CN111410504A - 一种防护型建材用防火材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种防护型建材用防火材料及其制备方法，该防火材料由以下重量份原料加工制备而成，改性气凝胶0.3‑0.8份、氧化镁20‑40份、碳酸钙粉末8‑12份、砂浆混凝土纤维丝0.2‑0.5份、再分散性乳胶粉0.5‑2份、硫酸镁溶液25‑30份、光固化树脂2‑6份；本发明通过对浇有浆料的模具进行处理，避免大量空气混入，使浆料快速整平，还通过在浆料中加入光固化树脂作为原料，当模具中的浆料整平除泡之后，通过传送带将浆料送入初定型装置中，通过紫外LED灯发出紫外光促进浆料的固化，使模具中的浆料表面具有一定强度，不会因为转移而发生形变，从而方便了模具的批量转移与浆料的养护定型，使浆料浇筑与养护的场所能够分开，有利于工业化生产的高效率进行。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体的，涉及一种防护型建材用防火材料及其制备方法。
背景技术
由于建筑火灾频发，人们对于建筑建材的防火性能更加关注，尤其是很多保温材料由于材料都具有易燃、燃烧产生有毒气体的特性，在实际使用时，燃烧并产生有毒害气体，影响建筑安全，因此现有技术中，在保证材料的保温性能的同时，还需要提升材料的防火性能。
但是为了保证防火性质，很多防火材料的密度较大，这样会限制防火材料的使用范围，同时，在防火材料干燥定型的过程中，受干燥收缩影响，成型的防火材料容易出现开裂现象，严重影响成型产品质量；在以浆料态的原料生产防火板材的过程中，由于浆料具有流动性，因此在将原料加入模具中后，需要避免移动模具，避免浆料晃动造成养护定型后的产品出现变形，但是这样会大大提升生产难度，导致原料浇灌与养护定型的场地受到了限制，同时也直接提升了浆料的浇灌难度，为了解决上述文退，本发明提供了以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防护型建材用防火材料的制备方法。
本发明需要解决的技术问题为：
1、为了保证防火性质，很多防火材料的密度较大，这样会限制防火材料的使用范围，同时，在防火材料干燥定型的过程中，受干燥收缩影响，成型的防火材料容易出现开裂现象，严重影响成型产品质量。
2、在以浆料态的原料生产防火板材的过程中，由于浆料具有流动性，因此在将原料加入模具中后，需要避免移动模具，避免浆料晃动造成养护定型后的产品出现变形，但是这样会大大提升生产难度，导致原料浇灌与养护定型的场地受到了限制，同时也直接提升了浆料的浇灌难度。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种防护型建材用防火材料，由以下重量份原料加工制备而成，改性气凝胶0.3-0.8份、氧化镁20-40份、碳酸钙粉末8-12份、砂浆混凝土纤维丝0.2-0.5份、再分散性乳胶粉0.5-2份、硫酸镁溶液25-30份、光固化树脂2-6份；
所述改性气凝胶的制备方法为：
S1、将溶剂、去离子水与催化剂均匀混合后，向其中加入气凝胶前驱体混合均匀，通过溶胶-凝胶法形成溶胶，将溶胶注入模具中静置形成湿凝胶，将湿凝胶干燥后得到块状的改性氧化硅气凝胶；
S2、将上一步骤得到的块状的改性氧化硅气凝胶粉碎形成粒径为0.5-2mm的氧化硅气凝胶颗粒；
S3、配制六甲基二硅氮烷的二氯甲烷溶液，其中六甲基二硅氮烷的质量浓度为4%-5.5%，将上一步骤切割得到的片状的氧化硅气凝胶完全浸入其中，反应30-40min后，在45-60℃的温度下对氧化硅气凝胶进行干燥，得到改性气凝胶。
作为本发明的进一步方案，所述光固化树脂包括双酚A环氧丙烯酸酯与酚醛环氧丙烯酸酯。
作为本发明的进一步方案，所述气凝胶前驱体为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯中的一种，所述溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或异丁醇中的一种，所述催化剂为碳酸、磷酸、柠檬酸、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氨水或氯化铵中的一种。
所述防护型建材用防火材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将上述各原料均匀混合后得到浆料待用；
步骤二，在模具的内表面擦涂脱模剂，向模具内注入浆料，然后在浆料的表面铺设一层多孔玻纤布，然后铺设一层浆料，刮平，铺设多孔玻纤布，再铺设一层浆料，刮平后待用；
