CN114525553B - 一种蓝白色复合镀层及其制备方法和蓝白色杀菌产品 - Google Patents
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Abstract
一种蓝白色复合镀层及其制备方法和蓝白色杀菌产品,所述蓝白色复合镀层包括:珍珠镍层和蓝白色复合杀菌层;所述珍珠镍层设置为位于具有杀菌需求的基材上;所述蓝白色复合杀菌层设置在所述珍珠镍层的远离基材一侧的表面上;所述蓝白色复合杀菌层具有纳米针结构,由含有杀菌铵盐的复合原料形成,并且所述杀菌铵盐在所述复合原料中的浓度为50‑100g/L。本申请的蓝白色复合镀层和蓝白色杀菌产品可以通过电镀法直接制备得到,无需喷涂含纳米Ag+、Cu2+等抗菌材料就可具有较好的广谱杀菌效果,而且还具有高附着强度、哑光、金属质感等优点。
Description
技术领域
本申请涉及但不限于杀菌技术领域,尤指一种蓝白色复合镀层及其制备方法和蓝白色杀菌产品。
背景技术
现有杀菌材料主要分为天然杀菌材料(如香辛料植物、柠檬叶等)、有机杀菌材料(聚丙烯类、福尔马林等)、无机杀菌材料(银、铜、锌等过渡金属离子及其复合物等)及复合杀菌材料。无机杀菌材料具有灭菌率高、安全性好、不产生耐药性、耐热稳定性好等特点,受到各国(尤其是日本和欧美国家)的普遍重视,并已逐渐获得广泛的应用。目前也有很多文献公开了相关制备方法,如通过物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)法真空镀银、铜及其合金、复合物等或者在电镀产品表面通过喷涂纳米银等杀菌材料,进而获得杀菌性能优异的复合材料。
蓝白色产品作为一种轻奢风格的颜色,也广受消费者喜爱。市面上的蓝白色产品主要通过喷漆或喷粉技术实现,但漆和粉结合力差,质感差,无金属质感。而且,通过喷漆或喷粉制得的蓝白色产品一般无法实现杀菌抗菌功能,通常还需要在其表面喷涂一层含纳米Ag+、Cu2+的杀菌材料;然而,Ag+、Cu2+极易被人体皮肤的毛孔吸收,会影响和损伤人体的免疫系统、神经系统、生殖系统等器官。此外,目前市面上厨卫产品的杀菌抗菌效果大部分都是通过第三方机构检测报告说明,很难实现可视化。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制本申请的保护范围。
本申请提供了一种蓝白色复合镀层及其制备方法和蓝白色杀菌产品,该蓝白色复合镀层可以通过电镀法制备得到,不但具有较好的广谱杀菌效果,而且杀菌效果可以直接显示出来。
本申请提供了一种蓝白色复合镀层,包括:珍珠镍层和蓝白色复合杀菌层;所述珍珠镍层设置为位于具有杀菌需求的基材上;所述蓝白色复合杀菌层设置在所述珍珠镍层的远离基材一侧的表面上;所述蓝白色复合杀菌层具有纳米针结构,由含有杀菌铵盐的复合原料形成,并且所述杀菌铵盐在所述复合原料中的浓度为50-100g/L。
在本申请的实施例中,所述杀菌铵盐可以选自烷基季铵碘盐和烷基芳香烃基季铵碘盐中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中,所述烷基季铵碘盐和所述烷基芳香烃基季铵碘盐中的烷基的碳链长度可以为12-18。
在本申请的实施例中,所述杀菌铵盐可以选自十二烷基二甲基苄基碘化铵、十二烷基三甲基碘化铵、十四烷基二甲基苄基碘化铵、十四烷基三甲基碘化铵、十六烷基二甲基苄基碘化铵、十六烷基三甲基碘化铵、十八烷基二甲基苄基碘化铵和十八烷基三甲基碘化铵中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中,所述蓝白色复合杀菌层的原料可以包括:浓度为50-100g/L的季铵碘盐、浓度为10-20g/L的无水柠檬酸结晶、浓度为30-70g/L的硫酸镍、浓度为1-5g/L的硫酸锌、浓度为5-30g/L的氯化钴、浓度为5-30g/L的硫氰酸钾、浓度为20-30g/L的硫酸镍铵、浓度为100-300mL/L的锡钴枪1#光剂JG-611、浓度为10-40mL/L的锡钴枪2#光剂JG-611。
