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶、其制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶、其制备方法及其应用,芯胶包括天然胶0~30份、丁苯橡胶70~100份、炭黑30~50份、沉淀法白炭黑0~10份、硫化剂1~3份、活性剂2~10份、促进剂N‑氧联二亚乙基‑2‑苯并噻唑次磺酰胺1~3份、软化剂5~10份、防老剂1~5份、纤维粘合剂2~5份、金属粘合剂2~5份和极性粘合剂1~3份;纤维粘合剂为六甲氧基甲基蜜胺和粘合剂RS的混合物;金属粘合剂为硼酸化钴和轻质氧化镁的混合物;所述极性粘合剂为马来酸酐络合物。该芯胶包括金属、纤维和极性三种粘合体系,再结合其它组分,实现其与金属和纤维两种骨架材料的粘合,且具有良好粘合力和耐老化性能。
Description
技术领域
本发明属于橡胶技术领域,尤其涉及一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶、其制备方法及其应用。
背景技术
芳纶纤维作为新兴的材料,具有密度低、强度高、模量高、伸长率和蠕变率低、良好的热稳定性,这些是钢材才具有的品质。但与钢材不同的是,芳纶的密度相当于钢材密度的五分之一,且有较好的耐化学品性和耐疲劳性。芳纶本身不易燃烧,约427℃时开始分解炭化,非常适合于极端低温和高温条件下应用。将芳纶材料应用在输送带的骨架材料上,制作的输送带具有良好的抗冲击和耐撕裂性能,运行稳定,伸长率低,带体厚度薄,成槽性好。可以基本解决钢丝绳芯输送带存在的抗撕裂性差、耐水耐透能力差、抗弯曲疲劳性能较差等问题,与同种级别钢丝绳芯输送带相比,厚度减薄,自重降低,减少输送机能源消耗。近年来随着芳纶纤维价格的降低和输送带使用客户节能环保意识的提高,一些大型企业开始尝试使用芳纶输送带代替同级别钢丝绳芯输送带。
钢丝绳芯输送带一般使用在长距离运输系统中,为减少投资,客户一般采用逐段更换输送带的方式,先更换已损坏部分的钢丝绳输送带,而完好部分的钢丝绳输送带仍继续运行,如果采用芳纶输送带代替已损坏部分的钢丝绳芯输送带,就需要芳纶输送带与钢丝绳芯输送带进行混合接头。
钢丝绳接头芯胶配方中一般使用钴盐、氧化镁配合来提高粘合强度,芳纶输送带接头芯胶配方中一般使用间甲白粘合体系来提高粘合强度。但在混合接头中,一部分是钢丝绳作为骨架的金属材料,一部分是芳纶作为骨架的纤维材料,不同材质的骨架材料粘合机理不同,这就需要设计一种混合接头用芯胶配方体系,其既能与金属材料拥有良好的粘合力,又能与纤维材料拥有良好的粘合力。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶、其制备方法及其应用,该芯胶能够粘合金属和纤维的混合接头,且具有较好的粘合力。
本发明提供了一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶,以重量份数计,包括以下组分:
天然胶0~30份、丁苯橡胶70~100份、炭黑30~50份、沉淀法白炭黑0~10份、硫化剂1~3份、活性剂2~10份、促进剂N-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺1~3份、软化剂5~10份、防老剂1~5份、纤维粘合剂2~5份、金属粘合剂2~5份和极性粘合剂1~3份;
所述纤维粘合剂为六甲氧基甲基蜜胺和粘合剂RS的混合物;所述金属粘合剂为硼酰化钴和轻质氧化镁的混合物;所述极性粘合剂选自马来酸酐络合物。
优选地,所述炭黑的型号选自N220和/或N330;所述硫化剂选自硫磺和4,4′-二硫代二吗啉的混合物;所述活性剂为氧化锌和硬脂酸的混合物;所述软化剂为石油树脂或芳烃油;所述防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和N-苯基-N'-基对苯二胺的混合物。
优选地,所述硫化剂中硫磺和4,4′-二硫代二吗啉的质量比为1:6.5~7.5;
所述活性剂中氧化锌和硬脂酸的质量比为5.5~6.5:1;
所述防老剂中2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和N-苯基-N'-基对苯二胺的质量比为2.5~3.5:1。
优选地,所述纤维粘合剂中六甲氧基甲基蜜胺和粘合剂RS的质量比为1:0.8~1.2;
所述极性粘合剂选自型号PM-18的马来酸酐络合物。
优选地,所述丁苯橡胶选自型号1500E丁苯橡胶。