步骤三，通过成型工装对模具内的浆料进行定型；
步骤四，将定型后的浆料脱模后在温度25-30℃，湿度为65%-70%的条件下养护6-8天，得到成品的防火材料。
作为本发明的进一步方案，所述成型工装包括传送带，传送带1穿过初定型装置，传送带的进料一端设置有振动台，振动台的上方设置有定型抽真空装置，传送带的另一端设置有整平装置，初定型装置的出料一端设置有横流风机；
所述定型抽真空装置包括安装基板，安装基板通过支脚固定安装在安装平面上，安装基板上固定设置有滑轨以及设置在滑轨两端的丝杆安装架，丝杆安装架上转动设置有丝杆，丝杆的一端与驱动电机的轴伸端固定连接，驱动电机固定安装在安装基板上，丝杆上套接有丝杠套，丝杠套的底部与滑轨滑动连接，丝杠套上固定设置有定位安装板，定位安装板上滑动安装有管固定板，定位安装板上固定安装有第一驱动气缸，第一驱动气缸的气缸轴与管固定板固定连接，管固定装置通过第一驱动气缸驱动在定位安装板上滑动，所述管固定装置上固定有硬质连接管，硬质连接管的一端固定连接有密封盖板，硬质连接管的另一端通过软管连接有抽真空机，所述密封盖板朝向振动台的一面设置有一层橡胶层；
所述振动台包括支撑座，支撑座上固定有支撑平台，支撑平台的四个边角处设置有挡块，挡块采用橡胶材料制成，支撑座底部固定设置有振动电机；
所述初定型装置内沿传送带传输方向设置有若干紫外LED灯珠，初定型装置的上方设置有通气管，通气管通过软管连接有抽气风机。
作为本发明的进一步方案，所述整平装置包括安装横杆，安装横杆通过固定杆固定安装在安装平面上，所述安装横杆上固定有安装架，安装架上固定安装有第二驱动气缸，第二驱动气缸的轴伸端固定连接有安装块，安装块由橡胶材料加工制备而成，安装块固定连接有砂磨块，所述安装块固定连接有限位滑杆的一端，限位滑杆的另一端与安装架滑动连接，通过第二驱动气缸能够驱动砂磨块在竖直方向上滑动调节位置。
作为本发明的进一步方案，通过成型工装对模具中的浆料进行定型的方法为：
通过机械手将设置有浆料与多孔玻纤布的模具放置在振动台上，通过驱动电机调节密封盖板在横向上的位置，通过第一驱动电机驱动硬质连接管与密封盖板下移，使密封盖板密封盖在模具上，密封盖板不与模具内的浆料接触；
开启振动电机与抽真空机，通过抽真空机工作，在模具内产生负压，通过振动电机工作将浆料中的气泡转移至浆料表面，除去浆料中的气泡；
将完成除气泡的模具转移至传送带上，当模具转移至初定型装置内后，通过紫外LED灯珠发出的紫外光对模具内的浆料进行光固化，当模具转移出初定型装置后，浆料的表层完成固化；
当模具转移出初定型装置后，通过横流风机将模具内表层的未结合为一体的粉末状物吹扫除去，并降温；
当模具转移至整平装置的下方时，通过第二驱动气缸驱动砂磨块下移，使砂磨块对模具内的浆料表面产生一定压力，并保持砂磨块的位置使模具通过整平装置，以除去模具内浆料表面明显的凸起部分。
本发明的有益效果：
1、本发明采用改性气凝胶作为填充材料，改性气凝胶一方面能够降低成型的防火材料的密度，同时，由于气凝胶具有良好的孔隙结构，能够缓解防火材料在固化过程中应力影响产生的裂纹情况，同时气凝胶丰富的孔隙结构能够提升防火材料的保温效果，同时通过对气凝胶进行疏水改性，避免在混合物料的过程中气凝胶吸附大量水分，从而影响原料中的水分被吸收后的排出，导致养护时间变长，成型的材料的强度。
2、本发明通过定型抽真空装置与振动台对浇有浆料的模具进行处理，从而将浆料中的气泡去除，并使浆料铺散均匀，一方面能够提升成型的防火材料的强度，避免大量空气混入，另一方面，能够使浆料快速整平，避免局部定型导致成品防火材料的形状不均匀，本发明通过在浆料中加入光固化树脂作为原料，当模具中的浆料整平除泡之后，通过传送带将浆料送入初定型装置中，通过紫外LED灯发出紫外光促进浆料的固化，使模具中的浆料表面具有一定强度，不会因为转移而发生形变，从而方便了模具的批量转移与浆料的养护定型，使浆料浇筑与养护的场所能够分开，有利于工业化生产的高效率进行。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1为本发明所述成型工装的结构示意图。
图2为定型抽真空装置的结构示意图。
图3为振动台的结构示意图。
图4为整平装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种防护型建材用防火材料，由以下重量份原料加工制备而成，改性气凝胶0.3-0.8份、氧化镁20-40份、碳酸钙粉末8-12份、砂浆混凝土纤维丝0.2-0.5份、再分散性乳胶粉0.5-2份、硫酸镁溶液25-30份、光固化树脂2-6份；
