CN114539834B - 一种水性环氧砂浆复合地坪涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性环氧砂浆复合地坪涂料及其制备方法,所述水性环氧砂浆复合地坪涂料,包括:液体A组分,包括水性环氧乳液、水、液体消泡剂和抗菌剂;液体B组分,包括水性环氧固化剂、水、液体消泡剂和杀菌剂;粉料C组分,包括特种水泥、机制砂、粉体减水剂、粉体消泡剂、活性结晶硅微粉、葡萄糖酸钠、酒石酸、氨基三亚甲基磷酸和抗裂剂;液体D组分为一种或多种色浆;其中,所述液体A组分、液体B组分、粉料C组分和液体D组分的质量比为1.1‑1.5:1.8‑4:15‑20:0.1‑2。本发明的涂料环境友好,具备A级防火、抗菌和一定防水性能,且机械性能优良,更好的满足了市场需求。
Description
技术领域
本发明涉及地坪涂料技术领域,具体来说,涉及一种水性环氧砂浆复合地坪涂料及其制备方法。
背景技术
建筑内部装修材料的防火性能日益受到人们的关注与重视。国家标准GB 50222-2017《建筑内部装修设计防火规范》中将装修材料依据燃烧性能分为了四个等级,A级-不燃性、B级-难燃性、C级-可燃性和D级-易燃性。其中,明确指出了以下场所的地面必须选用A级防火装修材料。1地下民用建筑。地下民用建筑指的是单层,多层,高层民用建筑的地下部分,单独建造在地下的民用建筑以及平站结合的地下人防工程。地下民用建筑的内部地面,观众厅、会议厅、多功能厅、等候厅,商店的营业厅、餐饮场所、存放文物、纪念展览物品、重要图书、档案、资,料的场所等。2厂房内部地面;甲乙类厂房;丙类厂房中的甲乙类生产车间;有明火的丁类厂房、高温车间;地下的丙类厂房;高层洁净车间;高层劳动密集型丙类生产车间或厂房;高层火灾载荷较高的丙类生产车间或厂房;3仓库地面;甲乙类仓库地面;高层及地下丙类仓库;高架丙类仓库;高层及地下丁戊类仓库。
但目前国内地坪材料溶剂型环氧材料、无溶剂环氧材料为主,属于B1级材料,显然无法满足要求。
地坪施工前,对含水率一般要求<8%,这一要求是比较高的。实际施工的过程中遇到一些地下施工的项目,比如地下停车库,基面的含水率通常远>8%,施工后的地坪涂层会出现鼓泡或脱层的问题。若采用水性环氧类地坪涂料,虽然其对地面含水率有一定的宽容性,但实际上当含水率过高时,水性环氧地坪涂料同样会出现鼓泡或者脱层。因此需要一种能够一定程度上抵抗渗透水压,具备一定防水功能的环氧砂浆类产品。
一场突如其来的新冠疫情,让人们意识到了病毒对人体的巨大危害。开始关注涂料的抗菌抗病毒性能。如无特别注明,一般讲的涂料指的是湿态的,当涂料干燥后形成干膜时,我们称之为涂层。抗菌抗病毒涂层,指的是应用抗菌抗病毒技术使得涂层具备抗菌抗病毒的功能。与消毒的区别在于,抗菌抗病毒更多的是指防护功能,不能替代消毒,但可以减少消毒频次。目前尚未有相关的特种水性环氧砂浆产品出现。
在需使用热蒸汽冲洗地面的场所。一般环氧、聚氨酯、水泥基材料无法同时满足这些领域的各项特殊要求。水性环氧砂浆复合涂料属于反应型涂料,具有良好的耐温性能(维卡软化点>155℃)、可以胜任。同时其具备优良的的机械性能、一般水性涂料对环境更友好(VOC含量<10g/L,一般水性涂料VOC含量30g/L-60g/L)等优点,因此在此领域有一定优势。
综上所述,本领域迫切需要研发具有一种A级防火,具备一定防水性能且机械性能优良、环境友好、抗菌的水性环氧砂浆复合地坪涂料及其制备方法。
发明内容
为了解决以上技术问题,本发明提供了一种水性环氧砂浆复合地坪涂料及其制备方法。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种水性环氧砂浆复合地坪涂料,包括
液体A组分,按重量份计,包括水性环氧乳液80-100份、水1-20份、液体消泡剂0.05-1份和抗菌剂0-10份;
液体B组分,按重量份计,包括水性环氧固化剂20-35份、水65-80份,液体消泡剂0.2-1份和杀菌剂0.05-1;
