CN112280131A - 一种丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种丙烯酸酯‑氯丁胶乳的复合乳液，按重量份数，包括以下组分：丙烯酸酯单体混合物20～40份、氯丁胶乳40～60份、乳化剂2～10份、引发剂1～5份、消泡剂1～5份、分子链转移剂1～5份、pH调节剂1～5份、去离子水60～80份，缓冲剂1～5份。这种丙烯酸酯‑氯丁胶乳的复合乳液，采用共混法将丙烯酸乳液加入水性氯丁胶乳之中，制备丙烯酸酯/氯丁胶乳复合乳液，丙烯酸乳液具有优良的初粘性、耐老化性、耐水性和高温持粘力，能与水性氯丁胶乳性能互补，实现协同增强的效果，使该复合胶乳具有初粘力高、热稳定性和储存稳定性好的性能。本发明还提供了上述复合乳液的制备方法。

Description

一种丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶粘剂的技术领域，尤其是涉及一种丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液及其制备方法。
背景技术
市场上各种各样的家具、箱包，以及交通工具的座垫制造中，其海绵、塑料、木材和皮革间的粘结使用的最常用树脂为聚氨酯树脂、SBS、氯丁橡胶和丙烯酸树脂等。由于国家环保政策的推进，含有机挥发物(VOC)的化工产品将受到严格限制，上述的溶胶逐渐从溶剂胶转变为水性氯丁胶乳的胶粘剂。
但是在水性胶粘剂的应用中，单组分水性氯丁胶乳存在初粘差、干燥时间长、耐水性差和高温持粘力差的缺点，而家具材料粘接对胶粘剂的综合性能要求越来越高，单一体系的水性胶粘剂已不能满足要求。
公开号为CN101492594A的中国专利，提供了一种氯丁胶乳型胶黏剂及其制备方法，其中，氯丁胶乳型胶黏剂由如下质量百分数的原料制成：苯丙乳液30～60％；氯丁胶乳30～60％；增粘乳液5～20％；凝结剂水溶液0.2～3％；防老剂0.1～0.5％；稳定剂0.1～1％；金属氧化物0.2～0.5％；增稠剂0.2～1％。该专利通过丙烯酸酯类单体(丙烯酸丁酯，丙烯酸异辛酯等)和苯乙烯，制备苯丙乳液，用该乳液改性氯丁胶乳，从而改善氯丁乳胶的性能。但该胶黏剂仍可能存在稳定性问题。
因此，有必要研究多种体系乳液共混或者共聚等改性制备性能互补的复合乳液胶粘剂，并开发出粘合性能好的复合乳液。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液，采用共混法将丙烯酸乳液加入水性氯丁胶乳之中，制备丙烯酸酯/氯丁胶乳复合乳液，丙烯酸乳液具有优良的初粘性、耐老化性、耐水性和高温持粘力，能与水性氯丁胶乳性能互补，实现协同增强的效果，使该复合胶乳具有初粘力高、热稳定性和储存稳定性好的性能。本发明还提供了上述复合乳液的制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液，按重量份数，包括以下组分：
丙烯酸酯单体混合物20～40份、氯丁胶乳40～60份、乳化剂2～10份、引发剂1～5份、消泡剂1～5份、分子链转移剂1～5份、pH调节剂1～5份、去离子水60～80份，缓冲剂1～5份。
作为本发明技术方案的进一步描述，一种丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液，按重量份数，包括以下组分：
丙烯酸酯单体混合物20份、氯丁胶乳40份、乳化剂2份、引发剂1份、消泡剂2份、分子链转移剂1份、pH调节剂1份、去离子水60份，缓冲剂3份。
作为本发明技术方案的进一步描述，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、N-十二烷基二甲胺、聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚中的至少一种。
作为本发明技术方案的进一步描述，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵或过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺中的至少一种。
作为本发明技术方案的进一步描述，所述消泡剂为阳离子乳化硅油557、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
作为本发明技术方案的进一步描述，所述pH调节剂为Na2CO3或NH4Cl；所述氯丁胶乳为德国拜耳公司C84、C2694其中的一种或者两种复配。