所述光固化树脂包括双酚A环氧丙烯酸酯与酚醛环氧丙烯酸酯；
该防火材料的制备方法为：
步骤一，将上述各原料均匀混合后得到浆料待用；
步骤二，在模具的内表面擦涂脱模剂，向模具内注入一定厚度的浆料，然后在浆料的表面铺设一层多孔玻纤布，然后铺设一层浆料，刮平，铺设多孔玻纤布，再铺设一层浆料，刮平后待用；
步骤三，通过成型工装对模具内的浆料进行定型，避免在模具转移过程中，模具内的浆料发生形变，影响成品的质量；
步骤四，将定型后的浆料脱模后在温度25-30℃，湿度为65%-70%的条件下养护6-8天，得到成品的防火材料。
本发明采用改性气凝胶作为填充材料，改性气凝胶一方面能够降低成型的防火材料的密度，同时，由于气凝胶具有良好的孔隙结构，能够缓解防火材料在固化过程中应力影响产生的裂纹情况，同时气凝胶丰富的孔隙结构能够提升防火材料的保温效果。
所述改性气凝胶的制备方法为：
S1、将溶剂、去离子水与催化剂均匀混合后，向其中加入气凝胶前驱体混合均匀，通过溶胶-凝胶法形成溶胶，将溶胶注入模具中静置形成湿凝胶，将湿凝胶干燥后得到块状的改性氧化硅气凝胶；
S2、将上一步骤得到的块状的改性氧化硅气凝胶粉碎形成粒径为0.5-2mm的氧化硅气凝胶颗粒；
S3、配制六甲基二硅氮烷的二氯甲烷溶液，其中六甲基二硅氮烷的质量浓度为4%-5.5%，将上一步骤切割得到的片状的氧化硅气凝胶完全浸入其中，反应30-40min后，在45-60℃的温度下对氧化硅气凝胶进行干燥，完成对氧化硅气凝胶的疏水改性。
所述气凝胶前驱体为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯，所述溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或异丁醇，所述催化剂为碳酸、磷酸、柠檬酸、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氨水或氯化铵；
通过对气凝胶进行疏水改性，避免在混合物料的过程中气凝胶吸附大量水分，从而影响原料中的水分被吸收后的排出，导致养护时间变长，成型的材料的强度。
如图1至图4所示，所述成型工装包括传送带1，传送带1穿过初定型装置5，传送带1的进料一端设置有振动台6，振动台6的上方设置有定型抽真空装置2，传送带1的另一端设置有整平装置3，初定型装置5的出料一端设置有横流风机4；
所述传送带1的表面沿传送带1传输方向均匀设置有若干挡块，用以防止模具在传送带上沿传送带传输方向发生相对滑动；
所述定型抽真空装置2包括安装基板22，安装基板22通过支脚21固定安装在安装平面上，安装基板22上固定设置有滑轨23以及设置在滑轨23两端的丝杆安装架24，丝杆安装架24上转动设置有丝杆26，丝杆26的一端与驱动电机25的轴伸端固定连接，驱动电机25固定安装在安装基板22上，丝杆26上套接有丝杠套27，丝杠套27的底部与滑轨23滑动连接，丝杠套27上固定设置有定位安装板28，定位安装板28上滑动安装有管固定板29，定位安装板28上固定安装有第一驱动气缸211，第一驱动气缸211的气缸轴与管固定板29固定连接，管固定装置29通过第一驱动气缸211驱动在定位安装板28上滑动，所述管固定装置29上固定有硬质连接管210，硬质连接管210的一端固定连接有密封盖板212，硬质连接管210的另一端通过软管连接有抽真空机，所述密封盖板212朝向振动台6的一面设置有一层橡胶层；
所述振动台6包括支撑座62，支撑座62上固定有支撑平台61，支撑平台61的四个边角处设置有挡块63，以防止放置在支撑平台61上的模具在振动过程中脱离支撑平台61，挡块63采用橡胶材料制成，支撑座62的底部固定设置有振动电机64；
所述初定型装置5内沿传送带传输方向设置有若干紫外LED灯珠，初定型装置的上方设置有通气管51，通气管51通过软管连接有抽气风机，将紫外LED灯珠在照射固化的过程中产生的烟雾及时转移；
所述整平装置3包括安装横杆31，安装横杆31通过固定杆32固定安装在安装平面上，所述安装横杆31上固定有安装架33，安装架33上固定安装有第二驱动气缸34，第二驱动气缸34的轴伸端固定连接有安装块36，安装块36由橡胶材料加工制备而成，安装块36固定连接有砂磨块37，所述安装块36固定连接有限位滑杆35的一端，限位滑杆35的另一端与安装架33滑动连接，通过第二驱动气缸34能够驱动砂磨块37在竖直方向上滑动调节位置。
通过成型工装对模具中的浆料进行定型的方法为：