粉料C组分,按重量份计,包括特种水泥35-45份、机制砂60-70份、粉体减水剂0.1-0.5份、粉体消泡剂0.1-0.5份、活性结晶硅微粉1-10份、葡萄糖酸钠0.1-2份、酒石酸0.1-2份、氨基三亚甲基磷酸0.1-2份和抗裂剂0.1-5份;
液体D组分为一种或多种色浆。
所述水性环氧乳液为一种非离子型的,基于液体环氧树脂改性的、不含溶剂的水性环氧分散体;具体地,所述水性环氧乳液的环氧当量为150-300克/当量,优选为150-250克/当量,进一步优选为180-220克/当量。
所述水性环氧固化剂为一种非离子型的,水可稀释的、快干型改性环氧胺加成物的分散体;具体地,所述水性环氧固化剂的活泼氢当量为300-1000克/当量,优选为350-800克/当量,进一步优选为400-600克/当量。
所述抗菌剂包含吡啶硫酮锌和氧化锌的复配物。
所述液体消泡剂为有机硅类消泡剂。
所述特种水泥为超高白高强快硬低碱特种硫铝酸盐水泥。
所述粉体减水剂为聚羧酸高性能减水剂,其主要成分为聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸钠盐。
所述粉体消泡剂为聚合物型消泡剂,主要成分为二氧化硅和聚醚等的混合物。
所述机制砂为40-70目机制砂和/或70-140目机制砂。
所述抗裂剂为氧化钙-硫铝酸钙类混凝土膨胀剂。
所述色浆为碳黑浆、钛白浆、铁红、绿浆、青蓝浆和黄浆中的至少一种;优选地,所述色浆,按重量份剂,包括:碳黑浆0-1.5份,钛白浆0-1.5份,铁红浆0-1.5份,绿浆0-1.5份,青蓝浆0-1.5份和黄浆0-1.5份中的至少一种。
在一些较优的实施例中,所述水性环氧乳液选自HDE3208-WB Epoxy Dispersion、PRO 8622、MAINCOTE AEH-20Acrylic-Epoxy Hybrid Resin中的至少一种,优选为HDE3208-WB Epoxy Dispersion。
在一些较优的实施例中,所述水性环氧固化剂选自下HDH6151B-WB和/或H258B;优选为:HDH6151B-WB、HDH6151B-WB和/H258B的组合。
在一些较优的实施例中,组分A中所述水性环氧乳液为85-100重量份,更佳地为90-100重量份。
在一些较优的实施例中,组分B中所述水性环氧固化剂为22-34重量份,更佳地为25-33重量份。
在一些较优的实施例中,组分C按重量份计,包括特种水泥35-40份、机制砂65-70份、粉体减水剂0.1-0.3份、粉体消泡剂0.1-0.5份、活性结晶硅微粉3-8份、葡萄糖酸钠0.1-2份、酒石酸0.1-1份、氨基三亚甲基磷酸0.1-2份和白色抗裂剂0.1-2份;
在一些较优的实施例中,所述水性环氧砂浆复合地坪涂料中液体A组分、液体B组分、粉料C组分和液体D组分的质量比为1.1-1.5:1.8-4:15-20:0.1-2;进一步优选为1.1-1.3:1.8-3:16-20:0.1-1。
本发明还提供了上述的水性环氧砂浆复合地坪涂料的制备方法,包括以下步骤:
按照配方量,将液体B组分、液体D组分加入液体A组分中,低速搅拌,再加入粉体C组分,快速搅拌,即得所述水洗环氧砂浆复合地坪涂料。
优选地,所述低速搅拌为:在转速为200-300r/min下搅拌20-50s,所述快速搅拌为:在转速为600-1000r/min下搅拌2-3min。
具体地,A组分的制备方法为,将水性环氧乳液80-100份、去离子水1-20份、液体消泡剂0.05-1份、杀菌剂5-10份,在400r/min转速下混合搅拌15min至均匀,得到A组分。
B组分的制备方法为,将水性环氧固化剂20-35份、水65-80份,液体消泡剂0.2-1份,杀菌剂0-1份,在400r/min转速下混合搅拌15min至均匀,得到B组分。