作为本发明技术方案的进一步描述，所述分子链转移剂为十二烷基硫醇、巯基乙醇、巯基乙酸、3-巯基丙酸异辛酯中的至少一种。
作为本发明技术方案的进一步描述，所述丙烯酸酯单体混合物为丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、β-羧乙基丙烯酸酯中的至少一种。
本发明还提供了上述丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按重量份数，取30～50份去离子水和乳化剂2～10份，混合分散制成乳化剂溶液，将丙烯酸酯单体混合物20～40份缓缓加入到分散好的乳化剂溶液中，搅拌20～40min直到呈现均匀稳定的乳白色预乳液；将去离子水30～50份、釜底乳化剂2～10份、釜底引发剂1～5份和缓冲剂1～5份加入到四口烧瓶中，恒温水浴槽加热，边搅拌边升温至80～84℃；取预乳液作为种子乳液加入到反应釜中，保温30～60min；种子乳液形成后，同时滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，控制加料时间在3～4h，然后升温至84～86℃保温约2h；反应完成后降温，加入适量氨水调乳液pH＝6～7，过滤出料即可，得自制的丙烯酸酯乳液；
(2)取自制的丙烯酸酯乳液，取pH调节剂1～5份将其pH调为碱性，取氯丁胶乳40～60份，用pH调节剂将所述氯丁胶乳的pH调节至接近丙烯酸酯乳液的pH值；然后在300～500r/min搅拌条件下，将其缓慢加入到丙烯酸酯乳液中，搅拌90～150min；再加入消泡剂1～5份，搅拌均匀后，用106μm滤布过滤，得到复合乳液。
基于上述的技术方案，本发明取得的技术效果为：
(1)本发明提供的丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液，通过将丙烯酸乳液后，采用共混法加入水性氯丁胶乳之中，制备丙烯酸酯/氯丁胶乳复合乳液，丙烯酸乳液具有优良的初粘性、耐老化性、耐水性和高温持粘力，能与水性氯丁胶乳性能互补，实现协同增强的效果，使该复合胶乳的体系均匀分布，且具有初粘力高、热稳定性和储存稳定性好的性能。
(2)本发明提供的复合乳液制备方法，其工艺简单，容易操作，先制备丙烯酸酯乳液，之后调节该丙烯酸乳液和氯丁胶乳的的pH值，使二者共混，并分散均匀，制备得到热稳定性和储存稳定性好的复合乳液。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。本发明给出了的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1
一种丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液，按重量份数，包括以下组分：
丙烯酸酯单体混合物20～40份、氯丁胶乳40～60份、乳化剂2～10份、引发剂1～5份、消泡剂1～5份、分子链转移剂1～5份、pH调节剂1～5份、去离子水60～80份，缓冲剂1～5份。
上述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、N-十二烷基二甲胺、聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚中的至少一种。
上述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵或过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺中的至少一种。
上述消泡剂为阳离子乳化硅油557、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
上述pH调节剂为Na2CO3或NH4Cl；所述氯丁胶乳为德国拜耳公司C84、C2694其中的一种或者两种复配。
上述分子链转移剂为十二烷基硫醇、巯基乙醇、巯基乙酸、3-巯基丙酸异辛酯中的至少一种。
上述丙烯酸酯单体混合物为丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、β-羧乙基丙烯酸酯中的至少一种。
上述丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液由以下制备方法制备得到，该制备方法具体包括以下步骤：
