CN113667338B - 一种细腻触感薄涂粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种细腻触感薄涂粉末涂料及其制备方法；涉及粉末涂料生产技术领域，由以下成分制成：聚氨酯树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、钛白粉、云母粉、二氧化硅、磷酸三丁酯、单宁改性松香树脂、固化剂、聚酯树脂、煤矸石粉、珍珠岩粉；本发明制备的粉末涂料具有良好的细腻触感，形成的涂层力学性能尤其，附着性好，同时具有良好的流平性能，涂料施工后涂膜呈现的平整光滑状态，流平性好的表面应不存在桔皮、刷痕、波纹、缩孔等不规整形态。

Description

一种细腻触感薄涂粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于粉末涂料生产技术领域，特别是一种细腻触感薄涂粉末涂料及其制备方法。
背景技术
粉末涂料是一种不含有机溶剂的100％固体粉末，它与油性涂料和水性涂料不同，涂装时不以溶剂或水作为分散介质，而是以空气作为分散介质，均匀地涂覆在工件表面，经加热后形成一层具有特殊用途的涂膜的一种新型环保涂料。粉末涂料具有无VOC、环保、节能、施工效率高与应用范围宽等特点。
粉末涂料就其成膜物质和固化机理而言，可分为热塑性和热固性两大类。热塑性粉末涂料是以热塑性树脂为成膜物质，升高到一定温度时树脂熔融流动，粉体成膜过程无交联反应，化学组成不发生改变；而热固性粉末涂料是以热固性合成树脂为成膜物质，即某些较低聚合度含活性官能团的树脂，升高到一定温度时，树脂熔融流动，并与固化剂发生交联固化。
然而，现有技术制备得到的粉末涂料，涂层表面触感较为粗糙，平整度较差，限制了其应用。
因此，需要对现有技术进行进一步的改进，从而改善提高现有粉末涂料的性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种细腻触感薄涂粉末涂料及其制备方法，以解决现有技术中的不足。
本发明采用的技术方案如下：
一种细腻触感薄涂粉末涂料，按重量份计由以下成分制成：聚氨酯树脂110-150、甲基丙烯酸缩水甘油酯11-14、钛白粉18-25、云母粉10-15、二氧化硅11-16、磷酸三丁酯5-5.5、单宁改性松香树脂20-28、固化剂8-15、聚酯树脂16-18、煤矸石粉5-10、珍珠岩粉10-15。
作为进一步的技术方案：所述聚氨酯树脂为UralacP1580，玻璃化温度Tg为40-50℃。
作为进一步的技术方案：所述单宁改性松香树脂的制备方法包括以下步骤：
(1)将松香树脂添加到N,N-二甲基甲酰胺，加热搅拌，得到松香树脂溶液；
(2)向步骤(1)中的松香树脂溶液中添加马来酸酐，调节温度至78℃，保温搅拌20min，得到马来酸酐处理松香树脂溶液；
(3)将步骤(2)中的马来酸酐处理松香树脂溶液温度调节至50℃，然后再添加单宁，以1000r/min转速搅拌2小时，然后静置保温4小时，得到反应液；
(4)向步骤(3)内反应液缓慢向体系中注入沸水，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤，重复洗涤5次；然后加入石油醚，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤3次，在45℃的真空干燥箱中将产物干燥10h后，即得单宁改性松香树脂。
作为进一步的技术方案：所述松香树脂溶液质量分数为10％。
作为进一步的技术方案：所述松香树脂溶液、马来酸酐质量比为30:1；
所述马来酸酐处理松香树脂溶液、单宁质量比为15:1。
作为进一步的技术方案：所述超声波频率为35kHz，功率为800W。
作为进一步的技术方案：所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯。
作为进一步的技术方案：所述二氧化硅为气相二氧化硅。
作为进一步的技术方案：所述云母粉与珍珠岩粉混合质量比为1:1。
一种细腻触感薄涂粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取聚氨酯树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、钛白粉、云母粉、二氧化硅、磷酸三丁酯、单宁改性松香树脂、固化剂、聚酯树脂、煤矸石粉、珍珠岩粉；
(2)将上述原料添加到混合机中进行搅拌混合均匀，得到均匀混合原料；
(3)将均匀混合原料添加到干燥机中进行干燥，得到干燥原料；
(4)将干燥原料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，将挤出的物料经过带自来水冷却系统的压片机进行压片、再经破碎机破碎成粉末颗粒，即可。
