CN114262530A - 一种减反射镀膜溶液、制备方法和光伏玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减反射镀膜溶液、制备方法和光伏玻璃及其制备方法，属于太阳能光伏玻璃技术领域，解决了光伏盖板使用一段时间后，透光率将出现一定程度的衰减，势必降低太阳能电池发电效率等技术问题。解决方案为：一种减反射镀膜溶液，包括如下重量份的组分：二氧化硅溶胶30~40份；硅烷偶联剂0.1~0.3份；防缩孔助剂0.1~0.3份；固化剂0.1~1份；树脂1~6份；流平剂0.1~0.6份；余量为镀膜稀释剂。本发明还提供减反射镀膜溶液的制备方法，以及光伏玻璃及其制备方法。发明以二氧化硅溶胶体系为基础，加入硅烷偶联剂、防缩孔助剂、树脂、流平剂和固化剂，制备具有多孔结构的纳米减反射膜层，通过辊涂方式涂覆于玻璃上，提高了透光率，获得透光率为93.85%~94.23%的高透光率光伏玻璃。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏玻璃技术领域，具体涉及的是一种减反射镀膜溶液、制备方法和光伏玻璃及其制备方法。
背景技术
随着世界人口的持续增长和经济的不断发展，对于能源的需求日益增加，而在目前的能源消费结构中，煤炭、石油、天然气等传统的化石原料仍然占主要地位。全球已探明的石油储藏量估计只能开采45.4年，天然气的储藏量仅够用30多年，煤炭储藏量可供开采110年，可再生能源是取之不尽，用之不竭，开发新能源和可再生能源意义重大。
太阳能是可再生新能源的重要一员，具有取之不尽、用之不竭、无污染、廉价等优点。太阳能发电的类型有两种，1、太阳能热发电，包括太阳能槽式热发电、太阳能塔式热发电、太阳能碟式热发电；2、太阳能光伏发电。
太阳能光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。作为太阳能电池的组件之一的玻璃盖板，又名超白压花玻璃，其自身透过率在91.5%~91.7%之间。光伏盖板玻璃使用一定时间，透光率将出现一定程度的衰减，势必降低太阳能电池发电效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种减反射镀膜溶液、制备方法和光伏玻璃及其制备方法，解决了光伏盖板使用一段时间后，透光率将出现一定程度的衰减，势必降低太阳能电池发电效率等技术问题。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种减反射镀膜溶液，其中：包括如下重量份的组分：
二氧化硅溶胶30~40份；
硅烷偶联剂0.1~0.3份；
防缩孔助剂0.1~0.3份；
固化剂0.1~1份；
树脂1~6份；
流平剂0.1~0.6份；
余量为镀膜稀释剂。
进一步，所述二氧化硅溶胶是经过酸催化得到的溶胶，溶胶中颗粒尺寸为10~50nm。
进一步，所述硅烷偶联剂具有硅酯键，疏水性基团；所述防缩孔助剂具有醚键，疏水性基团。
进一步，所述固化剂为二元羧酸、多元羧酸和酸酐中的至少一种；所以树脂为含环氧基的有机聚合物；所述流平剂具有醚键，所述流平剂为有机硅流平剂。
进一步，所述镀膜稀释剂为乙醇和异丙醇中的至少一种。
一种减反射镀膜溶液的制备方法，其中：包括如下步骤：
1）按照上述减反射镀膜溶液的配方分别量取组分硅烷偶联剂、防缩孔助剂、树脂、流平剂和固化剂；
2）将步骤1）中量取的组分边搅拌边加入到二氧化硅溶胶中，以300～1000rpm的搅拌速度至少搅拌30min，得到混合液，然后将混合液置于60~70℃的环境中反应3~4天，经过镀膜稀释剂稀释后获得所述减反射镀膜溶液。