(1)按重量份数，取30～50份去离子水和乳化剂2～10份，混合分散制成乳化剂溶液，将丙烯酸酯单体混合物20～40份缓缓加入到分散好的乳化剂溶液中，搅拌20～40min直到呈现均匀稳定的乳白色预乳液；将去离子水30～50份、釜底乳化剂2～10份、釜底引发剂1～5份和缓冲剂1～5份加入到四口烧瓶中，恒温水浴槽加热，边搅拌边升温至80～84℃；取预乳液作为种子乳液加入到反应釜中，保温30～60min；种子乳液形成后，同时滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，控制加料时间在3～4h，然后升温至84～86℃保温约2h；反应完成后降温，加入适量氨水调乳液pH＝6～7，过滤出料即可，得自制的丙烯酸酯乳液；
(2)取自制的丙烯酸酯乳液，取pH调节剂1～5份将其pH调为碱性，取氯丁胶乳40～60份，用pH调节剂将所述氯丁胶乳的pH调节至接近丙烯酸酯乳液的pH值；然后在300～500r/min搅拌条件下，将其缓慢加入到丙烯酸酯乳液中，搅拌90～150min；再加入消泡剂1～5份，搅拌均匀后，用106μm滤布过滤，得到复合乳液。
实施例2
一种丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液，由以下方法制备得到：
(1)按重量份数，取30g去离子水和乳化剂(十二烷基苯磺酸钠)2g，混合分散制成乳化剂溶液，将丙烯酸酯单体混合物(丙烯酸羟乙酯10g、甲基丙烯酸羟乙酯5g和β-羧乙基丙烯酸酯5g)20g缓缓加入到分散好的乳化剂溶液中，搅拌20min直到呈现均匀稳定的乳白色预乳液；将去离子水30g、釜底乳化剂(十二烷基苯磺酸钠)2g、釜底引发剂(过硫酸铵)2g和缓冲剂1g加入到四口烧瓶中，恒温水浴槽加热，边搅拌边升温至80℃；取预乳液作为种子乳液加入到反应釜中，保温50min；种子乳液形成后，同时滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，控制加料时间在3h，然后升温至84℃保温约2h；反应完成后降温，加入适量氨水调乳液pH＝6～7，过滤出料即可，得自制的丙烯酸酯乳液；
(2)取自制的丙烯酸酯乳液，取pH调节剂(NH4Cl)1g将其pH调为碱性，取氯丁胶乳40g，用pH调节剂将氯丁胶乳的pH调节至接近丙烯酸酯乳液的pH值；然后在300r/min搅拌条件下，将其缓慢加入到丙烯酸酯乳液中，搅拌90min；再加入消泡剂(聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚)1g，搅拌均匀后，用106μm滤布过滤，得到复合乳液。
实施例3
一种丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液，由以下方法制备得到：
(1)按重量份数，取40g去离子水和乳化剂(十二烷基硫酸钠)8g，混合分散制成乳化剂溶液，将丙烯酸酯单体混合物(甲基丙烯酸甲酯5g、丙烯酸丁酯6g、丙烯酸异辛酯10g和丙烯酸羟乙酯9g)30g缓缓加入到分散好的乳化剂溶液中，搅拌30min直到呈现均匀稳定的乳白色预乳液；将去离子水40g、釜底乳化剂(十二烷基硫酸钠)8g、釜底引发剂(过硫酸钠)3g和缓冲剂3g加入到四口烧瓶中，恒温水浴槽加热，边搅拌边升温至82℃；取预乳液作为种子乳液加入到反应釜中，保温50min；种子乳液形成后，同时滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，控制加料时间在5h，然后升温至85℃保温约2h；反应完成后降温，加入适量氨水调乳液pH＝6～7，过滤出料即可，得自制的丙烯酸酯乳液；
(2)取自制的丙烯酸酯乳液，取pH调节剂(NH4Cl)3g将其pH调为碱性，取氯丁胶乳50g，用pH调节剂将氯丁胶乳的pH调节至接近丙烯酸酯乳液的pH值；然后在400r/min搅拌条件下，将其缓慢加入到丙烯酸酯乳液中，搅拌120min；再加入消泡剂(聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚)4g，搅拌均匀后，用106μm滤布过滤，得到复合乳液。
实施例4
一种丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液，由以下方法制备得到：