通过机械手将设置有浆料与多孔玻纤布的模具放置在振动台6上，通过驱动电机25调节密封盖板212在横向上的位置，通过第一驱动电机211驱动硬质连接管210与密封盖板212下移，使密封盖板212密封盖在模具上，密封盖板212不与模具内的浆料接触；
开启振动电机64与抽真空机，通过抽真空机工作，在模具内产生负压，通过振动电机64工作将浆料中的气泡转移至浆料表面，从而除去浆料中的气泡；
将完成除气泡的模具转移至传送带上，当模具转移至初定型装置5内后，通过紫外LED灯珠发出的紫外光对模具内的浆料进行光固化，当模具转移出初定型装置5后，浆料的表层完成固化并具有一定强度；
当模具转移出初定型装置5后，通过横流风机4将模具内表层的未结合为一体的粉末状物吹扫除去，并起到一定的降温效果；
当模具转移至整平装置3的下方时，通过第二驱动气缸34驱动砂磨块37下移，使砂磨块37对模具内的浆料表面产生一定压力，并保持砂磨块37的位置使模具通过整平装置3，以除去模具内浆料表面明显的凸起部分。
本发明通过定型抽真空装置与振动台对浇有浆料的模具进行处理，从而将浆料中的气泡去除，并使浆料铺散均匀，一方面能够提升成型的防火材料的强度，避免大量空气混入，另一方面，能够使浆料快速整平，避免局部定型导致成品防火材料的形状不均匀，本发明通过在浆料中加入光固化树脂作为原料，当模具中的浆料整平除泡之后，通过传送带将浆料送入初定型装置5中，通过紫外LED灯发出紫外光促进浆料的固化，使模具中的浆料表面具有一定强度，不会因为转移而发生形变，从而方便了模具的批量转移与浆料的养护定型，使浆料浇筑与养护的场所能够分开，有利于工业化生产的高效率进行。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种防护型建材用防火材料，其特征在于，由以下重量份原料加工制备而成，改性气凝胶0.3-0.8份、氧化镁20-40份、碳酸钙粉末8-12份、砂浆混凝土纤维丝0.2-0.5份、再分散性乳胶粉0.5-2份、硫酸镁溶液25-30份、光固化树脂2-6份；
所述改性气凝胶的制备方法为：
S1、将溶剂、去离子水与催化剂均匀混合后，向其中加入气凝胶前驱体混合均匀，通过溶胶-凝胶法形成溶胶，将溶胶注入模具中静置形成湿凝胶，将湿凝胶干燥后得到块状的改性氧化硅气凝胶；
S2、将上一步骤得到的块状的改性氧化硅气凝胶粉碎形成粒径为0.5-2mm的氧化硅气凝胶颗粒；
S3、配制六甲基二硅氮烷的二氯甲烷溶液，其中六甲基二硅氮烷的质量浓度为4%-5.5%，将上一步骤切割得到的片状的氧化硅气凝胶完全浸入其中，反应30-40min后，在45-60℃的温度下对氧化硅气凝胶进行干燥，得到改性气凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种防护型建材用防火材料，其特征在于，所述光固化树脂包括双酚A环氧丙烯酸酯与酚醛环氧丙烯酸酯。
3.根据权利要求1所述的一种防护型建材用防火材料，其特征在于，所述气凝胶前驱体为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯中的一种，所述溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或异丁醇中的一种，所述催化剂为碳酸、磷酸、柠檬酸、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氨水或氯化铵中的一种。
4.根据权利要求1所述防护型建材用防火材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将上述各原料均匀混合后得到浆料待用；
步骤二，在模具的内表面擦涂脱模剂，向模具内注入浆料，然后在浆料的表面铺设一层多孔玻纤布，然后铺设一层浆料，刮平，铺设多孔玻纤布，再铺设一层浆料，刮平后待用；
步骤三，通过成型工装对模具内的浆料进行定型；
步骤四，将定型后的浆料脱模后在温度25-30℃，湿度为65%-70%的条件下养护6-8天，得到成品的防火材料。
5.根据权利要求4所述防护型建材用防火材料的制备方法，其特征在于，所述成型工装包括传送带(1)，传送带1穿过初定型装置(5)，传送带(1)的进料一端设置有振动台(6)，振动台(6)的上方设置有定型抽真空装置(2)，传送带(1)的另一端设置有整平装置(3)，初定型装置(5)的出料一端设置有横流风机(4)；