一种光伏玻璃，所述光伏玻璃包括玻璃基片和辊涂在玻璃基片上的镀膜层，其特征在于：所述镀膜层为所述一种减反射镀膜溶液形成的膜层。
进一步，所述玻璃基片为超白压花玻璃，所述超白压花玻璃一面为绒面，另一面为压花面，所述镀膜层是形成于所述绒面。
一种光伏玻璃的制备方法，其中：包括如下步骤：
a）将玻璃基片依次进行磨边、清洗和烘干；
b）将步骤a）中处理后的玻璃基片进行预热处理，预热温度为100~200℃，时间0.5~1min；
c）通过辊涂将玻璃基片上镀上所述减反射镀膜溶液形成的膜层；
d）固化处理，固化温度为200~300℃，时间0.5~1min；
e）钢化处理，钢化温度为650~700℃，时间2~3min；
进一步，步骤c）中辊涂镀膜中的输送速度为10~12m/min，胶辊转速为10~12 m/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明以二氧化硅溶胶体系为基础，加入硅烷偶联剂、防缩孔助剂、树脂、流平剂和固化剂，制备具有多孔结构的纳米减反射膜层，通过辊涂方式涂覆于玻璃上，提高了透光率，获得透光率为93.85%~94.23%的高透光率光伏玻璃。二氧化硅材料与光伏玻璃的主要成分一致，与玻璃本体的结合性能好，同时二氧化硅在常温下非常稳定，具有很好的耐酸碱性、耐高温高湿性能。硅烷偶联剂质量百分比含量范围是0.1%~0.3%,作用是通过化学反应形成牢固的共价键将纳米二氧化硅紧密结合在一起，起到了“分子桥”的作用。疏水性基团解决膜层由于表面富含羟基而吸潮、吸水而导致的透过率衰减等问题，防缩孔助剂质量百分比含量范围是0.1%~0.3%,作用是用于防止涂膜上形成不规则的凹陷的弊病，使膜层趋于平整的助剂。固化剂质量百分比含量范围是0.1%~1%,作用增进或控制固化反应。树脂质量百分比含量范围是1%~6%,作用是增加膜层与玻璃的粘接性，增强膜层耐候性能。流平剂质量百分比含量范围是0.1%~0.6%,作用是降低镀膜液的表面张力，在干燥过程中形成一个平整、光滑、均匀的膜层。预热玻璃的作用将玻璃上残留的水分去除干净，固化作用是控制整张镀膜面厚度的均匀度保持不变。
对部分组分进行如下介绍：
硅烷偶联剂，化学式为RSiX3，X表示水解性官能基,它可与甲氧基、乙氧基、溶纤剂以及无机材料(玻璃、金属、SiO2)等发生偶联反应，R表示有机官能基,它可与乙烯基、乙氧基、甲基丙烯酸基、氨基、巯基等有机基以及无机材料、各种合成树脂、橡胶发生偶联反应。通过使用硅烷偶联剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质悬殊的材料连接在一起提高复合材料的性能和增加粘接强度的作用。用于玻璃上大大提高了其机械性能、电学性能和抗老化性能。
具有环氧基的树脂，是一种含有环氧基团的高分子聚合物，未固化前，它的结构是线型的热塑性树脂，具有一般热塑性塑料所特有的因温度变化而改变其流动性的通性，流动性较好，易和固化剂及其他添加剂混合，给操作带来了很大的方便，同时也保证了加工工艺的顺利进行；黏合力大；收缩性小，环氧树脂与固化剂反应时是通过直接加成反应来进行的，因此在固化过程中，没有副产物产生，也不会产生气泡，所以其收缩率一般都小于1%；稳定性好；固化后环氧树脂具有优良的耐化学品稳定性；优异的电绝缘性能；力学性能好；耐热性较好。
流平剂具备了优异的流平性、渗透性强，可提高产品的均匀性、覆盖性、加强产品的吸附力，降低产品表面张力，提高其流平性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