(1)按重量份数，取50g去离子水和乳化剂(聚氧丙烯醚)10g，混合分散制成乳化剂溶液，将丙烯酸酯单体混合物(丙烯酸20g、甲基丙烯酸甲酯20g)40g缓缓加入到分散好的乳化剂溶液中，搅拌40min直到呈现均匀稳定的乳白色预乳液；将去离子水50g、釜底乳化剂(聚氧丙烯醚)10g、釜底引发剂(过氧化苯甲酰/N，N-二甲基苯胺)5g和缓冲剂5g加入到四口烧瓶中，恒温水浴槽加热，边搅拌边升温至84℃；取预乳液作为种子乳液加入到反应釜中，保温60min；种子乳液形成后，同时滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，控制加料时间在4h，然后升温至86℃保温约2h；反应完成后降温，加入适量氨水调乳液pH＝6～7，过滤出料即可，得自制的丙烯酸酯乳液；
(2)取自制的丙烯酸酯乳液，取pH调节剂(Na2CO3)5g将其pH调为碱性，取氯丁胶乳60g，用pH调节剂(Na2CO3)将氯丁胶乳的pH调节至接近丙烯酸酯乳液的pH值；然后在500r/min搅拌条件下，将其缓慢加入到丙烯酸酯乳液中，搅拌150min；再加入消泡剂5g，搅拌均匀后，用106μm滤布过滤，得到复合乳液。
实施例5
一种丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液，由以下方法制备得到：
(1)按重量份数，取45g去离子水和乳化剂(N-十二烷基二甲胺)7g，混合分散制成乳化剂溶液，将丙烯酸酯单体混合物(丙烯酸异辛酯15g、丙烯酸羟乙酯15g、甲基丙烯酸羟乙酯12g)42g缓缓加入到分散好的乳化剂溶液中，搅拌40min直到呈现均匀稳定的乳白色预乳液；将去离子水45g、釜底乳化剂(N-十二烷基二甲胺)8g、釜底引发剂(过硫酸钠)4g和缓冲剂4g加入到四口烧瓶中，恒温水浴槽加热，边搅拌边升温至82℃；取预乳液作为种子乳液加入到反应釜中，保温60min；种子乳液形成后，同时滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，控制加料时间在4h，然后升温至86℃保温约2h；反应完成后降温，加入适量氨水调乳液pH＝6～7，过滤出料即可，得自制的丙烯酸酯乳液；
(2)取自制的丙烯酸酯乳液，取pH调节剂(Na2CO3)4g将其pH调为碱性，取氯丁胶乳60g，用pH调节剂(Na2CO3)将氯丁胶乳的pH调节至接近丙烯酸酯乳液的pH值；然后在500r/min搅拌条件下，将其缓慢加入到丙烯酸酯乳液中，搅拌150min；再加入消泡剂5g，搅拌均匀后，用106μm滤布过滤，得到复合乳液。
对比例1
一种丙烯酸酯乳液，由以下方法制备得到：按重量份数，取30g去离子水和乳化剂(十二烷基苯磺酸钠)2g，混合分散制成乳化剂溶液，将丙烯酸酯单体混合物(丙烯酸羟乙酯10g、甲基丙烯酸羟乙酯5g和β-羧乙基丙烯酸酯5g)20g缓缓加入到分散好的乳化剂溶液中，搅拌20min直到呈现均匀稳定的乳白色预乳液；将去离子水30g、釜底乳化剂(十二烷基苯磺酸钠)2g、釜底引发剂(过硫酸铵)2g和缓冲剂1g加入到四口烧瓶中，恒温水浴槽加热，边搅拌边升温至80℃；取预乳液作为种子乳液加入到反应釜中，保温50min；种子乳液形成后，同时滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，控制加料时间在3h，然后升温至84℃保温约2h；反应完成后降温，加入适量氨水调乳液pH＝6～7，过滤出料即可，得丙烯酸酯乳液。
对比例2
一种丙烯酸酯乳液，由以下方法制备得到：按重量份数，取50g去离子水和乳化剂(聚氧丙烯醚)10g，混合分散制成乳化剂溶液，将丙烯酸酯单体混合物(丙烯酸20g、甲基丙烯酸甲酯20g)40g缓缓加入到分散好的乳化剂溶液中，搅拌40min直到呈现均匀稳定的乳白色预乳液；将去离子水50g、釜底乳化剂(聚氧丙烯醚)10g、釜底引发剂(过氧化苯甲酰/N，N-二甲基苯胺)5g和缓冲剂5g加入到四口烧瓶中，恒温水浴槽加热，边搅拌边升温至84℃；取预乳液作为种子乳液加入到反应釜中，保温60min；种子乳液形成后，同时滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，控制加料时间在4h，然后升温至86℃保温约2h；反应完成后降温，加入适量氨水调乳液pH＝6～7，过滤出料即可，得丙烯酸酯乳液。
对比例3
取氯丁胶乳40g，用pH调节剂将氯丁胶乳的pH调节至接近丙烯酸酯乳液的pH值；然后在300r/min搅拌条件下，将其缓慢加入到丙烯酸酯乳液中，搅拌90min；再加入消泡剂(聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚)1g，搅拌均匀后，用106μm滤布过滤，得到复合乳液