本发明提供了一种上述技术方案所述芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶的制备方法,包括以下步骤:
将天然胶和丁苯橡胶预热后和促进剂、活性剂、白炭黑、防老剂、纤维粘合剂RS、极性粘合剂和金属粘合剂混炼,再加入炭黑和软化剂,排胶得到一段胶;
将所述一段胶停放7~9小时后和硫化剂、纤维粘合剂六甲氧基甲基蜜胺混炼,排胶,再次停放,得到芯胶。
优选地,所述天然胶和丁苯橡胶预热35~45s后和促进剂、活性剂、白炭黑、防老剂、纤维粘合剂RS、极性粘合剂和金属粘合剂混炼80~100s;
再加入炭黑和软化剂,温控至125~135℃排胶。
优选地,所述一段胶停放7~9小时后和硫化剂、纤维粘合剂六甲氧基甲基蜜胺混炼至95~105℃后排胶,再次停放7~9小时。
本发明提供了一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头的方法,包括以下步骤:
将上述技术方案所述芯胶压延,得到芯胶胶片;
分别剥去钢丝绳芯输送带和芳纶输送带的原覆盖胶和原芯胶,裸露出钢丝绳和芳纶布,按照阶梯互补的原则,割去多余的钢丝绳和芳纶布,铺设芯胶胶片和覆盖胶,加压硫化,冷却开模。
优选地,所述压延的上辊温度为75~85℃;中辊温度为70~80℃;下辊温度为40~50℃。
本发明提供了一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶,以重量份数计,包括以下组分:天然胶0~30份、丁苯橡胶70~100份、炭黑30~50份、沉淀法白炭黑0~10份、硫化剂1~3份、活性剂2~10份、促进剂N-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺1~3份、软化剂5~10份、防老剂1~5份、纤维粘合剂2~5份、金属粘合剂2~5份和极性粘合剂1~3份;所述纤维粘合剂为六甲氧基甲基蜜胺和粘合剂RS的混合物;所述金属粘合剂为硼酸化钴和轻质氧化镁的混合物;所述极性粘合剂选自马来酸酐络合物。本发明提供的芯胶中包括金属粘合剂、纤维粘合剂和极性粘合剂三种粘合体系,以天然胶和丁苯橡胶为主体胶料,再结合活性剂、硫化剂、软化剂、防老剂等,实现其与金属和纤维两种骨架材料的粘合,且具有良好的粘合力。还具有耐老化性能。实验结果表明:老化前钢丝绳粘合强度为144~175N/mm;老化后钢丝绳粘合强度为130~165N/mm;布层间粘合强度平均值为13.8~17.3N/mm;布层间粘合强度最小值为11.6~14.8N/mm。
附图说明
图1为本发明中钢丝绳输送带和芳纶输送带混合接头的俯视图。
具体实施方式
本发明提供了一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶,以重量份数计,包括以下组分:
天然胶0~30份、丁苯橡胶70~100份、炭黑30~50份、沉淀法白炭黑0~10份、硫化剂1~3份、活性剂2~10份、促进剂N-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺1~3份、软化剂5~10份、防老剂1~5份、纤维粘合剂2~5份、金属粘合剂2~5份和极性粘合剂1~3份;
所述纤维粘合剂为六甲氧基甲基蜜胺和粘合剂RS的混合物;所述金属粘合剂为硼酸化钴和轻质氧化镁的混合物;所述极性粘合剂选自马来酸酐络合物。
本发明提供的芯胶中包括金属粘合剂、纤维粘合剂和极性粘合剂三种粘合体系,以天然胶和丁苯橡胶为主体胶料,再结合活性剂、硫化剂、软化剂、防老剂等,实现其与金属和纤维两种骨架材料的粘合,且具有良好的粘合力。还具有耐老化性能。
本发明提供的芯胶以重量份数计,包括天然胶0~30份、丁苯橡胶70~100份。本发明以天然胶和丁苯橡胶为主体胶料;所述丁苯橡胶优选采用型号1500E丁苯橡胶。在具体实施例中,天然胶的用量为0份、20份或30份;所述丁苯橡胶的用量为80份、100份或70份。
本发明提供的芯胶包括炭黑30~50份、沉淀法白炭黑0~10份。所述炭黑的型号优选选自N220和/或N330;本发明采用炭黑和沉淀法白炭黑作为补强填充体系,避免了无机填料和成分不稳定的再生胶的使用。
本发明提供的芯胶包括硫化剂1~3份,所述硫化剂优选选自硫磺和4,4′-二硫代二吗啉(DTDM)的混合物。本发明选用DTDM作为硫磺给予体,在硫化温度下分解出活性硫,具有高效硫化性能。本发明采用的硫化剂体系能够提高芯胶中单硫键的生成量,单硫键键能高,使得芯胶的耐老化性能好。所述硫化剂中硫磺和4,4′-二硫代二吗啉的质量比优选为1:6.5~7.5;在具体实施例中,硫磺和DTDM的质量比为1:7。