所述定型抽真空装置(2)包括安装基板(22)，安装基板(22)通过支脚(21)固定安装在安装平面上，安装基板(22)上固定设置有滑轨(23)以及设置在滑轨(23)两端的丝杆安装架(24)，丝杆安装架(24)上转动设置有丝杆(26)，丝杆(26)的一端与驱动电机(25)的轴伸端固定连接，驱动电机(25)固定安装在安装基板(22)上，丝杆(26)上套接有丝杠套(27)，丝杠套(27)的底部与滑轨(23)滑动连接，丝杠套(27)上固定设置有定位安装板(28)，定位安装板(28)上滑动安装有管固定板(29)，定位安装板(28)上固定安装有第一驱动气缸(211)，第一驱动气缸(211)的气缸轴与管固定板(29)固定连接，管固定装置(29)通过第一驱动气缸(211)驱动在定位安装板(28)上滑动，所述管固定装置(29)上固定有硬质连接管(210)，硬质连接管(210)的一端固定连接有密封盖板(212)，硬质连接管(210)的另一端通过软管连接有抽真空机，所述密封盖板(212)朝向振动台(6)的一面设置有一层橡胶层；
所述振动台(6)包括支撑座(62)，支撑座(62)上固定有支撑平台(61)，支撑平台(61)的四个边角处设置有挡块(63)，挡块(63)采用橡胶材料制成，支撑座(62)的底部固定设置有振动电机(64)；
所述初定型装置(5)内沿传送带传输方向设置有若干紫外LED灯珠，初定型装置的上方设置有通气管(51)，通气管(51)通过软管连接有抽气风机。
6.根据权利要求5所述防护型建材用防火材料的制备方法，其特征在于，所述整平装置(3)包括安装横杆(31)，安装横杆(31)通过固定杆(32)固定安装在安装平面上，所述安装横杆(31)上固定有安装架(33)，安装架(33)上固定安装有第二驱动气缸(34)，第二驱动气缸(34)的轴伸端固定连接有安装块(36)，安装块(36)由橡胶材料加工制备而成，安装块(36)固定连接有砂磨块(37)，所述安装块(36)固定连接有限位滑杆(35)的一端，限位滑杆(35)的另一端与安装架(33)滑动连接，通过第二驱动气缸(34)能够驱动砂磨块(37)在竖直方向上滑动调节位置。
7.根据权利要求5所述防护型建材用防火材料的制备方法，其特征在于，通过成型工装对模具中的浆料进行定型的方法为：
通过机械手将设置有浆料与多孔玻纤布的模具放置在振动台(6)上，通过驱动电机(25)调节密封盖板(212)在横向上的位置，通过第一驱动电机(211)驱动硬质连接管(210)与密封盖板(212)下移，使密封盖板(212)密封盖在模具上，密封盖板(212)不与模具内的浆料接触；
开启振动电机(64)与抽真空机，通过抽真空机工作，在模具内产生负压，通过振动电机(64)工作将浆料中的气泡转移至浆料表面，除去浆料中的气泡；
将完成除气泡的模具转移至传送带(1)上，当模具转移至初定型装置(5)内后，通过紫外LED灯珠发出的紫外光对模具内的浆料进行光固化，当模具转移出初定型装置(5)后，浆料的表层完成固化；
当模具转移出初定型装置(5)后，通过横流风机(4)将模具内表层的未结合为一体的粉末状物吹扫除去，并降温；
当模具转移至整平装置(3)的下方时，通过第二驱动气缸(34)驱动砂磨块(37)下移，使砂磨块(37)对模具内的浆料表面产生一定压力，并保持砂磨块(37)的位置使模具通过整平装置(5)，以除去模具内浆料表面明显的凸起部分。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xu Chunlei Inventor after: Lu Honghuan Inventor after: Wang Ping Inventor after: Other inventor requests not to publish the name Inventor before: Request for anonymity |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210625 Address after: Room 501, 127-7 DONGBANG, Rongxiang, Binhu District, Wuxi City, Jiangsu Province, 214100 Applicant after: Xu Chunlei Address before: 214200 No.241 Shangtang, Dongjiao Village, Yicheng street, Yixing City, Wuxi City, Jiangsu Province Applicant before: Jiang Hongming |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |