CN113980615A - 一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物及其制造方法,其中功能性组合物包括:2‑咪唑烷酮、磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺、纳米硅片。本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处,提供一种组分简单,配比合理,可短时间吸附分解空间中对人体有危害的甲醛成份及净化其他气味以达无害状态,并不改变其外观性状的添加剂及其制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及添加剂及其制备方法技术领域,尤其涉及用于三聚氰胺胶层的功能性组合物及其制造方法。
背景技术
甲醛是一种无色但具有刺激性气味的有毒有害的化学物质,由于其已广泛应用于木材加工、建筑材料等与人们生活息息相关的方方面面,已经成为了一种危害人们生命健康的主要气体污染物。人造板材产品中所含的甲醛主要来源于胶黏剂。目前,胶黏剂大量应用于木材加工行业,如胶合板、大芯板、纤维板和刨花板等,其中所使用的胶黏剂主要是“三醛胶”,即脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂。其中因脲醛树脂价格低廉,性能优良被广泛使用,但是由于制备脲醛树脂的原料涉及有甲醛,因此在脲醛树脂的生产和使用过程中会有甲醛释放,而且使用脲醛树脂胶黏剂加工的人造板材也会有甲醛释放,释放期为3~15年,从而导致室内空气中的甲醛含量长期超标,对人的身体健康造成严重危害。三聚氰胺胶大量应用在家居方面,这些家居产品中的抽屉、衣柜、橱柜,在生产和使用过程中也会有甲醛释放。
因为通风不良容易累积大量气味而不易飘散,是最为民众所垢病,因此在去除甲醛的同时也需要吸附空气中的甲醛。
现有的除甲醛添加剂,由于组分和配比上的缺陷,使得其除甲醛的效果不尽人意。
故此,现有的用于三聚氰胺胶层的功能性组合物及其制备方法均有待于进一步完善。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处,提供一种组分简单,配比合理,可短时间吸附分解空间中对人体有危害的甲醛成份及净化其他气味以达无害状态,并不改变其外观性状的添加剂及其制备方法。
为了达到上述目的,本发明采用以下方案:
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,其特征在于包括:2-咪唑烷酮、磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺、纳米硅片。
作为本发明用于三聚氰胺胶层的功能性组合物的另一种改进,按重量百分比包括2-咪唑烷酮65-80%、芥酸酰胺3-10%、磷酸氢二胺2-10%、聚酰亚胺3-10%、纳米硅片1-5%。
作为本发明用于三聚氰胺胶层的功能性组合物的另一种改进,还包括有界面活性剂。
作为本发明用于三聚氰胺胶层的功能性组合物的另一种改进,按重量百分比包括2-咪唑烷酮60-80%、芥酸酰胺3-10%、磷酸氢二胺2-10%、聚酰亚胺3-10%、界面活性剂1-10%、纳米硅片1-5%。
作为本发明用于三聚氰胺胶层的功能性组合物的另一种改进,按重量百分比包括2-咪唑烷酮65-80%、芥酸酰胺3-8%、磷酸氢二胺3-8%、聚酰亚胺3-8%、界面活性剂3-8%、纳米硅片1-3%。
作为本发明用于三聚氰胺胶层的功能性组合物的另一种改进,按重量百分比包括2-咪唑烷酮77-80%、芥酸酰胺3-5%、磷酸氢二胺3-5%、聚酰亚胺3-5%、界面活性剂3-5%、纳米硅片1-3%。
作为本发明用于三聚氰胺胶层的功能性组合物的另一种改进,所述界面活性剂为硬脂基二甲基苄基氯化铵、壬基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇油酸酯、椰油基甜菜碱、椰油胺聚氧乙烯醚、油醇、山梨糖醇酐单月桂酸酯-20、山梨糖醇酐单月桂酸酯-40、山梨糖醇酐单月桂酸酯-60、山梨糖醇酐单月桂酸酯-80、吐温-20、吐温-40、吐温-60、吐温-80、十二烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、十六烷基三甲基季胺溴化物、十八烷基二甲基苄基季胺氯化物、双十八烷基胺盐酸盐、N,N-二甲基十八胺盐酸盐中的至少一种。
作为本发明用于三聚氰胺胶层的功能性组合物的另一种改进,所述纳米硅片的纳米硅比表面积为700-800㎡/g。
作为本发明用于三聚氰胺胶层的功能性组合物的另一种改进,还包括纳米二氧化肽或/和纳米电气石。
作为本发明用于三聚氰胺胶层的功能性组合物的另一种改进,所述纳米二氧化肽的含量为0.01-0.05%。
作为本发明用于三聚氰胺胶层的功能性组合物的另一种改进,所述纳米电气石的含量为0.01-0.1%。
作为本发明用于三聚氰胺胶层的功能性组合物的另一种改进,还包括有甲壳素0.5-5%。
甲壳素由含氮多醣类生物性高分子~几丁质(chitin)经过高度去乙酰化反应(deacetylation,也就是将乙酰基去掉,形成胺基)后而得到的聚葡萄醣胺~几丁聚醣(Chitosan),这种甲壳素的氨基(-NH2)对甲醛(HCHO)等有害物质特别具有高度吸附分解能力,因此可具备将甲醛净化效果,且其在生态系中有易于分解、易于再生的优良特性,所以没有造成二次污染的风险。
