CN112521997B - 一种冶金烧结机用润滑脂组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种冶金烧结机用润滑脂组合物及其制备方法,以重量份数计包含:聚脲基稠化剂8~18份;基础油80~90份;胺类抗氧化剂0.5~2.0份;抗磨剂1~7.5份;防锈剂0.05~2份;所述聚脲基稠化剂为二脲稠化剂和/或四脲稠化剂;所述基础油选自矿物油、聚α烯烃合成油和酯类油中的一种或多种。本发明得到的润滑脂组合物在高温和冲击载荷环境下使用,高温粘附性和氧化安定性能优良,且具有良好的机械安定性、抗水性和防锈性的一款烧结机密封滑道和台车轴承使用的润滑脂产品。能够起到减少烧结机漏风率,降低润滑脂流失、轴承及滑道磨损、防护的作用,同时可延长加脂周期,减少加脂量。
Description
技术领域
本发明涉及润滑脂技术领域,具体涉及一种冶金烧结机用润滑脂组合物及其制备方法。
背景技术
目前,冶金行业的发展趋势时降本和环保要求,最直观的反馈是冶金企业对设备要求已逐步向设备使用寿命长、减少维修率、降低综合成本,减少设备用油流失等方向发展。矿粉的烧结是冶金企业的重要环节,其主要设备是烧结机,烧结机工作时,移动的盛料台车游板与固定的风道滑板之间需要通过集中润滑系统将润滑脂输入滑道进行润滑与密封,同时烧结机台车的轴承也需进行润滑。尤其密封滑道的漏风占烧结机总漏风率的30~50%,国内烧结机普遍存在滑道密封效果差、滑道磨损严重和漏风率偏高的问题。润滑脂是烧结机密封滑道及台车轴承的重要组成部件之一,而具有良好的润滑性能和高温粘附性能的润滑脂有助于降低烧结机漏风率,减少润滑脂流失,延长加脂周期,减少加脂量,降低轴承损坏率等,选择高性能的润滑脂,有益于冶金企业节能降耗,降低综合成本。
润滑脂是由稠化剂、基础油和添加剂组成的半流体润滑剂,具有良好的流变性和触变性。稠化剂分散在基础油之中,添加剂的作用是改善润滑脂的相关性能。与润滑油比较,润滑脂可以应用于密封环境下,可以减少润滑剂的消耗,降低维护费用;稠化剂是润滑脂中的结构骨架,可以保持润滑油不易流失,简化润滑系统设计;同时润滑脂可适用于苛刻的操作条件,如高温,低速,高载荷的工况。
聚脲润滑脂具有优异的高温性能,抗氧化性能,粘附性优异,抗水性好,含有添加剂的聚脲润滑脂,可获得良好的极压抗磨及防腐蚀等性能,特别适用于冶金企业在高温、多水、粉尘及冲击载荷等条件下的应用。
目前,烧结机用润滑脂多采用锂皂稠化剂润滑脂,高温流失率较高,国内市场上缺少一款具有高温粘附性和极压抗磨性及加脂周期长,用量少的烧结机润滑脂。因此,开发一款应用于冶金烧结机使用的密封滑道及台车轴承润滑的抗磨聚脲型烧结机脂,掌握其核心技术,是很有必要的。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷和不足,本发明提供了一种冶金烧结机用润滑脂组合物及制备方法。
本发明的目的在于提供一种冶金烧结机用润滑脂组合物,包含基础油,其特征在于,以重量份数计包含:
所述聚脲基稠化剂为二脲稠化剂和/或四脲稠化剂;所述基础油选自矿物油、聚α烯烃合成油和酯类油中的一种或多种。该润滑脂组合物在高温和冲击载荷环境下使用,高温粘附性和氧化安定性能优良,且具有良好的机械安定性、抗水性和防锈性的一款烧结机密封滑道和台车轴承使用的润滑脂产品。能够起到减少烧结机漏风率,降低润滑脂流失、轴承及滑道磨损、防护的作用,同时可延长加脂周期,减少加脂量。
