CN112961603A - 一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法 - Google Patents

一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法 Download PDF

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CN112961603A CN202110176219.7A CN202110176219A CN112961603A CN 112961603 A CN112961603 A CN 112961603A CN 202110176219 A CN202110176219 A CN 202110176219A CN 112961603 A CN112961603 A CN 112961603A
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胡业斌
韩淑香
曹瑞强
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Shanghai Hutu New Material Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法,所述单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料由以下成分组成:硅树脂、聚硅氧烷、硅烷封端聚合物、非水性消泡剂和固化促进剂,制备方法为:将称取的硅树脂溶于溶剂中,然后将硅烷封端聚合物加入到溶有硅树脂的溶剂中进行反应,得到预混合物,将聚硅氧烷加入到预混合物中在加热条件下减压蒸馏至无馏分流出,步骤二向步骤一中加入称取的非水性消泡剂和固化促进剂在行星搅拌釜中密闭搅拌混合均匀,真空排泡后经过筛网过滤后进行充氮气包装。本发明生产的抗涂鸦性能强、耐污性能好、寿命长、无甲醛、VOC含量超低,抵抗小广告的粘贴效果较好,不留痕迹。

Description

一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备 方法
技术领域
本发明涉及建筑装饰涂料技术领域,更具体地说,本发明涉及一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法及其制备方法。
背景技术
涂料是指应用于物体表面而能结成坚韧保护膜的物料的总称,建筑涂料是涂料中的一个重要类别,在我国一般将用于建筑物内墙、外墙、顶棚、地面、卫生间的涂料称为建筑涂料。用于内墙、外墙、地面和卫生间的建筑涂料一般需要采用防涂鸦耐污涂料,使得墙壁、地面或卫生间具有抗涂鸦、耐污性能。防涂鸦涂料产生于欧美,包括牺牲性防涂鸦涂料、半永久性防涂鸦涂料和永久性防涂鸦涂料。涂鸦材料既有水性又有油性。我国抗涂鸦涂料起步于2004年,2007年开始相继出台相关规范和标准开展防涂鸦的整治工作,众多科研机构及涂料厂家开始涉足。
目前市场中的防涂鸦涂料产品体系基本是以氟碳、聚氨酯、丙烯酸等非有机硅物质为主体材料,通过有机硅改性或混拼有机硅材料来实现涂料的防涂鸦效果,但上述防涂鸦防粘贴产品存在着效果不持久、防护不全面、VOC含量高、具有甲醛等问题,而且涂料上容易粘贴广告,不方便人们的使用。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷,本发明的实施例提供一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法及其制备方法,本发明所要解决的问题是:如何提高防涂鸦涂料的耐污性能和抗涂鸦效果。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法,所述单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料由以下成分按照百分比组成:硅树脂65-75%、聚硅氧烷12-18%、硅烷封端聚合物10-12%、非水性消泡剂0.5-0.7%和固化促进剂3.2-3.6%;
所述单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法为:
步骤一:按照上述百分比称取原料,将称取的硅树脂溶于溶剂中,然后将硅烷封端聚合物加入到溶有硅树脂的溶剂中进行反应,然后进行缓慢搅拌得到预混合物,将聚硅氧烷加入到预混合物中在加热条件下减压蒸馏至无馏分流出,得到基础聚合物;
步骤二:向步骤一中得到的基础聚合物中加入称取的非水性消泡剂和固化促进剂在行星搅拌釜中密闭搅拌混合均匀,真空排泡后经过200-260目筛网过滤后进行充氮气包装,得到单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料。