一种减反射镀膜溶液，包括如下重量份的组分：
二氧化硅溶胶30份；硅烷偶联剂0.1份；防缩孔助剂0.15份；固化剂0.1份；树脂5份；流平剂0.2份；余量为镀膜稀释剂。
进一步，所述二氧化硅溶胶是经过酸催化得到的溶胶，溶胶中颗粒尺寸为10~50nm。
进一步，所述硅烷偶联剂具有硅酯键，疏水性基团；所述防缩孔助剂具有醚键，疏水性基团。
进一步，所述固化剂为二元羧酸、多元羧酸和酸酐中的至少一种；所以树脂为含环氧基的有机聚合物；所述流平剂具有醚键，所述流平剂为有机硅流平剂。
进一步，所述镀膜稀释剂为乙醇和异丙醇中的至少一种。
一种减反射镀膜溶液的制备方法，其中：包括如下步骤：
1）按照上述减反射镀膜溶液的配方分别量取组分硅烷偶联剂、防缩孔助剂、树脂、流平剂和固化剂；
2）将步骤1）中量取的组分边搅拌边加入到二氧化硅溶胶中，以300rpm的搅拌速度至少搅拌30min，得到混合液，然后将混合液置于60~70℃的环境中反应3~4天，经过镀膜稀释剂稀释后获得所述减反射镀膜溶液。
一种光伏玻璃，所述光伏玻璃包括玻璃基片和辊涂在玻璃基片上的镀膜层，其中：所述镀膜层为上述一种减反射镀膜溶液形成的膜层。
进一步，所述玻璃基片为超白压花玻璃，所述超白压花玻璃一面为绒面，另一面为压花面，所述镀膜层是形成于所述绒面。
一种光伏玻璃的制备方法，其中：包括如下步骤：
a）将玻璃基片依次进行磨边、清洗和烘干；
b）将步骤a）中处理后的玻璃基片进行预热处理，预热温度为100~200℃，时间0.5~1min；
c）通过辊涂将玻璃基片上镀上所述减反射镀膜溶液形成的膜层；
d）固化处理，固化温度为200~300℃，时间0.5~1min；
e）钢化处理，钢化温度为650~700℃，时间2~3min；
进一步，步骤c）中辊涂镀膜中的输送速度为10.8m/min，胶辊转速为11.3 m/min。
得到具有透过率为93.85%高透过率光伏玻璃成品。
实施例2
一种减反射镀膜溶液，包括如下重量份的组分：
二氧化硅溶胶35份；硅烷偶联剂0.12份；防缩孔助剂0.12份；固化剂0.3份；树脂3份；流平剂0.4份；余量为镀膜稀释剂。
进一步，所述二氧化硅溶胶是经过酸催化得到的溶胶，溶胶中颗粒尺寸为10~50nm。
进一步，所述硅烷偶联剂具有硅酯键，疏水性基团；所述防缩孔助剂具有醚键，疏水性基团。
进一步，所述固化剂为二元羧酸、多元羧酸和酸酐中的至少一种；所以树脂为含环氧基的有机聚合物；所述流平剂具有醚键，所述流平剂为有机硅流平剂。
进一步，所述镀膜稀释剂为乙醇和异丙醇中的至少一种。
一种减反射镀膜溶液的制备方法，其中：包括如下步骤：
1）按照上述减反射镀膜溶液的配方分别量取组分硅烷偶联剂、防缩孔助剂、树脂、流平剂和固化剂；
2）将步骤1）中量取的组分边搅拌边加入到二氧化硅溶胶中，以450rpm的搅拌速度至少搅拌30min，得到混合液，然后将混合液置于60~70℃的环境中反应3~4天，经过镀膜稀释剂稀释后获得所述减反射镀膜溶液。
一种光伏玻璃，所述光伏玻璃包括玻璃基片和辊涂在玻璃基片上的镀膜层，其中：所述镀膜层为上述一种减反射镀膜溶液形成的膜层。
进一步，所述玻璃基片为超白压花玻璃，所述超白压花玻璃一面为绒面，另一面为压花面，所述镀膜层是形成于所述绒面。
一种光伏玻璃的制备方法，其中：包括如下步骤：
a）将玻璃基片依次进行磨边、清洗和烘干；
b）将步骤a）中处理后的玻璃基片进行预热处理，预热温度为100~200℃，时间0.5~1min；
c）通过辊涂将玻璃基片上镀上所述减反射镀膜溶液形成的膜层；