甲壳素具有氨基(-NH2):
可将甲醛吸附并将其转换为无害的物质。其作用机制详述如下:
甲壳素与甲醛之作用机制
甲壳素之带有电荷的氨基(-NH2),可吸附甲醛(HCHO)并固定化,因此可将逸散在空气中甲醛转化成无害的物质,达到去除甲醛的目的;其反应机构为:
[其中,R’ = Chitosan ]
基于前述解析说明可知,藉由甲壳素添加剂,确可达改善三氨胶中甲醛逸散的问题,此外,本添加剂,使用在一定比例下并不会改变三氨胶的物理性状,且本添加剂可将三氨胶中甲醛吸附并将分解成水(H2O)及其他无害的物质。
所述纳米抗菌剂的主要成分为纳米二氧化肽,且其粒度为30~50纳米。
纳米抗菌剂能作为光触媒有效分解空气中的甲醛、苯等有害物质,且纳米抗菌剂还有强烈的抑菌抗菌作用,保证长时间内的抑菌效果,接着通过含有的负离子电气石纳米粉能使颗粒物释放出微电流,电离出氧负离子,而负离子与有机污染物相互接触时,其电位能级电子的传递,促使有机污染物碳链的分解,最终使绝大部分分解为二氧化碳和水。
本发明如上所述功能性组合物的制造方法,包括以下步骤:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌30-40分钟,即可。
作为本发明所述的制造方法的另一种改进,减速搅拌完成后过40-200目筛。
作为本发明所述的制造方法的另一种改进,将2-咪唑烷酮加入到容器中,在1200rmp下搅拌,加入纳米硅片后在150 rmp,减速搅拌。合适的搅拌速度,使得产品混合更加均匀。
本发明中所述的三聚氰胺层用于板材、家具表面,三聚氰胺层中所包含的纳米硅片及2-咪唑烷酮与芥酸酰胺、磷酸氢二胺、聚酰亚胺对甲醛的分解能力及气味的吸附能力,从而达到对室内空气的净化效果。
2-咪唑烷酮
(Ethyleneurea;2-Imidazolidinone;2-Imidazolidone)可将甲醛吸附并中和转换为无害的物质。其作用机制详述如下:
以2-咪唑烷酮为主体之添加剂去除甲醛之效果说明:
2-咪唑烷酮分子式为C3H6N2O,分子量为86.0932,甲醛分子式为CH2O,分子量为30.03按摩尔比(1:2)比例计算,理论每1克可中和0.7克甲醛。
芥酸酰胺是一种高级脂肪酸酰胺,是芥酸的重要衍生物之一,由植物油精制而成。因为分子结构中含有较长的不饱和碳链和极性的胺基,所以具有极好的表面极性作用、较高的熔点和良好的热稳定性。将此原料与2-咪唑烷酮通过物理方法结合后,一方面使2-咪唑烷酮不粘结,另一方面将芥酸酰胺加入漆层中,能增强其漆面的耐热性、耐磨耗性,有防止日晒龟裂的效果。
磷酸氢二胺又称磷酸一胺,分子式NH4H2PO,水溶液呈酸性,在常温下相当稳定,本身带有NH官能基,可与甲醛分子反应,同时扮演调解PH值的角色,在三聚氰胺浸渍胶中带有调节硬化的功能作用。
聚酰亚胺是主链上含有酰亚胺环(-CO-N-CO-)的一类聚合物,是综合性能最佳的有机高分子材料之一,其耐高温达400℃以上。
纳米硅片来自天然高岭土,为纯天然物质每片之结构尺寸为100×100×1nm3(1nm=10-9m),其比表面积为700-800m2/g,每克纳米硅片脱层约至4×1016片,每片纳米硅片约带180000个负电荷,纳米硅片暴露在外的大量电荷,会形成强大的吸附力,运用纳米硅片“捕捉”有害分子及“抗沾黏”的机制,可以达到环境净化、抗菌防霉、除尘除臭的特殊效果,净化环境质量。
应用本发明添加剂来去除空气中甲醛时,系将该添加剂以一定比例均匀地混合在板材表面的三聚氰胺涂层中该添加剂具有氨基(NH)等官能基:可将甲醛吸附并将其转换为无害的物质。
综上所述,本发明相对于现有技术其有益效果是:
本发明组分简单,配比合理,可短时间吸附分解空间中对人体有危害的甲醛成份及净化其他气味以达无害状态,并不改变其外观性状的添加剂及其制备方法。
本发明中通过2-咪唑烷酮与芥酸酰胺已经用来改质前述晶体粒子的磷酸氢二胺、聚酰亚胺可以提高三聚氰胺层的耐热性、抗氧化、耐黄变的能力,再使用合适配比的纳米硅加以强化三聚氰胺层的吸附功能,再添加具有分散效果的界面活性剂以提高稳定性。
具体实施方式
以下结合实施例,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例1
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮65%、芥酸酰胺10%、磷酸氢二胺10%、聚酰亚胺10%、纳米硅片5%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌30分钟,过40目筛。
实施例2
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮80%、芥酸酰胺10%、磷酸氢二胺6%、聚酰亚胺3%、纳米硅片1%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌40分钟,过200目筛。
实施例3
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮75%、芥酸酰胺9%、磷酸氢二胺9%、聚酰亚胺5%、纳米硅片2%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌35分钟,过100目筛。
实施例4
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮79%、芥酸酰胺10%、磷酸氢二胺10%、聚酰亚胺10%、纳米硅片1%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌30分钟,过60目筛。
实施例5
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮72%、芥酸酰胺3%、磷酸氢二胺10%、聚酰亚胺10%、纳米硅片5%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌40分钟,过80目筛。
实施例6
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮64%、芥酸酰胺10%、磷酸氢二胺10%、聚酰亚胺10%、界面活性剂1%、纳米硅片5%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌30分钟,过100目筛。
实施例7
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮80%、芥酸酰胺4%、磷酸氢二胺2%、聚酰亚胺3%、界面活性剂10%、纳米硅片1%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌35分钟,过120目筛。
实施例8
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮78%、芥酸酰胺5%、磷酸氢二胺6%、聚酰亚胺4%、界面活性剂5%、纳米硅片2%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌40分钟,过160目筛。
实施例9
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮80%、芥酸酰胺3%、磷酸氢二胺3%、聚酰亚胺3%、界面活性剂8%、纳米硅片3%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌36分钟,过180目筛。
实施例10
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮77%、芥酸酰胺5%、磷酸氢二胺5%、聚酰亚胺5%、界面活性剂5%、纳米硅片3%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌35分钟,过100目筛。
实施例11
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮74.99%、芥酸酰胺5%、磷酸氢二胺5%、聚酰亚胺8%、界面活性剂2%、纳米硅片5%、纳米二氧化肽0.01%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌30分钟,过200目筛。
实施例12
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮80%、芥酸酰胺4%、磷酸氢二胺4%、聚酰亚胺9.95%、界面活性剂1%、纳米硅片1%、纳米二氧化肽0.05%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌40分钟,过100目筛。
实施例13
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮79.97%、芥酸酰胺10%、磷酸氢二胺1%、聚酰亚胺5%、界面活性剂2%、纳米硅片2%、纳米二氧化肽0.03%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌32分钟,过80目筛。
实施例14
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮80%、芥酸酰胺7.98%、磷酸氢二胺5%、聚酰亚胺5%、界面活性剂1%、纳米硅片1%、纳米二氧化肽0.01%、纳米电气石0.01%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌30分钟,过200目筛。
实施例15
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮70%、芥酸酰胺9.85%、磷酸氢二胺4%、聚酰亚胺6%、界面活性剂5%、纳米硅片5%、纳米二氧化肽0.05%、纳米电气石0.1%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌35分钟,过100目筛。
实施例16
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮78.93%、芥酸酰胺6%、磷酸氢二胺3%、聚酰亚胺7%、界面活性剂2%、纳米硅片3%、纳米二氧化肽0.02%、纳米电气石0.05%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌30分钟,过80目筛。
实施例17
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮78.43%、芥酸酰胺6%、磷酸氢二胺3%、聚酰亚胺7%、界面活性剂2%、纳米硅片3%、纳米二氧化肽0.02%、纳米电气石0.05%、甲壳素0.5%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片和甲壳素,减速搅拌30分钟,过80目筛。
实施例18
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮77.93%、芥酸酰胺6%、磷酸氢二胺3%、聚酰亚胺7%、界面活性剂2%、纳米硅片3%、纳米二氧化肽0.02%、纳米电气石0.05%、甲壳素1%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片和甲壳素,减速搅拌30分钟,过80目筛。
实施例19
一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,按重量百分比包括2-咪唑烷酮73.93%、芥酸酰胺6%、磷酸氢二胺3%、聚酰亚胺7%、界面活性剂2%、纳米硅片3%、纳米二氧化肽0.02%、纳米电气石0.05%、甲壳素5%。
制备方法:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片和甲壳素,减速搅拌30分钟,过80目筛。
将实施例1-19制备得到的除甲醛添加剂成品添加于三聚氰胺胶层中,1-2项参照JC/T1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化功能》进行性能测试,3-6项参照HG/T3950-2007(2017), 《抗菌涂料》(Ⅰ)进行性能测试,,将样品送至国家涂料产品质量监督检验中心(广东)进行检测,检测结果如下表1:
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,其特征在于包括:2-咪唑烷酮、磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺、纳米硅片。
2.根据权利要求1所述的用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,其特征在于:按重量百分比包括2-咪唑烷酮65-80%、芥酸酰胺3-10%、磷酸氢二胺2-10%、聚酰亚胺3-10%、纳米硅片1-5%。
3.根据权利要求1所述的用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,其特征在于:还包括有界面活性剂。
4.根据权利要求3所述的用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,其特征在于:按重量百分比包括2-咪唑烷酮60-80%、芥酸酰胺3-10%、磷酸氢二胺2-10%、聚酰亚胺3-10%、界面活性剂1-10%、纳米硅片1-5%。
5.根据权利要求4所述的用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,其特征在于:按重量百分比包括2-咪唑烷酮65-80%、芥酸酰胺3-8%、磷酸氢二胺3-8%、聚酰亚胺3-8%、界面活性剂3-8%、纳米硅片1-3%。
6.根据权利要求3所述的用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,其特征在于:按重量百分比包括2-咪唑烷酮77-80%、芥酸酰胺3-5%、磷酸氢二胺3-5%、聚酰亚胺3-5%、界面活性剂3-5%、纳米硅片1-3%。
7.根据权利要求3至6任一项所述的用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,其特征在于:所述界面活性剂为硬脂基二甲基苄基氯化铵、壬基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇油酸酯、椰油基甜菜碱、椰油胺聚氧乙烯醚、油醇、山梨糖醇酐单月桂酸酯-20、山梨糖醇酐单月桂酸酯-40、山梨糖醇酐单月桂酸酯-60、山梨糖醇酐单月桂酸酯-80、吐温-20、吐温-40、吐温-60、吐温-80、十二烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、十六烷基三甲基季胺溴化物、十八烷基二甲基苄基季胺氯化物、双十八烷基胺盐酸盐、N,N-二甲基十八胺盐酸盐中的至少一种。
8.根据权利要求3至6任一项所述的用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,其特征在于:所述纳米硅片的纳米硅比表面积为700-800㎡/g。
9.根据权利要求8所述的用于三聚氰胺胶层的功能性组合物,其特征在于:还包括纳米二氧化肽或/和纳米电气石。
10.制造如权利要求1-9任一项所述功能性组合物的方法,其特征在于包括以下步骤:
按比例将2-咪唑烷酮加入到容器中,在搅拌状态下依次加入磷酸氢二胺、芥酸酰胺、聚酰亚胺,持续搅拌至均匀混合,加入纳米硅片,减速搅拌30-40分钟,即可。
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