在一种优选的实施方式中,所述单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料由以下成分按照百分比组成:硅树脂70%、聚硅氧烷15%、硅烷封端聚合物11%、非水性消泡剂0.6%和固化促进剂3.4%。
在一种优选的实施方式中,所述硅树脂为含有水解官能团对的有机硅树脂,所述有机硅树脂为硅烷/硅氧烷基有机硅树脂,其结构示为:
(SiO2)x(RaSiO1.5)y(Ra 2SiO)z(Ra 3SiO0.5)p(R)q
其中,Ra为C1-C18的烷基、卤代烷基或C6-C18芳基如苯基,Ra优选为甲基;R选自烷氧基、烷基烷氧基、酮肟基、酰氧基、烯丙氧基官能团,其中x>0;y≥0;z≥0;p>0;q>0;1.4≤(y+2z+3p+q)/(x+y+z+p)<2;R含量占硅烷/硅氧烷基有机硅树脂理论分子量的0.5wt%-5wt%。
在一种优选的实施方式中,所述聚硅氧烷为瓦克线性聚硅氧烷,其结构式为:
Figure BDA0002939927670000031
其中R1和R2为羟基,其中m为0-500的整数,所述聚硅氧烷的粘度为20-80mPa.s,具体的选用瓦克ws62cn产品。
在一种优选的实施方式中,所述硅烷封端聚合物为α聚醚改性硅烷封端聚合物,所述α聚醚改性硅烷封端聚合物的黏度为600-800mPa.s,密度为1.05-1.15g/cm3,具体的选用瓦克XT55产品。
在一种优选的实施方式中,所述非水性消泡剂为非硅消泡剂,具体的选用毕克BYK-1790消泡剂。
在一种优选的实施方式中,所述固化促进剂为含氨基的硅烷偶联剂,优选的,含氨基的偶联剂为N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷,具体的选用瓦克GF95产品。
在一种优选的实施方式中,所述步骤一中溶剂为脂肪烃、芳香烃或低气味异链烷烃中的一种,所述脂肪烃优选石油溶剂130/175,所述芳香烃优选石脑油溶剂,所述低气味异链烷烃优选美孚异构烷烃。
在一种优选的实施方式中,所述步骤一中缓慢搅拌的速率为150-250r/min,缓慢搅拌的时间为10-20min,所述步骤二中行星搅拌釜的搅拌速度为600-800r/min,搅拌时间为20-30min。
在一种优选的实施方式中,所述步骤一中减压蒸馏所需温度为60-150℃,优选80-120℃,减压的真空度条件为≤-0.085MPa。
本发明的技术效果和优点:
采用本发明的原料配方所制备出的单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料,采用硅树脂、聚硅氧烷、硅烷封端聚合物、非水性消泡剂和固化促进剂组成,而且硅烷封端聚合物采用α聚醚改性硅烷封端聚合物与有机硅树脂、聚硅氧烷反应后形成粘度交底的坚硬膜面,生产的涂料涂刷简单,抗涂鸦性能强、耐污性能好、寿命长、无甲醛、VOC含量超低,对环境和职业健康的危害较小,抵抗小广告的粘贴效果较好,不留痕迹。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
本发明提供了一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法,所述单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料由以下成分按照百分比组成:硅树脂72%、聚硅氧烷12%、硅烷封端聚合物12%、非水性消泡剂0.7%和固化促进剂3.3%;
所述单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法为:
步骤一:按照上述百分比称取原料,将称取的硅树脂溶于溶剂中,然后将硅烷封端聚合物加入到溶有硅树脂的溶剂中进行反应,然后进行缓慢搅拌得到预混合物,将聚硅氧烷加入到预混合物中在加热条件下减压蒸馏至无馏分流出,得到基础聚合物;
步骤二:向步骤一中得到的基础聚合物中加入称取的非水性消泡剂和固化促进剂在行星搅拌釜中密闭搅拌混合均匀,真空排泡后经过230目筛网过滤后进行充氮气包装,得到单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料。
在一种优选的实施方式中,所述硅树脂为含有水解官能团对的有机硅树脂,所述有机硅树脂为硅烷/硅氧烷基有机硅树脂,其结构示为:
(SiO2)x(RaSiO1.5)y(Ra 2SiO)z(Ra3SiO0.5)p(R)q
其中,Ra为C1-C18的烷基、卤代烷基或C6-C18芳基如苯基,Ra优选为甲基;R选自烷氧基、烷基烷氧基、酮肟基、酰氧基、烯丙氧基官能团,其中x>0;y≥0;z≥0;p>0;q>0;1.4≤(y+2z+3p+q)/(x+y+z+p)<2;R含量占硅烷/硅氧烷基有机硅树脂理论分子量的0.5wt%-5wt%。
在一种优选的实施方式中,所述聚硅氧烷为瓦克线性聚硅氧烷,其结构式为:
Figure BDA0002939927670000051
其中R1和R2为羟基,其中m为0-500的整数,所述聚硅氧烷的粘度为60mPa.s,具体的选用瓦克ws62cn产品。
在一种优选的实施方式中,所述硅烷封端聚合物为α聚醚改性硅烷封端聚合物,所述α聚醚改性硅烷封端聚合物的黏度为700mPa.s,密度为1.1g/cm3
在一种优选的实施方式中,所述非水性消泡剂为非硅消泡剂,具体的选用毕克BYK-1790消泡剂。
在一种优选的实施方式中,所述固化促进剂为含氨基的硅烷偶联剂,优选的,含氨基的偶联剂为N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷,具体的选用瓦克GF95产品。
在一种优选的实施方式中,所述步骤一中溶剂为脂肪烃、芳香烃或低气味异链烷烃中的一种,所述脂肪烃优选石油溶剂130/175,所述芳香烃优选石脑油溶剂,所述低气味异链烷烃优选美孚异构烷烃。
在一种优选的实施方式中,所述步骤一中缓慢搅拌的速率为200r/min,缓慢搅拌的时间为15min,所述步骤二中行星搅拌釜的搅拌速度为7000r/min,搅拌时间为25min。
在一种优选的实施方式中,所述步骤一中减压蒸馏所需温度为60-150℃,优选100℃,减压的真空度条件为≤-0.085MPa。
实施例2:
与实施例1不同的是,所述单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料由以下成分按照百分比组成:硅树脂70%、聚硅氧烷15%、硅烷封端聚合物11%、非水性消泡剂0.6%和固化促进剂3.4%。
实施例3:
与实施例1-2均不同的是,所述单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料由以下成分按照百分比组成:硅树脂67%、聚硅氧烷17%、硅烷封端聚合物12%、非水性消泡剂0.5%和固化促进剂3.5%。
实施例4:
本发明提供了一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法,所述单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料由以下成分按照百分比组成:硅树脂72%、聚硅氧烷24%、非水性消泡剂0.7%和固化促进剂3.3%;
所述单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法为:
步骤一:按照上述百分比称取原料,将称取的硅树脂溶于溶剂中,将聚硅氧烷加入到溶有硅树脂的溶剂中在加热条件下减压蒸馏至无馏分流出,得到基础聚合物;
步骤二:向步骤一中得到的基础聚合物中加入称取的非水性消泡剂和固化促进剂在行星搅拌釜中密闭搅拌混合均匀,真空排泡后经过230目筛网过滤后进行充氮气包装,得到单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料。
在一种优选的实施方式中,所述硅树脂为含有水解官能团对的有机硅树脂,所述有机硅树脂为硅烷/硅氧烷基有机硅树脂,其结构示为:
(SiO2)x(RaSiO1.5)y(Ra 2SiO)z(Ra3SiO0.5)p(R)q
其中,Ra为C1-C18的烷基、卤代烷基或C6-C18芳基如苯基,Ra优选为甲基;R选自烷氧基、烷基烷氧基、酮肟基、酰氧基、烯丙氧基官能团,其中x>0;y≥0;z≥0;p>0;q>0;1.4≤(y+2z+3p+q)/(x+y+z+p)<2;R含量占硅烷/硅氧烷基有机硅树脂理论分子量的0.5wt%-5wt%。
在一种优选的实施方式中,所述聚硅氧烷为瓦克线性聚硅氧烷,其结构式为:
Figure BDA0002939927670000071
其中R1和R2为羟基,其中m为0-500的整数,所述聚硅氧烷的粘度为20-80mPa.s,具体的选用瓦克ws62cn产品。
在一种优选的实施方式中,所述非水性消泡剂为非硅消泡剂,具体的选用毕克BYK-1790消泡剂。
在一种优选的实施方式中,所述固化促进剂为含氨基的硅烷偶联剂,优选的,含氨基的偶联剂为N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷,具体的选用瓦克GF95产品。
在一种优选的实施方式中,所述步骤一中溶剂为脂肪烃、芳香烃或低气味异链烷烃中的一种,所述脂肪烃优选石油溶剂130/175,所述芳香烃优选石脑油溶剂,所述低气味异链烷烃优选美孚异构烷烃。
在一种优选的实施方式中,所述步骤二中行星搅拌釜的搅拌速度为700r/min,搅拌时间为25min。
在一种优选的实施方式中,所述步骤一中减压蒸馏所需温度为60-150℃,优选100℃,减压的真空度条件为≤-0.085MPa。
实施例5:
本发明提供了一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法,所述单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料由以下成分按照百分比组成:硅树脂70%、聚硅氧烷15%、硅烷封端聚合物11%、非水性消泡剂0.6%和固化促进剂3.4%;
所述单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法为:
步骤一:按照上述百分比称取原料,将称取的硅树脂溶于溶剂中,然后将硅烷封端聚合物加入到溶有硅树脂的溶剂中进行反应,然后进行缓慢搅拌得到预混合物,将聚硅氧烷加入到预混合物中在加热条件下减压蒸馏至无馏分流出,得到基础聚合物;
步骤二:向步骤一中得到的基础聚合物中加入称取的非水性消泡剂和固化促进剂在行星搅拌釜中密闭搅拌混合均匀,真空排泡后经过230目筛网过滤后进行充氮气包装,得到单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料。
在一种优选的实施方式中,所述硅树脂为含有水解官能团对的有机硅树脂,所述有机硅树脂为硅烷/硅氧烷基有机硅树脂,其结构示为:
(SiO2)x(RaSiO1.5)y(Ra 2SiO)z(Ra3SiO0.5)p(R)q
其中,Ra为C1-C18的烷基、卤代烷基或C6-C18芳基如苯基,Ra优选为甲基;R选自烷氧基、烷基烷氧基、酮肟基、酰氧基、烯丙氧基官能团,其中x>0;y≥0;z≥0;p>0;q>0;1.4≤(y+2z+3p+q)/(x+y+z+p)<2;R含量占硅烷/硅氧烷基有机硅树脂理论分子量的0.5wt%-5wt%。
在一种优选的实施方式中,所述聚硅氧烷为瓦克线性聚硅氧烷,其结构式为:
Figure BDA0002939927670000081
其中R1和R2为羟基,其中m为0-500的整数,所述聚硅氧烷的粘度为60mPa.s,具体的选用瓦克ws62cn产品。
在一种优选的实施方式中,所述硅烷封端聚合物为聚醚硅烷封端聚合物,所述聚醚硅烷封端聚合物的黏度为700mPa.s,密度为1.1g/cm3
在一种优选的实施方式中,所述非水性消泡剂为非硅消泡剂,具体的选用毕克BYK-1790消泡剂。
在一种优选的实施方式中,所述固化促进剂为含氨基的硅烷偶联剂,优选的,含氨基的偶联剂为N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷,具体的选用瓦克GF95产品。
在一种优选的实施方式中,所述步骤一中溶剂为脂肪烃、芳香烃或低气味异链烷烃中的一种,所述脂肪烃优选石油溶剂130/175,所述芳香烃优选石脑油溶剂,所述低气味异链烷烃优选美孚异构烷烃。
在一种优选的实施方式中,所述步骤一中缓慢搅拌的速率为200r/min,缓慢搅拌的时间为15min,所述步骤二中行星搅拌釜的搅拌速度为7000r/min,搅拌时间为25min。
在一种优选的实施方式中,所述步骤一中减压蒸馏所需温度为60-150℃,优选100℃,减压的真空度条件为≤-0.085MPa。
分别取上述实施例1-5所制得的单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法分别作为实验组1、实验组2、实验组3、实验组4和实验组5,采用传统的防涂鸦涂料作为对照组进行测试,分别测试实验组1、实验组2、实验组3、实验组4、实验组5和对照组涂层的性能。测试结果如表一:
Figure BDA0002939927670000091
Figure BDA0002939927670000101
表一
由表一可知,本发明生产的单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料粘度较低、表干时间较快,而且固化后表面状态干爽,防涂鸦等级较高,实验组4未添加硅烷封端聚合物,涂料的粘度虽然比传统涂料的粘度低,但明显低于实施例1、实施例2和实施例3中添加硅烷封端聚合物的涂料,而实施例5中采用普通的聚醚硅烷封端聚合物生产的涂料比实施例1、实施例2和实施例3采用α聚醚改性硅烷封端聚合物生产的涂料粘度高、表干时间满,而且固化后表面出现轻微发粘现象,说明采用α聚醚改性硅烷封端聚合物生产的涂料较好,采用硅树脂、聚硅氧烷、硅烷封端聚合物、非水性消泡剂和固化促进剂组成,而且硅烷封端聚合物采用α聚醚改性硅烷封端聚合物与有机硅树脂、聚硅氧烷反应后形成粘度交底的坚硬膜面,生产的涂料涂刷简单,抗涂鸦性能强、耐污性能好、寿命长、无甲醛、VOC含量超低,对环境和职业健康的危害较小,抵抗小广告的粘贴效果较好,不留痕迹。
最后:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法,其特征在于:所述单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料由以下成分按照百分比组成:硅树脂65-75%、聚硅氧烷12-18%、硅烷封端聚合物10-12%、非水性消泡剂0.5-0.7%和固化促进剂3.2-3.6%;
所述单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法为:
步骤一:按照上述百分比称取原料,将称取的硅树脂溶于溶剂中,然后将硅烷封端聚合物加入到溶有硅树脂的溶剂中进行反应,然后进行缓慢搅拌得到预混合物,将聚硅氧烷加入到预混合物中在加热条件下减压蒸馏至无馏分流出,得到基础聚合物;
步骤二:向步骤一中得到的基础聚合物中加入称取的非水性消泡剂和固化促进剂在行星搅拌釜中密闭搅拌混合均匀,真空排泡后经过200-260目筛网过滤后进行充氮气包装,得到单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料。
2.根据权利要求1所述的一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法,其特征在于:所述单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料由以下成分按照百分比组成:硅树脂70%、聚硅氧烷15%、硅烷封端聚合物11%、非水性消泡剂0.6%和固化促进剂3.4%。
3.根据权利要求1所述的一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法,其特征在于:所述硅树脂为含有水解官能团对的有机硅树脂,所述有机硅树脂为硅烷/硅氧烷基有机硅树脂,其结构示为:
(SiO2)x(RaSiO1.5)y(Ra 2SiO)z(Ra 3SiO0.5)p(R)q
其中,Ra为C1-C18的烷基、卤代烷基或C6-C18芳基如苯基,Ra优选为甲基;R选自烷氧基、烷基烷氧基、酮肟基、酰氧基、烯丙氧基官能团,其中x>0;y≥0;z≥0;p>0;q>0;1.4≤(y+2z+3p+q)/(x+y+z+p)<2;R含量占硅烷/硅氧烷基有机硅树脂理论分子量的0.5wt%-5wt%。
4.根据权利要求1所述的一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法,其特征在于:所述聚硅氧烷为瓦克线性聚硅氧烷,其结构式为:
Figure FDA0002939927660000021
其中R1和R2为羟基,其中m为0-500的整数,所述聚硅氧烷的粘度为20-80mPa.s,具体的选用瓦克ws62cn产品。
5.根据权利要求1所述的一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法,其特征在于:所述硅烷封端聚合物为α聚醚改性硅烷封端聚合物,所述α聚醚改性硅烷封端聚合物的黏度为600-800mPa.s,密度为1.05-1.15g/cm3,具体的选用瓦克XT55产品。
6.根据权利要求1所述的一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法,其特征在于:所述非水性消泡剂为非硅消泡剂,具体的选用毕克BYK-1790消泡剂。
7.根据权利要求1所述的一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法,其特征在于:所述固化促进剂为含氨基的硅烷偶联剂,优选的,含氨基的偶联剂为N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷,具体的选用瓦克GF95产品。
8.根据权利要求1所述的一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法,其特征在于:所述步骤一中溶剂为脂肪烃、芳香烃或低气味异链烷烃中的一种,所述脂肪烃优选石油溶剂130/175,所述芳香烃优选石脑油溶剂,所述低气味异链烷烃优选美孚异构烷烃。
9.根据权利要求1所述的一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法,其特征在于:所述步骤一中缓慢搅拌的速率为150-250r/min,缓慢搅拌的时间为10-20min,所述步骤二中行星搅拌釜的搅拌速度为600-800r/min,搅拌时间为20-30min。
10.根据权利要求1所述的一种单组份潮气固化有机硅聚合物耐污防粘贴涂料的制备方法,其特征在于:所述步骤一中减压蒸馏所需温度为60-150℃,优选80-120℃,减压的真空度条件为≤-0.085MPa。
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