d）固化处理，固化温度为200~300℃，时间0.5~1min；
e）钢化处理，钢化温度为650~700℃，时间2~3min；
进一步，步骤c）中辊涂镀膜中的输送速度为10.3m/min，胶辊转速为10.9 m/min。
得到具有透过率为94.12%高透过率光伏玻璃成品。
实施例3
一种减反射镀膜溶液，包括如下重量份的组分：
二氧化硅溶胶31份；硅烷偶联剂0.23份；防缩孔助剂0.23份；固化剂0.2份；树脂1份；流平剂0.5份；余量为镀膜稀释剂。
进一步，所述二氧化硅溶胶是经过酸催化得到的溶胶，溶胶中颗粒尺寸为10~50nm。
进一步，所述硅烷偶联剂具有硅酯键，疏水性基团；所述防缩孔助剂具有醚键，疏水性基团。
进一步，所述固化剂为二元羧酸、多元羧酸和酸酐中的至少一种；所以树脂为含环氧基的有机聚合物；所述流平剂具有醚键，所述流平剂为有机硅流平剂。
进一步，所述镀膜稀释剂为乙醇和异丙醇中的至少一种。
一种减反射镀膜溶液的制备方法，其中：包括如下步骤：
1）按照上述减反射镀膜溶液的配方分别量取组分硅烷偶联剂、防缩孔助剂、树脂、流平剂和固化剂；
2）将步骤1）中量取的组分边搅拌边加入到二氧化硅溶胶中，以500rpm的搅拌速度至少搅拌30min，得到混合液，然后将混合液置于60~70℃的环境中反应3~4天，经过镀膜稀释剂稀释后获得所述减反射镀膜溶液。
一种光伏玻璃，所述光伏玻璃包括玻璃基片和辊涂在玻璃基片上的镀膜层，其中：所述镀膜层为上述一种减反射镀膜溶液形成的膜层。
进一步，所述玻璃基片为超白压花玻璃，所述超白压花玻璃一面为绒面，另一面为压花面，所述镀膜层是形成于所述绒面。
一种光伏玻璃的制备方法，其中：包括如下步骤：
a）将玻璃基片依次进行磨边、清洗和烘干；
b）将步骤a）中处理后的玻璃基片进行预热处理，预热温度为100~200℃，时间0.5~1min；
c）通过辊涂将玻璃基片上镀上所述减反射镀膜溶液形成的膜层；
d）固化处理，固化温度为200~300℃，时间0.5~1min；
e）钢化处理，钢化温度为650~700℃，时间2~3min；
进一步，步骤c）中辊涂镀膜中的输送速度为11.4m/min，胶辊转速为10.3 m/min。
得到具有透过率为94.2%高透过率光伏玻璃成品。
实施例4
一种减反射镀膜溶液，包括如下重量份的组分：
二氧化硅溶胶38份；硅烷偶联剂0.2份；防缩孔助剂0.25份；固化剂0.6份；树脂4份；流平剂0.3份；余量为镀膜稀释剂。
进一步，所述二氧化硅溶胶是经过酸催化得到的溶胶，溶胶中颗粒尺寸为10~50nm。
进一步，所述硅烷偶联剂具有硅酯键，疏水性基团；所述防缩孔助剂具有醚键，疏水性基团。
进一步，所述固化剂为二元羧酸、多元羧酸和酸酐中的至少一种；所以树脂为含环氧基的有机聚合物；所述流平剂具有醚键，所述流平剂为有机硅流平剂。
进一步，所述镀膜稀释剂为乙醇和异丙醇中的至少一种。
一种减反射镀膜溶液的制备方法，其中：包括如下步骤：
1）按照上述减反射镀膜溶液的配方分别量取组分硅烷偶联剂、防缩孔助剂、树脂、流平剂和固化剂；
2）将步骤1）中量取的组分边搅拌边加入到二氧化硅溶胶中，以650rpm的搅拌速度至少搅拌30min，得到混合液，然后将混合液置于60~70℃的环境中反应3~4天，经过镀膜稀释剂稀释后获得所述减反射镀膜溶液。
一种光伏玻璃，所述光伏玻璃包括玻璃基片和辊涂在玻璃基片上的镀膜层，其中：所述镀膜层为上述一种减反射镀膜溶液形成的膜层。
进一步，所述玻璃基片为超白压花玻璃，所述超白压花玻璃一面为绒面，另一面为压花面，所述镀膜层是形成于所述绒面。
一种光伏玻璃的制备方法，其中：包括如下步骤：
a）将玻璃基片依次进行磨边、清洗和烘干；
b）将步骤a）中处理后的玻璃基片进行预热处理，预热温度为100~200℃，时间0.5~1min；
c）通过辊涂将玻璃基片上镀上所述减反射镀膜溶液形成的膜层；
d）固化处理，固化温度为200~300℃，时间0.5~1min；
e）钢化处理，钢化温度为650~700℃，时间2~3min；
进一步，步骤c）中辊涂镀膜中的输送速度为11.5m/min，胶辊转速为11.3m/min。
得到具有透过率为93.9%高透过率光伏玻璃成品。
实施例5
一种减反射镀膜溶液，包括如下重量份的组分：
二氧化硅溶胶36份；硅烷偶联剂0.3份；防缩孔助剂0.28份；固化剂0.8份；树脂5份；流平剂0.2份；余量为镀膜稀释剂。
进一步，所述二氧化硅溶胶是经过酸催化得到的溶胶，溶胶中颗粒尺寸为10~50nm。
进一步，所述硅烷偶联剂具有硅酯键，疏水性基团；所述防缩孔助剂具有醚键，疏水性基团。
进一步，所述固化剂为二元羧酸、多元羧酸和酸酐中的至少一种；所以树脂为含环氧基的有机聚合物；所述流平剂具有醚键，所述流平剂为有机硅流平剂。
进一步，所述镀膜稀释剂为乙醇和异丙醇中的至少一种。
一种减反射镀膜溶液的制备方法，其中：包括如下步骤：
1）按照上述减反射镀膜溶液的配方分别量取组分硅烷偶联剂、防缩孔助剂、树脂、流平剂和固化剂；
2）将步骤1）中量取的组分边搅拌边加入到二氧化硅溶胶中，以800rpm的搅拌速度至少搅拌30min，得到混合液，然后将混合液置于60~70℃的环境中反应3~4天，经过镀膜稀释剂稀释后获得所述减反射镀膜溶液。
一种光伏玻璃，所述光伏玻璃包括玻璃基片和辊涂在玻璃基片上的镀膜层，其中：所述镀膜层为上述一种减反射镀膜溶液形成的膜层。
进一步，所述玻璃基片为超白压花玻璃，所述超白压花玻璃一面为绒面，另一面为压花面，所述镀膜层是形成于所述绒面。
一种光伏玻璃的制备方法，其中：包括如下步骤：
a）将玻璃基片依次进行磨边、清洗和烘干；
b）将步骤a）中处理后的玻璃基片进行预热处理，预热温度为100~200℃，时间0.5~1min；
c）通过辊涂将玻璃基片上镀上所述减反射镀膜溶液形成的膜层；
d）固化处理，固化温度为200~300℃，时间0.5~1min；
e）钢化处理，钢化温度为650~700℃，时间2~3min；
进一步，步骤c）中辊涂镀膜中的输送速度为11.9m/min，胶辊转速为12 m/min。
得到具有透过率为94.19%高透过率光伏玻璃成品。
实施例6
一种减反射镀膜溶液，包括如下重量份的组分：
二氧化硅溶胶40份；硅烷偶联剂0.28份；防缩孔助剂0.3份；固化剂1份；树脂6份；流平剂0.6份；余量为镀膜稀释剂。
进一步，所述二氧化硅溶胶是经过酸催化得到的溶胶，溶胶中颗粒尺寸为10~50nm。
进一步，所述硅烷偶联剂具有硅酯键，疏水性基团；所述防缩孔助剂具有醚键，疏水性基团。
进一步，所述固化剂为二元羧酸、多元羧酸和酸酐中的至少一种；所以树脂为含环氧基的有机聚合物；所述流平剂具有醚键，所述流平剂为有机硅流平剂。
进一步，所述镀膜稀释剂为乙醇和异丙醇中的至少一种。
一种减反射镀膜溶液的制备方法，其中：包括如下步骤：
1）按照上述减反射镀膜溶液的配方分别量取组分硅烷偶联剂、防缩孔助剂、树脂、流平剂和固化剂；
2）将步骤1）中量取的组分边搅拌边加入到二氧化硅溶胶中，以1000rpm的搅拌速度至少搅拌30min，得到混合液，然后将混合液置于60~70℃的环境中反应3~4天，经过镀膜稀释剂稀释后获得所述减反射镀膜溶液。
一种光伏玻璃，所述光伏玻璃包括玻璃基片和辊涂在玻璃基片上的镀膜层，其中：所述镀膜层为上述一种减反射镀膜溶液形成的膜层。
进一步，所述玻璃基片为超白压花玻璃，所述超白压花玻璃一面为绒面，另一面为压花面，所述镀膜层是形成于所述绒面。
一种光伏玻璃的制备方法，其中：包括如下步骤：
a）将玻璃基片依次进行磨边、清洗和烘干；
b）将步骤a）中处理后的玻璃基片进行预热处理，预热温度为100~200℃，时间0.5~1min；
c）通过辊涂将玻璃基片上镀上所述减反射镀膜溶液形成的膜层；
d）固化处理，固化温度为200~300℃，时间0.5~1min；
e）钢化处理，钢化温度为650~700℃，时间2~3min；
进一步，步骤c）中辊涂镀膜中的输送速度为12m/min，胶辊转速为11 m/min。
得到具有透过率为94.23%高透过率光伏玻璃成品。
实施例一至六统计如下表。
Claims (10)
1.一种减反射镀膜溶液，其特征在于：包括如下重量份的组分：
二氧化硅溶胶30~40份；
硅烷偶联剂0.1~0.3份；
防缩孔助剂0.1~0.3份；
固化剂0.1~1份；
树脂1~6份；
流平剂0.1~0.6份；
余量为镀膜稀释剂。
2.根据权利要求1所述的一种减反射镀膜溶液，其特征在于：所述二氧化硅溶胶是经过酸催化得到的溶胶，溶胶中颗粒尺寸为10~50nm。
3.根据权利要求1所述的一种减反射镀膜溶液，其特征在于：所述硅烷偶联剂具有硅酯键，疏水性基团；所述防缩孔助剂具有醚键，疏水性基团。
4.根据权利要求1所述的一种减反射镀膜溶液，其特征在于：所述固化剂为二元羧酸、多元羧酸和酸酐中的至少一种；所以树脂为含环氧基的有机聚合物；所述流平剂具有醚键，所述流平剂为有机硅流平剂。
5.根据权利要求1所述的一种减反射镀膜溶液，其特征在于：所述镀膜稀释剂为乙醇和异丙醇中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种减反射镀膜溶液的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）按照上述减反射镀膜溶液的配方分别量取组分硅烷偶联剂、防缩孔助剂、树脂、流平剂和固化剂；
2）将步骤1）中量取的组分边搅拌边加入到二氧化硅溶胶中，以300～1000rpm的搅拌速度至少搅拌30min，得到混合液，然后将混合液置于60~70℃的环境中反应3~4天，经过镀膜稀释剂稀释后获得所述减反射镀膜溶液。
7.一种光伏玻璃，所述光伏玻璃包括玻璃基片和辊涂在玻璃基片上的镀膜层，其特征在于：所述镀膜层为权利要求1所述的一种减反射镀膜溶液形成的膜层。
8.根据权利要求7所述的一种光伏玻璃，其特征在于：所述玻璃基片为超白压花玻璃，所述超白压花玻璃一面为绒面，另一面为压花面，所述镀膜层是形成于所述绒面。
9.根据权利要求7所述的一种光伏玻璃的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
a）将玻璃基片依次进行磨边、清洗和烘干；
b）将步骤a）中处理后的玻璃基片进行预热处理，预热温度为100~200℃，时间0.5~1min；
c）通过辊涂将玻璃基片上镀上权利要求1所述的减反射镀膜溶液形成的膜层；
d）固化处理，固化温度为200~300℃，时间0.5~1min；
e）钢化处理，钢化温度为650~700℃，时间2~3min。
10.根据权利要求9所述的一种光伏玻璃的制备方法，其特征在于：步骤c）中辊涂镀膜中的输送速度为10~12m/min，胶辊转速为10~12 m/min。
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