在本申请的实施例中,所述珍珠镍层的原料可以包括:浓度为350-500g/L的六水硫酸镍、浓度为30-70g/L的六水氯化镍、浓度为30-60g/L的硼酸、浓度为5-15mL/L的珍珠镍P1、浓度为5-30mL/L的珍珠镍P2、浓度为0.2-1.0mL/L的珍珠镍AF6。
本申请还提供了如上所述的蓝白色复合镀层的制备方法,包括:
(1)对基材进行前处理:包括抛光和清洗处理;
(2)在经过前处理的基材表面电镀所述珍珠镍层;
(3)在所述珍珠镍层表面电镀所述蓝白色复合杀菌层。
在本申请的实施例中,步骤(2)中电镀所述珍珠镍层的条件可以包括:温度为50-60℃,电压为5-15V,阴极电流密度为2-10A/dm2,电镀时间为1200-2400s。
在本申请的实施例中,步骤(3)中电镀所述蓝白色复合杀菌层的条件可以包括:温度为50-60℃,阴极电流密度为2-10A/dm2,电镀时间为600-900s。
本申请还提供了一种蓝白色杀菌产品,包括基材和如上所述的蓝白色复合镀层。
在本申请的实施例中,所述基材可以为金属基材或塑料基材。
在本申请的实施例中,所述蓝白色杀菌产品可以为厨房或卫生间用杀菌产品。
本申请实施例的制备方法采用电镀法就能制备出哑光的蓝白色复合镀层,该蓝白色复合镀层包括珍珠镍层和蓝白色复合杀菌层,其中蓝白色复合杀菌层具有纳米针结构,使得蓝白色复合镀层具有较好的广谱杀菌效果,而且能够快速杀菌;同时,杀菌效果可以通过高清显示技术直接显示出来。此外,本申请实施例的蓝白色复合镀层还具有高附着强度、哑光、具有金属质感的优点。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案,并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施例的蓝白色复合镀层的主视结构示意图;
图2为本申请实施例1制得的蓝白色杀菌产品的外观图;
图3为本申请实施例1的蓝白色杀菌产品的蓝白色复合杀菌层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图。
图4为本申请实施例3的蓝白色杀菌产品的蓝白色复合杀菌层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;
图5为本申请实施例4的蓝白色杀菌产品的蓝白色复合杀菌层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;
图6为本申请实施例5的蓝白色杀菌产品的蓝白色复合杀菌层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;
图7为本申请实施例6的蓝白色杀菌产品的蓝白色复合杀菌层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;
图8为本申请对比例1的蓝白色产品的蓝白色复合层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;
图9为本申请对比例2的蓝白色产品的蓝白色复合层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;
图10为本申请对比例3的蓝白色产品的蓝白色复合层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;
图11为本申请对比例4的蓝白色产品的蓝白色复合层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;