本发明制备的粉末涂料以聚氨酯树脂和聚酯树脂作为成膜物质，加入起交联反应的固化剂经加热后能形成不溶不熔的质地坚硬涂层，并且具有良好的耐高温性能。本发明采用的聚氨酯树脂和聚酯树脂是聚合度较低的预聚物，分子量较低，所以涂层的流平性较好，具有较好的装饰性，而且低分子量的预聚物经固化后，能形成网状交联的大分子，因而涂层具有较好的机械性能和表面平整性。
本发明中以聚酯树脂/聚氨酯树脂的复合形成致密的三维网络结构的涂膜，能够更好的对外界的侵蚀起到防护作用，并且，本发明通过引入单宁改性松香树脂，除了能够增强基体树脂的力学作用，还能够改性不饱和聚酯树脂，在固化剂的存在下，能够结合形成化学键，从而使得涂膜结构的交联密度进一步增大，形成力学性能更好的涂层，并且，表面平整性得到大幅度提高，触感更加细腻，再者，其还能够，进一步增强各组分之间的界面相容性和界面粘结强度，最大限度地发挥其对各组分之间结合的促进作用。
有益效果
本发明制备的粉末涂料具有良好的细腻触感，形成的涂层力学性能尤其，附着性好，同时具有良好的流平性能，涂料施工后涂膜呈现的平整光滑状态，流平性好的表面应不存在桔皮、刷痕、波纹、缩孔等不规整形态；采用未处理的松香树脂制备的粉末涂料形成的涂层表面的光泽度明显降低，可见，本发明中制备的单宁改性松香树脂的引入，能够较好的改善粉末涂料的光泽度。
附图说明
图1为不同重量份比的云母粉与珍珠岩对粉末涂料冲击性影响图。
具体实施方式
一种细腻触感薄涂粉末涂料，按重量份计由以下成分制成：聚氨酯树脂110-150、甲基丙烯酸缩水甘油酯11-14、钛白粉18-25、云母粉10-15、二氧化硅11-16、磷酸三丁酯5-5.5、单宁改性松香树脂20-28、固化剂8-15、聚酯树脂16-18、煤矸石粉5-10、珍珠岩粉10-15。
聚氨酯树脂为UralacP1580，玻璃化温度Tg为40-50℃。
单宁改性松香树脂的制备方法包括以下步骤：
(1)将松香树脂添加到N,N-二甲基甲酰胺，加热搅拌，得到松香树脂溶液；
(2)向步骤(1)中的松香树脂溶液中添加马来酸酐，调节温度至78℃，保温搅拌20min，得到马来酸酐处理松香树脂溶液；
(3)将步骤(2)中的马来酸酐处理松香树脂溶液温度调节至50℃，然后再添加单宁，以1000r/min转速搅拌2小时，然后静置保温4小时，得到反应液；
(4)向步骤(3)内反应液缓慢向体系中注入沸水，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤，重复洗涤5次；然后加入石油醚，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤3次，在45℃的真空干燥箱中将产物干燥10h后，即得单宁改性松香树脂。
松香树脂溶液质量分数为10％。
松香树脂溶液、马来酸酐质量比为30:1；
所述马来酸酐处理松香树脂溶液、单宁质量比为15:1。
超声波频率为35kHz，功率为800W。
固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯。
二氧化硅为气相二氧化硅。
云母粉与珍珠岩粉混合质量比为1:1。
一种细腻触感薄涂粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取聚氨酯树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、钛白粉、云母粉、二氧化硅、磷酸三丁酯、单宁改性松香树脂、固化剂、聚酯树脂、煤矸石粉、珍珠岩粉；
(2)将上述原料添加到混合机中进行搅拌混合均匀，得到均匀混合原料；
(3)将均匀混合原料添加到干燥机中进行干燥，得到干燥原料；
(4)将干燥原料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，将挤出的物料经过带自来水冷却系统的压片机进行压片、再经破碎机破碎成粉末颗粒，即可。
下面将结合本发明实施例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
一种细腻触感薄涂粉末涂料，按重量份计由以下成分制成：聚氨酯树脂110、甲基丙烯酸缩水甘油酯11、钛白粉18、云母粉10、二氧化硅11、磷酸三丁酯5、单宁改性松香树脂20、固化剂8、聚酯树脂16、煤矸石粉5、珍珠岩粉10。
聚氨酯树脂为UralacP1580，玻璃化温度Tg为45℃。
单宁改性松香树脂的制备方法包括以下步骤：
(1)将松香树脂添加到N,N-二甲基甲酰胺，加热搅拌，得到松香树脂溶液；
(2)向步骤(1)中的松香树脂溶液中添加马来酸酐，调节温度至78℃，保温搅拌20min，得到马来酸酐处理松香树脂溶液；
(3)将步骤(2)中的马来酸酐处理松香树脂溶液温度调节至50℃，然后再添加单宁，以1000r/min转速搅拌2小时，然后静置保温4小时，得到反应液；