本发明提供的芯胶包括活性剂2~10份;所述活性剂优选为氧化锌和硬脂酸的混合物;更优选为间接法氧化锌和硬脂酸的混合物。所述活性剂中氧化锌和硬脂酸的质量比为5.5~6.5:1;在具体实施例中,所述氧化锌和硬脂酸的质量比为6:1。
本发明提供的芯胶包括促进剂N-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NOBS)1~3份。所述NOBS的焦烧时间较长。
本发明提供的芯胶包括软化剂5~10份;所述软化剂优选为石油树脂或芳烃油。所述石油树脂的软化点温度较高,其作为芯胶的增塑体系,能够提高芯胶的耐热老化性。
本发明提供的芯胶包括防老剂1~5份;所述防老剂优选为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体(RD)和N-苯基-N'-基对苯二胺(4010NA)的混合物。所述防老剂中2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和N-苯基-N'-基对苯二胺的质量比为2.5~3.5:1;在具体实施例中,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和N-苯基-N'-基对苯二胺的质量比为3:1。所述RD和4010NA并用作为防老剂,对芯胶的抗屈挠龟裂性能尤为显著。
本发明提供的芯胶包括纤维粘合剂2~5份;所述纤维粘合剂为六甲氧基甲基蜜胺和粘合剂RS的混合物。六甲氧基甲基蜜胺记作纤维粘合剂A;纤维粘合剂RS是间苯二酚和硬脂酸的共混料。所述纤维粘合剂中六甲氧基甲基蜜胺和粘合剂RS的质量比为1:0.8~1.2;在具体实施例中,所述六甲氧基甲基蜜胺和粘合剂RS的质量比为1:1。
本发明提供的芯胶包括金属粘合剂2~5份;所述金属粘合剂为硼酰化钴和轻质氧化镁的混合物。所述硼酰化钴和轻质氧化镁的混合物中硼酰化钴和轻质氧化镁的质量比为1~5:1~4;在具体实施例中,所述硼酰化钴和轻质氧化镁的质量比为4:3、5:4或1:1。
本发明提供的芯胶包括极性粘合剂1~3份;所述粘合剂选自马来酸酐络合物。所述极性粘合剂优选选自型号PM-18的马来酸酐络合物。
本发明提供了一种上述技术方案所述芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶的制备方法,包括以下步骤:
将天然胶和丁苯橡胶预热后和促进剂、活性剂、白炭黑、防老剂、纤维粘合剂RS、极性粘合剂和金属粘合剂混炼,再加入炭黑和软化剂,排胶得到一段胶;
将所述一段胶停放7~9小时后和硫化剂、纤维粘合剂六甲氧基甲基蜜胺混炼,排胶,再次停放,得到芯胶。
本发明将天然胶和丁苯橡胶预热后和促进剂、活性剂、白炭黑、防老剂、部分纤维粘合剂、极性粘合剂和金属粘合剂混炼,再加入炭黑和软化剂,排胶得到一段胶。优选地,所述天然胶和丁苯橡胶预热35~45s后和促进剂、活性剂、白炭黑、防老剂、纤维粘合剂RS、极性粘合剂和金属粘合剂混炼80~100s;再加入炭黑和软化剂,温控至125~135℃排胶。
得到一段胶后,本发明将所述一段胶停放7~9小时后和硫化剂、剩余部分纤维粘合剂混炼,排胶,再次停放,得到芯胶。在本发明中,所述一段胶停放7~9小时后和硫化剂、纤维粘合剂六甲氧基甲基蜜胺混炼至95~105℃后排胶,再次停放7~9小时。
本发明提供了一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头的方法,包括以下步骤:
将上述技术方案所述芯胶压延,得到芯胶胶片;
分别剥去钢丝绳芯输送带和芳纶输送带的原覆盖胶和原芯胶,裸露出钢丝绳和芳纶布,按照阶梯互补的原则,割去多余的钢丝绳和芳纶布,铺设芯胶胶片和覆盖胶,加压硫化,冷却开模。
参见图1,图1为本发明中钢丝绳输送带和芳纶输送带混合接头的俯视图。其中,1为钢丝绳,2为芯胶,3为芳纶布。
在本发明中,所述压延采用压延机,压延的上辊温度优选为75~85℃;中辊温度为70~80℃;下辊温度为40~50℃。
加压硫化过程中,首先接好加热板的输入电源。然后接进电源线、接地线及热电偶所有接线后才能通电。温度上升至70~80℃要再紧一遍螺母,温度上升至100℃时开始加压至工艺要求压力。升温至145℃后进行保温、保压,期间经常检查温度和压力情况,及时调整至工艺范围。硫化结束后全面切断电源,通水冷却。冷却到60℃以下后,按安装反顺序拆卸。