将实施例2-5的氟硅丙烯酸酯乳液-氯丁胶乳的复合乳液、对比例1-2的氟硅丙烯酸酯乳液，以及对比例3的氯丁胶乳进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1实施例2-5的丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液、对比例1-2的丙烯酸酯乳液，以及对比例3的氯丁胶乳进行性能测试结果
Figure BDA0002765930560000081
由表1可知，相对于对比例1-对比例3，实施例2-5提供的丙烯酸酯乳液-氯丁胶乳的复合乳液，将丙烯酸乳液采用共混法加入水性氯丁胶乳之中，制备丙烯酸酯/氯丁胶乳复合乳液，粘合时间短，具有优良的粘合力，抗拉强度和耐温性能好，同时具有优良的耐老化性、耐水性和高温持粘力，能与水性氯丁胶乳性能互补，实现协同增强的效果，使该复合胶乳具有初粘力高、热稳定性和储存稳定性好的性能。
以上内容仅仅为本发明所作的举例和说明，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种丙烯酸酯-氯丁胶乳的复合乳液，其特征在于，按重量份数，包括以下组分：丙烯酸酯单体混合物20～40份、氯丁胶乳40～60份、乳化剂2～10份、引发剂1～5份、消泡剂1～5份、分子链转移剂1～5份、pH调节剂1～5份、去离子水60～80份，缓冲剂1～5份。
2.根据权利要求1所述的复合乳液，其特征在于，按重量份数，包括以下组分：丙烯酸酯单体混合物20份、氯丁胶乳40份、乳化剂2份、引发剂1份、消泡剂2份、分子链转移剂1份、pH调节剂1份、去离子水60份，缓冲剂3份。
3.根据权利要求1所述的复合乳液，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、N-十二烷基二甲胺、聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的复合乳液，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵或过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的复合乳液，其特征在于，所述消泡剂为阳离子乳化硅油557、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的复合乳液，其特征在于，所述pH调节剂为Na2CO3或NH4Cl。
7.根据权利要求1所述的复合乳液，其特征在于，所述分子链转移剂为十二烷基硫醇、巯基乙醇、巯基乙酸、3-巯基丙酸异辛酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的复合乳液，其特征在于，所述丙烯酸酯单体混合物为丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、β-羧乙基丙烯酸酯中的至少一种。
9.一种复合乳液的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)按重量份数，取30～50份去离子水和乳化剂2～10份，混合分散制成乳化剂溶液，将丙烯酸酯单体混合物20～40份缓缓加入到分散好的乳化剂溶液中，搅拌20～40min直到呈现均匀稳定的乳白色预乳液；将去离子水30～50份、釜底乳化剂2～10份、釜底引发剂1～5份和缓冲剂1～5份加入到四口烧瓶中，恒温水浴槽加热，边搅拌边升温至80～84℃；取预乳液作为种子乳液加入到反应釜中，保温30～60min；种子乳液形成后，同时滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，控制加料时间在3～4h，然后升温至84～86℃保温约2h；反应完成后降温，加入适量氨水调乳液pH＝6～7，过滤出料即可，得自制的丙烯酸酯乳液；
(2)取自制的丙烯酸酯乳液，取pH调节剂1～5份将其pH调为碱性，取氯丁胶乳40～60份，用pH调节剂将所述氯丁胶乳的pH调节至接近丙烯酸酯乳液的pH值；然后在300～500r/min搅拌条件下，将其缓慢加入到丙烯酸酯乳液中，搅拌90～150min；再加入消泡剂1～5份，搅拌均匀后，用106μm滤布过滤，得到复合乳液。
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