图12为本申请实施例1的蓝白色杀菌产品的实时可视化显微镜图,左图为细菌静置样品表面2min后开始计时(第1s)的可视化显微镜图,右图为自细菌静置样品表面2min后开始计时第4s时的可视化显微镜图;
图13为本申请对比例4的蓝白色产品的实时可视化显微镜图,上图为细菌静置样品表面2min后开始计时(第1s)的可视化显微镜图,下图为自细菌静置样品表面2min后开始计时第4s时的可视化显微镜图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本申请实施例提供了一种蓝白色复合镀层,如图1所示,所述蓝白色复合镀层包括珍珠镍层10和蓝白色复合杀菌层20;所述珍珠镍层10设置为位于具有杀菌需求的基材100上;所述蓝白色复合杀菌层20设置在所述珍珠镍层10的远离基材100一侧的表面上;所述蓝白色复合杀菌层20具有纳米针结构21,由含有杀菌铵盐的复合原料形成,并且所述杀菌铵盐在所述复合原料中的浓度为50-100g/L。
在本申请实施例的蓝白色复合镀层中,珍珠镍层具有表面柔和舒适、似半朦胧的消光效果,可起到哑光效果。
在本申请的实施例中,所述杀菌铵盐可以选自烷基季铵碘盐和烷基芳香烃基季铵碘盐中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中,所述烷基季铵碘盐和所述烷基芳香烃基季铵碘盐中的烷基的碳链长度可以为12-18。
在本申请的实施例中,所述杀菌铵盐可以选自十二烷基二甲基苄基碘化铵、十二烷基三甲基碘化铵、十四烷基二甲基苄基碘化铵、十四烷基三甲基碘化铵、十六烷基二甲基苄基碘化铵、十六烷基三甲基碘化铵、十八烷基二甲基苄基碘化铵和十八烷基三甲基碘化铵中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中,所述蓝白色复合杀菌层的原料可以包括:浓度为50-100g/L的季铵碘盐、浓度为10-20g/L的无水柠檬酸结晶、浓度为30-70g/L的硫酸镍、浓度为1-5g/L的硫酸锌、浓度为5-30g/L的氯化钴、浓度为5-30g/L的硫氰酸钾、浓度为20-30g/L的硫酸镍铵、浓度为100-300mL/L的锡钴枪1#光剂JG-611、浓度为10-40mL/L的锡钴枪2#光剂JG-611。
在本申请的实施例中,所述珍珠镍层的原料可以包括:浓度为350-500g/L的六水硫酸镍、浓度为30-70g/L的六水氯化镍、浓度为30-60g/L的硼酸、浓度为5-15mL/L的珍珠镍P1、浓度为5-30mL/L的珍珠镍P2、浓度为0.2-1.0mL/L的珍珠镍AF6。
在本申请的描述中,蓝白色复合杀菌层或珍珠镍层的某种原料的浓度(g/L、mL/L)指的是该原料在由蓝白色复合杀菌层或珍珠镍层的所有原料组成的混合液中的浓度。
在本申请的实施例中,所述珍珠镍层的厚度可以为20μm-50μm,所述蓝白色复合杀菌层的厚度可以>0.5μm。
在本申请的实施例和对比例中,所述蓝白色复合杀菌层的L值为40至70,a值为-1至+1,b值为-1至+1;例如,L值可以为66-70、55-60、50-54、45-49、40-44,随着L值的逐渐减小,镀层的颜色越来灰,从浅蓝白色向灰蓝白色变化。
本申请实施例还提供了如上所述的蓝白色复合镀层的制备方法,包括:
(1)对基材进行前处理:包括抛光和清洗处理;
(2)在经过前处理的基材表面电镀所述珍珠镍层;
(3)在所述珍珠镍层表面电镀所述蓝白色复合杀菌层。
在本申请的实施例中,步骤(1)中所述前处理中的清洗处理可以包括除蜡、除油、电解、纯水清洗等精细清洗过程。
在本申请的实施例中,步骤(2)中电镀所述珍珠镍层的条件可以包括:温度为50-60℃,电压为5-15V,阴极电流密度为2-10A/dm2,电镀时间为1200-2400s。
在本申请的实施例中,步骤(3)中电镀所述蓝白色复合杀菌层的条件可以包括:温度为50-60℃,阴极电流密度为2-10A/dm2,电镀时间为600-900s。
本申请实施例的制备方法采用电镀法就能制备出哑光的蓝白色复合镀层,该蓝白色复合镀层包括珍珠镍层和蓝白色复合杀菌层,其中蓝白色复合杀菌层具有纳米针结构,使得蓝白色复合镀层具有较好的广谱杀菌效果,而且能够快速杀菌;同时,杀菌效果可以通过高清显示技术直接显示出来。此外,本申请实施例的蓝白色复合镀层还具有高附着强度、哑光、具有金属质感的优点。
本申请实施例还提供了一种蓝白色杀菌产品,包括基材和如上所述的蓝白色复合镀层。
在本申请的实施例中,所述基材可以为金属基材或塑料基材,所述金属基材例如铝合金、铜合金、锌合金、镁合金、不锈钢、合金钢等,所述塑料基材例如ABS塑料等。
在本申请的实施例中,所述蓝白色杀菌产品可以为厨房或卫生间用杀菌产品,例如,洗菜盆、刀具、水龙头、洗手盆、挂件、淋浴器、淋浴房拉手、淋浴房边框等。
在本申请的实施例中,所述蓝白色复合杀菌层具有高的附着强度——对蓝白色复合杀菌层进行划线和划格试验,基材表面电镀层无剥落。
以下实施例和对比例中所采用的珍珠镍P1、珍珠镍P2、珍珠镍AF6溶液购买自安美特(中国)化学有限公司(ATOTECH),锡钴枪1#光剂JG-611和锡钴枪2#光剂JG-611购买自深圳市金冠表面技术有限公司,十六烷基三甲基碘化铵购买自金锦乐化学有限公司。
实施例1
(1)电镀前处理
对不锈钢基材进行抛光处理和精细清洗(包括除蜡、除油、电解、纯水清洗)处理;
(2)在经过前处理的基材表面电镀珍珠镍层
形成珍珠镍层的电镀液包括:浓度为450g/L的六水硫酸镍、浓度为40g/L的六水氯化镍、浓度为45g/L的硼酸、浓度为8mL/L的珍珠镍P1、浓度为20mL/L的珍珠镍P2、浓度为0.5mL/L的珍珠镍AF6;
电镀的工艺条件包括:温度为55℃,电压为8V,阴极电流密度为8A/dm2,电镀时间为1800s;
(3)在珍珠镍层表面电镀蓝白色复合杀菌层
形成蓝白色复合杀菌层的电镀液包括:浓度为50g/L的十六烷基三甲基碘化铵、浓度为10g/L的无水柠檬酸结晶、浓度为40g/L的硫酸镍、浓度为2g/L的硫酸锌、浓度为10g/L的氯化钴、浓度为15g/L的硫氰酸钾、浓度为25g/L的硫酸镍铵、浓度为150mL/L的锡钴枪1#光剂JG-611、浓度为20mL/L的锡钴枪2#光剂JG-611;
电镀的工艺条件包括:温度为55℃,阴极电流密度为3A/dm2,电镀时间为600s。
实施例2
制备方法与实施例1基本相同,不同之处仅在于:在步骤(3)电镀蓝白色复合杀菌层采用的电镀液中,十六烷基三甲基碘化铵的浓度为100g/L。
实施例3
制备方法与实施例1基本相同,不同之处仅在于:在步骤(3)电镀蓝白色复合杀菌层采用的电镀液中,氯化钴的浓度为15g/L。
实施例4
制备方法与实施例1基本相同,不同之处仅在于:在步骤(3)电镀蓝白色复合杀菌层采用的电镀液中,氯化钴的浓度为20g/L。
实施例5
制备方法与实施例1基本相同,不同之处仅在于:在步骤(3)电镀蓝白色复合杀菌层采用的电镀液中,氯化钴的浓度为25g/L。
实施例6
制备方法与实施例1基本相同,不同之处仅在于:在步骤(3)电镀蓝白色复合杀菌层采用的电镀液中,氯化钴的浓度为30g/L。
对比例1
制备方法与实施例1基本相同,不同之处仅在于:在步骤(3)电镀蓝白色复合杀菌层采用的电镀液中,十六烷基三甲基碘化铵的浓度为150g/L。
对比例2
制备方法与实施例1基本相同,不同之处仅在于:在步骤(3)电镀蓝白色复合杀菌层采用的电镀液中,无水柠檬酸结晶的浓度为0g/L。
对比例3
制备方法与实施例1基本相同,不同之处仅在于:在步骤(3)电镀蓝白色复合杀菌层采用的电镀液中,十六烷基三甲基碘化铵的浓度为0g/L。
对比例4
制备方法与实施例1基本相同,不同之处仅在于:在步骤(3)电镀蓝白色复合杀菌层采用的电镀液中,无水结晶有机柠檬酸的浓度为0g/L,十六烷基三甲基碘化铵的浓度为0g/L。
图2为本申请实施例1制得的蓝白色杀菌产品的外观图(实施例2、对比例1-4制得的蓝白色杀菌产品的外观与图2基本一致)。
图3为本申请实施例1的蓝白色杀菌产品的蓝白色复合杀菌层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;图4为本申请实施例3的蓝白色杀菌产品的蓝白色复合杀菌层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;图5为本申请实施例4的蓝白色杀菌产品的蓝白色复合杀菌层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;图6为本申请实施例5的蓝白色杀菌产品的蓝白色复合杀菌层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;图7为本申请实施例6的蓝白色杀菌产品的蓝白色复合杀菌层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;图8为本申请对比例1的蓝白色产品的蓝白色复合层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;图9为本申请对比例2的蓝白色产品的蓝白色复合层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;图10为本申请对比例3的蓝白色产品的蓝白色复合层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图;图11为本申请对比例4的蓝白色产品的蓝白色复合层的表面形貌原子力显微镜(AFM)图。
从图3-图7可以看出,本申请实施例的蓝白色复合杀菌层确实形成了纳米针结构,其中,实施例1的蓝白色复合杀菌层纳米针的高度为15-30nm;实施例3-6的蓝白色杀菌产品的蓝白色复合杀菌层的纳米针高度为0-15nm。但对比例1-4的蓝白色复合层没有形成纳米针结构,说明纳米针结构的形成需要适宜浓度的十六烷基三甲基碘化铵等季铵盐和无水柠檬酸结晶的参与。
依据中国国家标准GB/T 17934.1-1999测试实施例和对比例的蓝白色产品的Lab值,测试时一个产品选取不同的三个位置进行测试,测试结果如表1所示。依据中国国家标准GB/T 5270-2005测试实施例和对比例的蓝白色产品的附着强度,测试时一个产品选取不同的三个位置进行测试,测试结果如表1所示。可以看出,实施例1-2和对比例1-4的蓝白色产品为浅蓝白色,实施例3-6的蓝白色产品为灰蓝白色。
依据中国国家标准GB/T 21510-2008测试实施例和对比例的产品的抗菌性能(采用大肠杆菌测试),测试结果如表1所示。
依据中国国家标准GB/T 21510-2008附录C,在实施例和对比例的产品的远离基材一侧的表面(对于实施例的产品,放在蓝白色复合杀菌层表面)放置大肠杆菌,静置2min,然后用双透射生物显微镜观察其表面细菌的状态。
观察发现,实施例的蓝白色杀菌产品表面的细菌静止不动;但对比例的蓝白色产品表面的细菌一直在流动,且流动细菌的数量几乎不变。其中,图12为本申请实施例1的蓝白色杀菌产品的实时可视化显微镜图,左图为细菌静置样品表面2min后开始计时(第1s)的可视化显微镜图,右图为自细菌静置样品表面2min后开始计时第4s时的可视化显微镜图,开始计时4s后的显微镜图观察到的状态跟开始计时的状态一样,细菌都静止不动,表明细菌已被杀死。图13为本申请对比例4的蓝白色产品的实时可视化显微镜图,上图为细菌静置样品表面2min后开始计时(第1s)的可视化显微镜图,下图为自细菌静置样品表面2min后开始计时第4s时的可视化显微镜图,其中上图和下图均有较多细菌在流动(可以看出右上角圆圈内的细菌位置发生了变化),且流动细菌的数量几乎不变。
表1
对比实施例1、实施例2与对比例1可以看出,当十六烷基三甲基碘化铵的浓度为50-100g/L时,蓝白色杀菌产品的蓝白色复合杀菌层可以形成纳米针结构,蓝白色杀菌产品拥有较好的杀菌效果。而十六烷基三甲基碘化铵的浓度增加到150g/L时,蓝白色产品的蓝白色复合层没有形成纳米针结构,蓝白色产品对大肠杆菌的杀菌降低到83.4%。
对比实施例1-6与对比例1-4可以看出,相比于有纳米针结构的十六烷基三甲基碘化铵复合镀层,非纳米针结构的十六烷基三甲基碘化铵复合镀层抗菌率明显降低,说明纳米针结构对杀菌效果非常重要。
通过实施例1、3-6可以看出,当氯化钴的浓度逐渐增加时,蓝白色复合镀层的L值越来越小(说明镀层越来越灰,从浅蓝白色向灰蓝白色变化),但依旧可以形成纳米针结构,杀菌效果依旧非常好。
总之,本申请实施例的蓝白色复合镀层的杀菌效果可以采用双透射高清显示技术直接显示出来,而且包括纳米针结构的蓝白色复合杀菌层的蓝白色产品的杀菌效果明显优于对比例的不包括纳米针结构的蓝白色产品。
虽然本申请所揭露的实施方式如上,但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式,并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员,在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本申请的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (8)
1.一种蓝白色复合镀层,其特征在于,包括:珍珠镍层和蓝白色复合杀菌层;所述珍珠镍层设置为位于具有杀菌需求的基材上;所述蓝白色复合杀菌层设置在所述珍珠镍层的远离基材一侧的表面上;所述蓝白色复合杀菌层具有纳米针结构;
所述蓝白色复合杀菌层的原料包括:浓度为50-100g/L的十六烷基三甲基碘化铵、浓度为10-20g/L的无水柠檬酸结晶、浓度为30-70g/L的硫酸镍、浓度为1-5g/L的硫酸锌、浓度为5-30g/L的氯化钴、浓度为5-30g/L的硫氰酸钾、浓度为20-30g/L的硫酸镍铵、浓度为100-300mL/L的锡钴枪1#光剂JG-611、浓度为10-40mL/L的锡钴枪2#光剂JG-611。
2.根据权利要求1所述的蓝白色复合镀层,其中,所述珍珠镍层的原料包括:浓度为350-500g/L的六水硫酸镍、浓度为30-70g/L的六水氯化镍、浓度为30-60g/L的硼酸、浓度为5-15mL/L的珍珠镍P1、浓度为5-30mL/L的珍珠镍P2、浓度为0.2-1.0mL/L的珍珠镍AF6。
3.根据权利要求1或2所述的蓝白色复合镀层的制备方法,其特征在于,包括:
(1)对基材进行前处理:包括抛光和清洗处理;
(2)在经过前处理的基材表面电镀所述珍珠镍层;
(3)在所述珍珠镍层表面电镀所述蓝白色复合杀菌层。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其中,步骤(2)中电镀所述珍珠镍层的条件包括:温度为50-60℃,电压为5-15V,阴极电流密度为2-10A/dm2,电镀时间为1200-2400s。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其中,步骤(3)中电镀所述蓝白色复合杀菌层的条件包括:温度为50-60℃,阴极电流密度为2-10A/dm2,电镀时间为600-900s。
6.一种蓝白色杀菌产品,其特征在于,包括基材和根据权利要求1或2所述的蓝白色复合镀层。
7.根据权利要求6所述的蓝白色杀菌产品,其中,所述基材为金属基材或塑料基材。
8.根据权利要求6所述的蓝白色杀菌产品,其中,所述蓝白色杀菌产品为厨房或卫生间用杀菌产品。
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