本发明采用MT 668-2008对芯胶老化前和老化后对钢丝绳的粘合强度进行测试;本发明采用GB/T 7984-2013对布层间粘合强度进行测试。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶、其制备方法及其应用进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶由以下重量份的成分组成:天然胶20,丁苯橡胶80,硫磺0.3,DTDM 2.1,NOBS 1.5,氧化锌6,硬脂酸1,白炭黑7,N330 50,石油树脂8,RD 3,4010NA 1,粘合剂A2,粘合剂RS 2,PM-18 2,硼酰化钴2,氧化镁1.5。
将天然塑炼胶和丁苯橡胶投入密炼机预热40s,然后加入NOBS、氧化锌、硬脂酸、白炭黑、RD、4010NA、粘合剂RS、粘合剂PM-18、硼酰化钴、氧化镁混炼90S,然后加入炭黑和软化剂,温控130℃排胶,制成一段胶。一段胶停放8小时后,投入密炼机加入硫磺、DTDM、粘合剂A混炼到100℃排胶,得到芯胶。
本发明对实施例1制备的芯胶进行性能测试,结果见表1,表1为本发明实施例1制备的芯胶的性能测试结果:
表1本发明实施例1制备的芯胶的性能测试结果
检测项目 | 单位 | 指标 | 试验结果 |
老化前钢丝绳粘合强度(ST2000) | N/mm | ≥112 | 170 |
老化后钢丝绳粘合强度(ST2000) | N/mm | ≥105 | 158 |
布层间粘合强度平均值 | N/mm | ≥4.5 | 16.8 |
布层间粘合强度最小值 | N/mm | ≥3.9 | 13.2 |
实施例2
一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶由以下重量份的成分组成:丁苯橡胶100,硫磺0.3,DTDM 2.1,NOBS 1.5,氧化锌6,硬脂酸1,白炭黑5,N330 55,芳烃油7,RD 3,4010NA 1,粘合剂A 2,粘合剂RS 2,PM-18 1.5,硼酰化钴1.5,氧化镁1.5。
将天然塑炼胶和丁苯橡胶投入密炼机预热40s,然后加入NOBS、氧化锌、硬脂酸、白炭黑、RD、4010NA、粘合剂RS、粘合剂PM-18、硼酰化钴、氧化镁混炼90S,然后加入炭黑和软化剂,温控130℃排胶,制成一段胶。一段胶停放8小时后,投入密炼机加入硫磺、DTDM、粘合剂A混炼到100℃排胶,得到芯胶。
本发明对实施例2制备的芯胶进行性能测试,结果见表2,表2为本发明实施例2制备的芯胶的性能测试结果:
表2本发明实施例2制备的芯胶的性能测试结果
检测项目 | 单位 | 指标 | 试验结果 |
老化前钢丝绳粘合强度(ST2000) | N/mm | ≥112 | 175 |
老化后钢丝绳粘合强度(ST2000) | N/mm | ≥105 | 165 |
布层间粘合强度平均值 | N/mm | ≥4.5 | 17.3 |
布层间粘合强度最小值 | N/mm | ≥3.9 | 14.8 |
实施例3
一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶由以下重量份的成分组成:天然胶30,丁苯橡胶70,硫磺0.3,DTDM 2.1,NOBS 1.5,氧化锌6,硬脂酸1,白炭黑8,N330 45,芳烃油5,RD 3,4010NA 1,粘合剂A 2,粘合剂RS 2,PM-18 1.5,硼酰化钴1.5,氧化镁1.2。
将天然塑炼胶和丁苯橡胶投入密炼机预热40s,然后加入NOBS、氧化锌、硬脂酸、白炭黑、RD、4010NA、粘合剂RS、粘合剂PM-18、硼酰化钴、氧化镁混炼90s,然后加入炭黑和软化剂,温控130℃排胶,制成一段胶。一段胶停放8小时后,投入密炼机加入硫磺、DTDM、粘合剂A混炼到100℃排胶,得到芯胶。
本发明对实施例3制备的芯胶进行性能测试,结果见表3,表3为本发明实施例3制备的芯胶的性能测试结果:
表3本发明实施例3制备的芯胶的性能测试结果
检测项目 | 单位 | 指标 | 试验结果 |
老化前钢丝绳粘合强度(ST2000) | N/mm | ≥112 | 144 |
老化后钢丝绳粘合强度(ST2000) | N/mm | ≥105 | 130 |
布层间粘合强度平均值 | N/mm | ≥4.5 | 13.8 |
布层间粘合强度最小值 | N/mm | ≥3.9 | 11.6 |
由以上实施例可知,本发明提供了一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶,以重量份数计,包括以下组分:天然胶0~30份、丁苯橡胶70~100份、炭黑30~50份、沉淀法白炭黑0~10份、硫化剂1~3份、活性剂2~10份、促进剂N-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺1~3份、软化剂5~10份、防老剂1~5份、纤维粘合剂2~5份、金属粘合剂2~5份和极性粘合剂1~3份;所述纤维粘合剂为六甲氧基甲基蜜胺和粘合剂RS的混合物;所述金属粘合剂为硼酸化钴和轻质氧化镁的混合物;所述极性粘合剂选自马来酸酐络合物。本发明提供的芯胶中包括金属粘合剂、纤维粘合剂和极性粘合剂三种粘合体系,以天然胶和丁苯橡胶为主体胶料,再结合活性剂、硫化剂、软化剂、防老剂等,实现其与金属和纤维两种骨架材料的粘合,且具有良好的粘合力。还具有耐老化性能。实验结果表明:老化前钢丝绳粘合强度为144~175N/mm;老化后钢丝绳粘合强度为130~165N/mm;布层间粘合强度平均值为13.8~17.3N/mm;布层间粘合强度最小值为11.6~14.8N/mm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,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的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶,以重量份数计,包括以下组分:
天然胶0~30份、丁苯橡胶70~100份、炭黑30~50份、沉淀法白炭黑0~10份、硫化剂1~3份、活性剂2~10份、促进剂N-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺1~3份、软化剂5~10份、防老剂1~5份、纤维粘合剂2~5份、金属粘合剂2~5份和极性粘合剂1~3份;
所述纤维粘合剂为质量比为1:0.8~1.2的六甲氧基甲基蜜胺和粘合剂RS的混合物,粘合剂RS是间苯二酚和硬脂酸的共混料;所述金属粘合剂为质量比1~5:1~4的硼酰化钴和轻质氧化镁的混合物;所述极性粘合剂选自型号PM-18的马来酸酐络合物;
所述炭黑的型号选自N220和/或N330;所述硫化剂选自质量比为1:6.5~7.5的硫磺和4,4′-二硫代二吗啉的混合物;所述活性剂为质量比5.5~6.5:1的氧化锌和硬脂酸的混合物;所述软化剂为石油树脂或芳烃油;所述防老剂为质量比2.5~3.5:1的2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和N-苯基-N'-基对苯二胺的混合物。
2.根据权利要求1所述的芯胶,其特征在于,所述丁苯橡胶选自型号1500E丁苯橡胶。
3.一种权利要求1~2任一项所述芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头用芯胶的制备方法,包括以下步骤:
将天然胶和丁苯橡胶预热后和促进剂、活性剂、白炭黑、防老剂、纤维粘合剂RS、极性粘合剂和金属粘合剂混炼,再加入炭黑和软化剂,排胶得到一段胶;
将所述一段胶停放7~9小时后和硫化剂、纤维粘合剂六甲氧基甲基蜜胺混炼,排胶,再次停放,得到芯胶。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述天然胶和丁苯橡胶预热35~45s后和促进剂、活性剂、白炭黑、防老剂、纤维粘合剂RS、极性粘合剂和金属粘合剂混炼80~100s;
再加入炭黑和软化剂,温控至125~135℃排胶。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述一段胶停放7~9小时后和硫化剂、纤维粘合剂六甲氧基甲基蜜胺混炼至95~105℃后排胶,再次停放7~9小时。
6.一种芳纶输送带与钢丝绳芯输送带混合接头的方法,包括以下步骤:
将权利要求1~2任一项所述芯胶或权利要求3~5任一项所述方法制备的芯胶压延,得到芯胶胶片;
分别剥去钢丝绳芯输送带和芳纶输送带的原覆盖胶和原芯胶,裸露出钢丝绳和芳纶布,按照阶梯互补的原则,割去多余的钢丝绳和芳纶布,铺设芯胶胶片和覆盖胶,加压硫化,冷却开模。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述压延的上辊温度为75~85℃;中辊温度为70~80℃;下辊温度为40~50℃。
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