根据本发明的一些优选实施方式所述二脲稠化剂以包含脂肪胺和二异氰酸酯为原料反应制得,优选的,所述原料中还包括芳香胺和/或脂环胺;更优选的,所述二脲稠化剂以脂肪胺、芳香胺、脂环胺和二异氰酸酯为原料反应制得;和/或,所述四脲稠化剂以二胺、脂肪胺和二异氰酸酯为原料反应制得;所述脂肪胺选自辛胺、十二胺中的一种或多种,所述芳香胺选自苯胺、MDA中的一种或多种,所述脂环胺选自环己胺。上述稠化剂的制备可选择本领域通用的制备方法。
根据本发明的一些优选实施方式,所述胺类抗氧剂选自烷基化二苯胺、二苯胺衍生物、N-苯基-α萘胺、烷基取代氨基甲酸盐和烷基取代氨基甲酸盐酯中的一种或多种。
根据本发明的一些优选实施方式,所述胺类抗氧剂为烷基化二苯胺和/或N-苯基-α萘胺,优选的,所述胺类抗氧剂为烷基化二苯胺和N-苯基-α萘胺的混合物。
根据本发明的一些优选实施方式,所述混合物中所述烷基化二苯胺和所述N-苯基-α萘胺的重量比为1∶3~3∶1,优选的,所述烷基化二苯胺和所述N-苯基-α萘胺的重量比为1∶3~2∶1,和/或,所述烷基化二苯胺为二异辛基二苯胺。
根据本发明的一些优选实施方式,所述基础油的40℃粘度为80~180mm2/s,和/或,所述基础油的粘度指数为不低于80,倾点为不高于-9℃。
根据本发明的一些优选实施方式,所述防锈剂选自咪唑的脂肪酸衍生物、噻二唑及其衍生物、酸酐、烯基丁二酸、磺酸金属盐和三氮唑及其衍生物中的一种或多种;优选的,所述防锈剂为咪唑的脂肪酸衍生物和酸酐的混合物,所述咪唑的脂肪酸衍生物和所述酸酐的重量比为1∶4~4∶1。
根据本发明的一些优选实施方式,所述抗磨剂选自石墨、二硫化钼、二硫化钨、氧化锌、氮化硼、PTFE、MCA、胶体磺酸盐、硫化异丁烯、二烷基二硫代氨基甲酸盐及酯、噻二唑及衍生物、磷酸酯及胺盐、有机钨酸酯复合物和磷酸三甲酚磷酸酯的一种或多种;优选的,所述抗磨剂为包含MCA、胶体磺酸盐和二烷基二硫代氨基甲酸盐、噻二唑衍生物、有机钨酸酯一种或几种的复合物;更优选的,所述MCA与所述胶体磺酸盐的重量比为1∶5~5∶1,所述MCA与所述二烷基二硫代氨基甲酸盐的重量比为1∶3~5∶1。
根据本发明的一些优选实施方式,所述润滑脂组合物的配方为:
其中,所述抗氧化剂为二异辛基二苯胺和/或N-苯基-α萘胺;所述抗磨剂为包含MCA、胶体磺酸盐和二烷基二硫代氨基甲酸盐、噻二唑衍生物、有机钨酸酯一种或几种复合物,所述MCA与所述胶体磺酸盐的重量比为1∶5~5∶1,所述MCA与所述二烷基二硫代氨基甲酸盐的重量比为1∶3~5∶1;所述防锈剂为苯骈三氮唑和/或咪唑的脂肪酸衍生物与十二烯基丁二酸酸酐的组合物;所述基础油为石蜡基润滑油500SN或石蜡基润滑油650SN;所述二聚脲以辛胺、环己胺或以辛胺、苯胺为原料反应制得;所述四聚脲以辛胺、MDA为原料反应制得。
本发明的另一目的在于提供一种所述的冶金烧结机用润滑脂组合物的制备方法,包括如下步骤:
1)将有机胺和二异氰酸酯分别溶于部分50~100℃的所述基础油中,混合,进行皂化反应,反应时间为35~45min,生成所述稠化剂和所述基础油的混合物料;
2)然后将步骤1)得到的混合物料升温至140~170℃,控制升温时间在1.5~2h,然后加入剩余的所述基础油,调稠,降温至120~100℃,加入所述抗氧剂和所述防锈剂,降温至100℃以下时添加抗磨剂,搅拌均匀。