(4)向步骤(3)内反应液缓慢向体系中注入沸水，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤，重复洗涤5次；然后加入石油醚，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤3次，在45℃的真空干燥箱中将产物干燥10h后，即得单宁改性松香树脂。
松香树脂溶液质量分数为10％。
松香树脂溶液、马来酸酐质量比为30:1；
所述马来酸酐处理松香树脂溶液、单宁质量比为15:1。
超声波频率为35kHz，功率为800W。
固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯。
二氧化硅为气相二氧化硅。
云母粉与珍珠岩粉混合质量比为1:1。
实施例2
一种细腻触感薄涂粉末涂料，按重量份计由以下成分制成：聚氨酯树脂150、甲基丙烯酸缩水甘油酯14、钛白粉25、云母粉15、二氧化硅16、磷酸三丁酯5.5、单宁改性松香树脂28、固化剂15、聚酯树脂18、煤矸石粉10、珍珠岩粉15。
聚氨酯树脂为UralacP1580，玻璃化温度Tg为40-50℃。
单宁改性松香树脂的制备方法包括以下步骤：
(1)将松香树脂添加到N,N-二甲基甲酰胺，加热搅拌，得到松香树脂溶液；
(2)向步骤(1)中的松香树脂溶液中添加马来酸酐，调节温度至78℃，保温搅拌20min，得到马来酸酐处理松香树脂溶液；
(3)将步骤(2)中的马来酸酐处理松香树脂溶液温度调节至50℃，然后再添加单宁，以1000r/min转速搅拌2小时，然后静置保温4小时，得到反应液；
(4)向步骤(3)内反应液缓慢向体系中注入沸水，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤，重复洗涤5次；然后加入石油醚，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤3次，在45℃的真空干燥箱中将产物干燥10h后，即得单宁改性松香树脂。
松香树脂溶液质量分数为10％。
松香树脂溶液、马来酸酐质量比为30:1；
所述马来酸酐处理松香树脂溶液、单宁质量比为15:1。
超声波频率为35kHz，功率为800W。
固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯。
二氧化硅为气相二氧化硅。
云母粉与珍珠岩粉混合质量比为1:1。
实施例3
一种细腻触感薄涂粉末涂料，按重量份计由以下成分制成：聚氨酯树脂135、甲基丙烯酸缩水甘油酯12、钛白粉21、云母粉14、二氧化硅15、磷酸三丁酯5.2、单宁改性松香树脂24、固化剂10、聚酯树脂17、煤矸石粉6、珍珠岩粉14。
聚氨酯树脂为UralacP1580，玻璃化温度Tg为45℃。
单宁改性松香树脂的制备方法包括以下步骤：
(1)将松香树脂添加到N,N-二甲基甲酰胺，加热搅拌，得到松香树脂溶液；
(2)向步骤(1)中的松香树脂溶液中添加马来酸酐，调节温度至78℃，保温搅拌20min，得到马来酸酐处理松香树脂溶液；
(3)将步骤(2)中的马来酸酐处理松香树脂溶液温度调节至50℃，然后再添加单宁，以1000r/min转速搅拌2小时，然后静置保温4小时，得到反应液；
(4)向步骤(3)内反应液缓慢向体系中注入沸水，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤，重复洗涤5次；然后加入石油醚，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤3次，在45℃的真空干燥箱中将产物干燥10h后，即得单宁改性松香树脂。
松香树脂溶液质量分数为10％。
松香树脂溶液、马来酸酐质量比为30:1；
所述马来酸酐处理松香树脂溶液、单宁质量比为15:1。
超声波频率为35kHz，功率为800W。
固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯。
二氧化硅为气相二氧化硅。
云母粉与珍珠岩粉混合质量比为1:1。
实施例4
一种细腻触感薄涂粉末涂料，按重量份计由以下成分制成：聚氨酯树脂140、甲基丙烯酸缩水甘油酯12、钛白粉21、云母粉10、二氧化硅15、磷酸三丁酯5.3、单宁改性松香树脂22、固化剂12、聚酯树脂17、煤矸石粉8、珍珠岩粉10。
聚氨酯树脂为UralacP1580，玻璃化温度Tg为40℃。
单宁改性松香树脂的制备方法包括以下步骤：
(1)将松香树脂添加到N,N-二甲基甲酰胺，加热搅拌，得到松香树脂溶液；
(2)向步骤(1)中的松香树脂溶液中添加马来酸酐，调节温度至78℃，保温搅拌20min，得到马来酸酐处理松香树脂溶液；
(3)将步骤(2)中的马来酸酐处理松香树脂溶液温度调节至50℃，然后再添加单宁，以1000r/min转速搅拌2小时，然后静置保温4小时，得到反应液；
(4)向步骤(3)内反应液缓慢向体系中注入沸水，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤，重复洗涤5次；然后加入石油醚，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤3次，在45℃的真空干燥箱中将产物干燥10h后，即得单宁改性松香树脂。
松香树脂溶液质量分数为10％。
松香树脂溶液、马来酸酐质量比为30:1；
所述马来酸酐处理松香树脂溶液、单宁质量比为15:1。
超声波频率为35kHz，功率为800W。
固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯。
二氧化硅为气相二氧化硅。
云母粉与珍珠岩粉混合质量比为1:1。
实施例5
一种细腻触感薄涂粉末涂料，按重量份计由以下成分制成：聚氨酯树脂120、甲基丙烯酸缩水甘油酯13、钛白粉21、云母粉15、二氧化硅15、磷酸三丁酯5、单宁改性松香树脂28、固化剂12、聚酯树脂17、煤矸石粉8、珍珠岩粉15。
聚氨酯树脂为UralacP1580，玻璃化温度Tg为50℃。
单宁改性松香树脂的制备方法包括以下步骤：
(1)将松香树脂添加到N,N-二甲基甲酰胺，加热搅拌，得到松香树脂溶液；
(2)向步骤(1)中的松香树脂溶液中添加马来酸酐，调节温度至78℃，保温搅拌20min，得到马来酸酐处理松香树脂溶液；
(3)将步骤(2)中的马来酸酐处理松香树脂溶液温度调节至50℃，然后再添加单宁，以1000r/min转速搅拌2小时，然后静置保温4小时，得到反应液；
(4)向步骤(3)内反应液缓慢向体系中注入沸水，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤，重复洗涤5次；然后加入石油醚，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤3次，在45℃的真空干燥箱中将产物干燥10h后，即得单宁改性松香树脂。
松香树脂溶液质量分数为10％。
松香树脂溶液、马来酸酐质量比为30:1；
所述马来酸酐处理松香树脂溶液、单宁质量比为15:1。
超声波频率为35kHz，功率为800W。
固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯。
二氧化硅为气相二氧化硅。
云母粉与珍珠岩粉混合质量比为1:1。
实施例6
一种细腻触感薄涂粉末涂料，按重量份计由以下成分制成：聚氨酯树脂145、甲基丙烯酸缩水甘油酯12、钛白粉25、云母粉10、二氧化硅16、磷酸三丁酯5.1、单宁改性松香树脂22、固化剂10、聚酯树脂17、煤矸石粉8、珍珠岩粉10。聚氨酯树脂为UralacP1580，玻璃化温度Tg为45℃。单宁改性松香树脂的制备方法包括以下步骤：
(1)将松香树脂添加到N,N-二甲基甲酰胺，加热搅拌，得到松香树脂溶液；
(2)向步骤(1)中的松香树脂溶液中添加马来酸酐，调节温度至78℃，保温搅拌20min，得到马来酸酐处理松香树脂溶液；
(3)将步骤(2)中的马来酸酐处理松香树脂溶液温度调节至50℃，然后再添加单宁，以1000r/min转速搅拌2小时，然后静置保温4小时，得到反应液；
(4)向步骤(3)内反应液缓慢向体系中注入沸水，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤，重复洗涤5次；然后加入石油醚，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤3次，在45℃的真空干燥箱中将产物干燥10h后，即得单宁改性松香树脂。松香树脂溶液质量分数为10％。松香树脂溶液、马来酸酐质量比为30:1；所述马来酸酐处理松香树脂溶液、单宁质量比为15:1。超声波频率为35kHz，功率为800W。固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯。二氧化硅为气相二氧化硅。云母粉与珍珠岩粉混合质量比为1:1。
试验
对实施例与对比例进行检测，采用光泽度计(WGG60-Y4)对实施例与对比例粉末涂料在相同条件下形成的涂层进行检测：
表1
光泽/％
实施例1 43
实施例2 45
实施例3 45
实施例4 42
实施例5 45
实施例6 45
对比例1 38
对比例1：与实施例1区别为将单宁改性松香树脂替换为未处理的松香树脂；由表1可以看出，采用未处理的松香树脂制备的粉末涂料形成的涂层表面的光泽度明显降低，可见，本发明中制备的单宁改性松香树脂的引入，能够较好的改善粉末涂料的光泽度。