本发明的极压复合聚脲润滑脂至少具有以下优点:本发明通过采用二聚脲或四聚脲作为稠化剂与其他组分配合使用,所制备的润滑脂具有较好的抗氧化性能,保证了较长的润滑周期和润滑脂的使用寿命;进一步的,各组分配合使用的润滑脂高温性能突出,高温粘附性良好,同时具有优良的抗水性和机械安定性;通过进一步添加特定的抗磨添加剂,该聚脲润滑脂具有优良的抗磨性能,有效的降低冲击负荷对设备造成的磨损,同时优异的抗磨性降低润滑脂用量;再进一步添加特定抗氧添加剂和防锈添加剂,所述聚脲润滑脂具有优良的抗氧化性能,较长的使用周期,而且具有优良的防锈性能,减少轴承的锈蚀。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明进一步说明,下述实施例是说明性的,不是限定性的,不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
若未特别指明,实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段,实施例中,加入的各原料除特别说明外,均为市售常规原料。
实施例1
将稠化剂中的二异氰酸酯35g加入于300g石蜡基润滑油350SN中,将十二胺27g和辛胺18g加入至另一部分300g石蜡基润滑油350SN,两反应釜各升温至50℃,恒温10min后将两罐物料投入至反应釜,恒温计时反应40±5min,缓慢升温到最高炼制温度140℃生成管状纤维结构交错的二聚脲稠化剂,控制升温时间在1.5h~2h之间,升温至最高炼制温度后,加入257.5g剩余350SN基础油进行冷却,反应釜切换导热油进行冷却降温,降温过程中120℃加入抗氧剂芳胺类二异辛基二苯胺2g,N-苯基-α萘胺3g;加入防锈剂咪唑的脂肪酸衍生物2.5g;待物料降温至100℃以下后,加入固体抗磨剂10gMCA,液体抗磨剂30g胶体磺酸钙,10g二烷基二硫代氨基甲酸锌和5g硫化异丁烯,搅拌均匀后进行分散、脱气等后处理,稠度合格后罐装成品。
实施例2
将稠化剂中的二异氰酸酯52g加入于300g石蜡基润滑油500SN中,将辛胺27g和环己胺20g加入至另一部分300g石蜡基润滑油500SN,两反应釜各升温至50℃,恒温10min后将两罐物料投入至反应釜,恒温计时反应40±5min,缓慢升温到最高炼制温度145℃生成管状纤维结构交错的二聚脲稠化剂,控制升温时间在1.5h~2h之间,升温至最高炼制温度后,加入270g剩余500SN基础油进行冷却,反应釜切换导热油进行冷却降温,降温过程中120℃加入抗氧剂芳胺类N-苯基-α萘胺5g;加入防锈剂苯骈三氮唑0.5g,其中防锈剂先用14.5g癸二酸二辛酯溶解;待物料降温至100℃以下后,加入抗磨剂噻二唑衍生物5g,有机钨酸酯复合物5g,搅拌均匀后进行分散、脱气等后处理,稠度合格后罐装成品。
实施例3
将稠化剂中的二异氰酸酯63g加入于250g石蜡基润滑油650SN中,将辛胺32g和苯胺25g加入至另一部分250g石蜡基润滑油650SN,两反应釜各升温至50℃,恒温10min后将两罐物料投入至反应釜,恒温计时反应40±5min,缓慢升温到最高炼制温度155℃生成管状纤维结构交错的二聚脲稠化剂,控制升温时间在1.5h~2h之间,升温至最高炼制温度后,加入194g剩余650SN基础油进行冷却,反应釜切换导热油进行冷却降温,降温过程中加入100gPAO 10调整稠度,120℃加入抗氧剂芳胺类二异辛基二苯胺5g;加入防锈剂咪唑的脂肪酸衍生物2g,十二烯基丁二酸酸酐8g;待物料降温至100℃以下后,加入固体抗磨剂50gMCA,液体抗磨剂10g胶体磺酸钙,10g二烷基二硫代氨基甲酸锌和1g有机钨酸酯复合物,搅拌均匀后进行分散、脱气等后处理,稠度合格后罐装成品。
实施例4
将稠化剂中的二异氰酸酯73.2g加入于250g石蜡基润滑油650SN中,将辛胺37.8g和MDA 29g加入至另一部分250g石蜡基润滑油650SN,两反应釜各升温至90℃,恒温10min后将两罐物料投入至反应釜,恒温计时反应40±5min,缓慢升温到最高炼制温度165℃生成四聚脲稠化剂,控制升温时间在1.5h~2h之间,升温至最高炼制温度后,加入116g剩余650SN基础油和154g150BS基础油进行冷却,反应釜切换导热油进行冷却降温,120℃加入抗氧剂芳胺类二异辛基二苯胺2.5g和N-苯基-α萘胺7.5g;加入防锈剂咪唑的脂肪酸衍生物2g,二壬基萘磺酸钡8g;待物料降温至100℃以下后,加入固体抗磨剂30gMCA,液体抗磨剂30g胶体磺酸钙,10g二烷基二硫代氨基甲酸锌,搅拌均匀后进行分散、脱气等后处理,稠度合格后罐装成品。
实施例5
将稠化剂中的二异氰酸酯74.9g加入于250g石蜡基润滑油650SN中,将十二胺55.5g和MDA 29.7g加入至另一部分250g石蜡基润滑油150BS,两反应釜各升温至100℃,恒温10min后将两罐物料投入至反应釜,恒温计时反应40±5min,缓慢升温到最高炼制温度170℃生成四聚脲稠化剂,控制升温时间在1.5h~2h之间,升温至最高炼制温度后,加入50g剩余650SN基础油和50g150BS基础油进行冷却,反应釜切换导热油进行冷却降温,降温过程中加入100gPAO10和35g癸二酸二辛酯进行调稠,120℃加入抗氧剂芳胺类二异辛基二苯胺10g和N-苯基-α萘胺5g;加入防锈剂十二烯基丁二酸酸酐10g,二壬基萘磺酸钡5g;待物料降温至100℃以下后,加入液体抗磨剂50g胶体磺酸钙,20g二烷基二硫代氨基甲酸锌,5g硫化异丁烯搅拌均匀后进行分散、脱气等后处理,稠度合格后罐装成品。
实施例6
将稠化剂中的二异氰酸酯100.4g加入于250g石蜡基润滑油500SN中,将环己胺39.8g和MDA 39.8g加入至另一部分250g石蜡基润滑油150BS,两反应釜各升温至80℃,恒温10min后将两罐物料投入至反应釜,恒温计时反应40±5min,缓慢升温到最高炼制温度165℃生成四聚脲稠化剂,控制升温时间在1.5h~2h之间,升温至最高炼制温度后,加入160g剩余150BS基础油进行冷却,反应釜切换导热油进行冷却降温,降温过程中加入50g癸二酸二辛酯,120℃加入抗氧剂芳胺类二异辛基二苯胺7.5g和N-苯基-α萘胺7.5g;加入防锈剂十二烯基丁二酸酸酐10g,二壬基萘磺酸钡10g;待物料降温至100℃以下后,加入液体抗磨剂30g胶体磺酸钙,30g二烷基二硫代氨基甲酸锌,5g噻二唑衍生物,10g磷酸三甲酚酯搅拌均匀后进行分散、脱气等后处理,稠度合格后罐装成品。
比较例1
将15.6g氢氧化锂溶于5倍水中,升温到90℃,恒温搅拌;将52g12-OHSA和17.3g壬二酸加入250g石蜡基润滑油650SN和250g150BS的混合基础油中,加热升温到80℃;然后将氢氧化锂水溶液缓慢滴加到融化的脂肪酸中进行反应,滴加过程中逐步升温到150℃,约1.0h~1.5h,在150℃恒温30min后升温至最高温度220℃,加入200g650SN进行冷却降温,同时切换导热油冷却反应釜,降温过程中调入剩余140g150BS基础油,120℃加入抗氧剂芳胺类二异辛基二苯胺5g和N-苯基-α萘胺5g;加入防锈剂十二烯基丁二酸酸酐10g,苯骈三氮唑0.5g,提前用癸二酸二辛酯9.5g溶解;待物料降温至100℃以下后,加入液体抗磨剂30g二烷基二硫代氨基甲酸锌,5g硫化异丁烯,10g磷酸三甲酚酯搅拌均匀后进行分散、脱气等后处理,稠度合格后罐装成品。
表1实施例1-6与比较例1组分含量(百分比)
实验例1
1、采用下列分析评价方法对实施例1~6和比较例1所得润滑脂进行实验。
(1)稠度和机械安定性能:本发明采用标准GB/T 269的方法测定润滑脂的工作锥入度和延长工作锥入度,润滑脂锥入度是在25℃时,将锥体组合件从锥入度计上释放,使锥体下落5s,并测定其刺入深度。工作锥入度是使试样在润滑脂工作器中60次往复工作后进行测定;延长工作锥入度是使试样在润滑脂工作器中100000次往复工作后进行测定;不工作锥入度是使试料在尽可能少搅动下移入适宜于试验用的容器中进行测定。工作锥入度表示润滑脂的稠度,延长工作锥入度表示润滑脂的机械安定性能。1/2非工作锥入度是以1/2比例锥体测定的非工作锥入度,其试验方法和条件同上述不工作锥入度,表示润滑脂的稠度大小;锥入度差值是指高温烘烤4小时后测定的1/2非工作锥入度与高温烘烤前即0h的1/2非工作锥入度差值,表示润滑脂的机械安定性能。
(2)耐高温测试:本发明采用高温烘烤(企业方法)和GB/T 3498的方法分别测定润滑脂样品的高温性能,高温烘烤方法测定润滑脂在150℃的高温烘箱中恒温4h,用GB/T 269方法测试1/2锥入度的变化。此测试反映润滑脂在高温情况下,润滑脂的稠度变化;GB/T3498的方法测定润滑脂的滴点,表示润滑脂从脂杯中滴落第一滴并到达试管底部时的温度,表示润滑脂的耐高温性能。
(3)抗磨性能:本发明采用标准SH/T 0204的方法测定润滑脂的抗磨损性能,分析条件是:75℃,主轴转速1200r/min,试验负荷392N,试验时间60min。此测试在加载的情况下,上面的一个钢球对着表面涂有试验润滑脂的下面三个静止钢球旋转,在试验结束后,测量下面三个钢球的磨痕直径,以磨痕直径平均值的大小来判断润滑脂的抗磨性能。
(4)高温抗水性能:本发明采用标准SH/T 0109的方法测定润滑脂的抗水淋性能,测试方法是:将润滑脂试样装入球轴承中,然后将该球轴承装入具有规定间隙要求的轴承套内,并以600r/min的速度转动。将控制在79℃下的水以5ml/s的速度喷淋在轴承套内,以60min内被水冲掉的润滑脂量来衡量该润滑脂试样的抗水淋能力。通过高温水淋试验测试判断润滑脂的高温抗水性能。
(5)防锈蚀和腐蚀能力:本发明采用标准GB/T 5018方法测定润滑脂的防锈性能,分析条件为:52℃、相对湿度为100%环境下,静置48h。此测试反映润滑脂在温度、水分和空气作用下防止锈蚀和腐蚀的能力。
2、测试性能数据
实施例1~6和比较例1的测试性能数据见表2。
表2实施例1-6与比较例性能数据
由实施例1-6和比较例1的性能比较可以看出,本发明的冶金烧结机用润滑脂具有良好的高温性能,高温条件下稠度变化小,能够保证润滑脂较高载荷环境下使用的,减少高温润滑脂流失和滑道漏风率,同时,发明的冶金烧结机用润滑脂具有优良的抗磨性能、机械安定性、抗水性和防锈性能,减少滑道及轴承磨损,在冶金多水,粉尘,冲击负荷等工况下具有良好的润滑和防护性能,由于高温流失和抗磨损性优异,可以延长设备加脂周期,减少用量,降低轴承磨损率。
根据本发明以上实例:采用特定的稠化剂,具有较高的滴点,体现了良好的高温性能;同时高温烘烤性能突出,润滑脂在高温环境稠度变化小,有效的密封滑道和轴承,不易流失;进一步优选了抗磨添加剂组合,大大的改善了聚脲润滑脂的极压抗磨性能,可适用于对抗磨性能要求较高的场合。由于稠化剂不含脂肪酸金属盐,减少了稠化剂对润滑脂的催化氧化作用,稠化剂本身与复合锂等金属皂基稠化剂相比,具有更长的使用寿命;同时由于加入了优选的胺类抗氧剂,使得该润滑脂具有更为优异的抗氧化性能,能够保证润滑脂和轴承的长使用寿命,延长换脂周期等。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种冶金烧结机用润滑脂组合物,包含基础油,其特征在于,由以重量份数计的组分组成:
聚脲基稠化剂 8~18份;
基础油 80~90份;
胺类抗氧化剂 0.5~2.0份;
抗磨剂 1~7.5份;
防锈剂 0.05~2份;
所述聚脲基稠化剂为二脲稠化剂或四脲稠化剂,所述二脲稠化剂以辛胺、环己胺、二异氰酸酯或以辛胺、苯胺、二异氰酸酯为原料反应制得;所述四脲稠化剂以辛胺、MDA、二异氰酸酯为原料反应制得;
所述基础油为石蜡基润滑油500SN或石蜡基润滑油650SN;
所述胺类抗氧化剂为烷基化二苯胺和N-苯基-α萘胺的混合物;
所述抗磨剂为包含MCA、胶体磺酸盐和二烷基二硫代氨基甲酸盐的复合物,其中,所述MCA与所述胶体磺酸盐的重量比为1:5~5:1,所述MCA与所述二烷基二硫代氨基甲酸盐的重量比为1:3~5:1;
所述防锈剂为苯骈三氮唑和/或咪唑的脂肪酸衍生物与十二烯基丁二酸酸酐的组合物。
2.根据权利要求1所述的润滑脂组合物,其特征在于,所述混合物中二异辛基二苯胺和所述N-苯基-α萘胺的重量比为1:3~3:1。
3.根据权利要求2所述的润滑脂组合物,其特征在于,所述二异辛基二苯胺和所述N-苯基-α萘胺的重量比为1:3~2:1。
4.根据权利要求1所述的润滑脂组合物,其特征在于,所述防锈剂为咪唑的脂肪酸衍生物和十二烯基丁二酸酸酐的混合物,所述咪唑的脂肪酸衍生物和所述十二烯基丁二酸酸酐的重量比为1:4~4:1。
5.一种冶金烧结机用润滑脂组合物,其特征在于,润滑脂组合物的配方为:
二聚脲或四聚脲 10~14%;
抗氧化剂 0.5 ~1.0%;
抗磨剂 1 ~7.1%;
防锈剂 0.05 ~1.0%;
基础油 余量;
其中,所述抗氧化剂为二异辛基二苯胺和N-苯基-α萘胺;所述抗磨剂为包含MCA、胶体磺酸盐和二烷基二硫代氨基甲酸盐的复合物,其中,所述MCA与所述胶体磺酸盐的重量比为1:5~5:1,所述MCA与所述二烷基二硫代氨基甲酸盐的重量比为1:3~5:1;所述防锈剂为苯骈三氮唑和/或咪唑的脂肪酸衍生物与十二烯基丁二酸酸酐的组合物;所述基础油为石蜡基润滑油500SN或石蜡基润滑油650SN;所述二聚脲以辛胺、环己胺、二异氰酸酯或以辛胺、苯胺、二异氰酸酯为原料反应制得;所述四聚脲以辛胺、MDA、二异氰酸酯为原料反应制得。
6.权利要求1-5任意一种所述的冶金烧结机用润滑脂组合物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)将辛胺和环己胺的混合物或辛胺和苯胺的混合物或辛胺和MDA的混合物和二异氰酸酯分别溶于部分50~100℃的所述基础油中,混合,进行皂化反应,反应时间为35~45min,生成稠化剂和所述基础油的混合物料;
2)然后将步骤1)得到的混合物料升温至140~170℃,控制升温时间在1.5~2h,然后加入剩余的所述基础油,调稠,降温至120~100℃,加入所述抗氧化剂和所述防锈剂,降温至100℃以下时添加所述抗磨剂,搅拌均匀。
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