按GB/T1732-1993对漆膜进行耐冲击性测定实施例与对比例，对比；
表2
冲击性/kg·cm
实施例1 50.2
实施例2 52.7
实施例3 51.5
实施例4 56.3
实施例5 52.6
实施例6 54.2
对比例2 44.3
对比例3 47.0
对比例2：与实施例1区别为不添加云母粉；
对比例3：与实施例1区别为不添加珍珠岩粉；
由表2可以看出，本发明制备的粉末涂料具有良好的冲击性能，本发明通过引入一定量的云母粉和珍珠岩粉进行协调配合作用，能够在粉末涂料中均匀分散，形成之谜的涂层，对涂层的冲击性能具有显著的改善提高，极大的扩大的粉末涂料的应用领域。
利用CQ-60G光泽度仪进行老化前后的表面光泽度测试，对实施例与对比例进行检测对比；
表3
耐老化(保光率％)
实施例1 85.3
实施例2 88.1
实施例3 82.6
实施例4 85.7
实施例5 85.9
实施例6 86.8
对比例2 52.5
对比例4 68.3
对比例2：与实施例1区别为不添加云母粉；
对比例4：与实施例1区别为不添加单宁改性松香树脂；
由表3可以看出，本发明制备的粉末涂料具良好的耐老化性能，通过云母粉和单宁改性松香树脂的引入，能够起到对粉末涂料形成的涂层产生良好的耐老化性能。
以实施例1为基础试样，对比不同重量份比的云母粉与珍珠岩对粉末涂料冲击性影响；如图1，由图1可以看出，本发明中云母粉与珍珠岩粉的最佳比例为1:1，能够更好的提高粉末涂料的冲击性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种细腻触感薄涂粉末涂料，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：聚氨酯树脂110-150、甲基丙烯酸缩水甘油酯11-14、钛白粉18-25、云母粉10-15、二氧化硅11-16、磷酸三丁酯5-5.5、单宁改性松香树脂20-28、固化剂8-15、聚酯树脂16-18、煤矸石粉5-10、珍珠岩粉10-15；
所述单宁改性松香树脂的制备方法包括以下步骤：
(1)将松香树脂添加到N,N-二甲基甲酰胺，加热搅拌，得到松香树脂溶液；
(2)向步骤(1)中的松香树脂溶液中添加马来酸酐，调节温度至78℃，保温搅拌20min，得到马来酸酐处理松香树脂溶液；
(3)将步骤(2)中的马来酸酐处理松香树脂溶液温度调节至50℃，然后再添加单宁，以1000r/min转速搅拌2小时，然后静置保温4小时，得到反应液；
(4)向步骤(3)内反应液缓慢向体系中注入沸水，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤，重复洗涤5次；然后加入石油醚，在热水浴条件下超声波辅助并搅拌洗涤3次，在45℃的真空干燥箱中将产物干燥10h后，即得单宁改性松香树脂。
2.根据权利要求1所述的一种细腻触感薄涂粉末涂料，其特征在于：所述聚氨酯树脂为UralacP1580，玻璃化温度Tg为40-50℃。
3.根据权利要求1所述的一种细腻触感薄涂粉末涂料，其特征在于：所述松香树脂溶液质量分数为10％。
4.根据权利要求1述的一种细腻触感薄涂粉末涂料，其特征在于：所述松香树脂溶液、马来酸酐质量比为30:1；
所述马来酸酐处理松香树脂溶液、单宁质量比为15:1。
5.根据权利要求1所述的一种细腻触感薄涂粉末涂料，其特征在于：所述超声波频率为35kHz，功率为800W。
6.根据权利要求1所述的一种细腻触感薄涂粉末涂料，其特征在于：所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯。
7.根据权利要求1所述的一种细腻触感薄涂粉末涂料，其特征在于：所述二氧化硅为气相二氧化硅。
8.根据权利要求1所述的一种细腻触感薄涂粉末涂料，其特征在于：所述云母粉与珍珠岩粉混合质量比为1:1。
9.根据权利要求1所述的一种细腻触感薄涂粉末涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按重量份称取聚氨酯树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、钛白粉、云母粉、二氧化硅、磷酸三丁酯、单宁改性松香树脂、固化剂、聚酯树脂、煤矸石粉、珍珠岩粉；
(2)将上述原料添加到混合机中进行搅拌混合均匀，得到均匀混合原料；
(3)将均匀混合原料添加到干燥机中进行干燥，得到干燥原料；
(4)将干燥原料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，将挤出的物料经过带自来水冷却系统的压片机进行压片、再经破碎机破碎成粉末颗粒，即可。
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