C组分的制备方法为,将超高白高强快硬低碱特种硫铝酸盐水泥35-45份、机制砂60-70份、粉体减水剂0.1-0.5份,粉体消泡剂0.1-0.5份,活性结晶硅微粉0-10份,葡萄糖酸钠0-2份,柠檬酸钠0-2份,氨基三亚甲基磷酸0.1-2份和抗裂剂0.1-5份,混合搅拌10min至均匀,得到C组分。
本发明的有益效果为:
本发明的水性环氧砂浆复合地坪涂料主体成分为无机组分,主要是超高白高强快硬低碱特种硫铝酸盐水泥的水化反应产物,其主要成分为硫铝酸盐和石膏。该反应体系主要生成高硫型水化硫铝酸钙(简写AFt),低硫型水化硫铝酸(/>简写AFm),氢氧化铝凝胶(AH3)。石膏和硫铝酸盐的摩尔比在0和2之间/>反应同时生成AFm,AFt和AH3,反应方程如下:
当石膏含量不足的时候仍然可以生成一定量的钙矾石,这主要是因为单硫型水化硫铝酸钙以AFm-OH(C4AH13)的形式存在,从而SO4 2-可以参与反应生成钙矾石。无机组分作为主体结构,因而其防火等级能够达到A级。
同时,一方面,水性环氧乳液与固化剂发生交联固化反应,生成大分子;另一方面,特种水泥发生水化反应,生成高硫型水化硫铝酸钙(AFm),低硫型水化硫铝酸(AFt)以及氢氧化铝凝胶(AH3);生成的有机物水性环氧聚合物,与无机物AFm,AFt以及AH3等相互填充,即水性环氧成膜后填充于水化硅酸钙的孔隙之间,而无机物同样可被水性环氧聚合物包覆,形成了互穿网络结构。如此一来,通过水性环氧改性特种水泥,降低了水泥材料的干缩和机构收缩,减少或消除了细微裂缝,适当增加了水泥材料的柔韧性,提高致密性,赋予了水泥材料一定的柔性,弹性,提升了与基层的粘接力。并意外的发现,此类材料能够满足JC/T984-2011聚合物水泥防水砂浆II型的全部性能要求。
本发明的抗菌剂,其活性成分主要为吡啶硫酮锌、氧化锌等,其机理是金属溶出机理,即在抗菌涂层使用过程中,抗菌材料中的无机金属离子(锌离子)逐渐溶出,与微生物体内的蛋白质、核酸中含硫、含胺的官能团发生反应,从而产生抗菌效果。
相比现有的地坪涂料,本发明主要优点在于:
(1)开放时间长、可施工时间长、性能稳定。
(2)耐温性能优异,维卡软化点高达155℃。
(3)优异的早期与后期抗压、抗折强度,1d抗压强度>20Mpa,1d抗折强度>6Mpa;7d抗压强度>40Mpa,7d抗折强度>10Mpa;28d抗折强度>16mpa,28d抗压强度>60mpa,机械性能突出。
(4)漆膜耐磨性高,500g/100r,0.11g达到面层聚合物砂浆的耐磨性能要求。
(5)耐冲击性能优异,1000g钢球测试,无裂纹,无剥落,满足重载要求。
(6)环境友好,VOC含量低于5g/L,TVOC<2。
(7)抗菌性能良好,产品符合GB21866-2008的要求。
(8)具备一定的防水功能,能满足JC/T984-2011标准中所有的II型技术指标检测项。
(9)可调色,精选高白度的特种水泥与干粉填料以及助剂等,颜色可调。
(10)自流平,本发明的水性环氧复合砂浆涂料是一款自流平材料,其流动度>130,具备良好的施工性。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前,应理解,本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案;还应当理解,本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案,而不是为了限制本发明的保护范围。
当实施例给出数值范围时,应理解,除非本发明另有说明,每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义,本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同意义。
本发明对所采用原料的来源不作限定,如无特殊说明,本发明所采用的原料均为本技术领域普通市售品,主要原料信息如表1所示。
表1
实施例1一种水性环氧砂浆复合地坪涂料及其制备方法
所述液体A组分、液体B组分、粉料C组分和液体D组分的质量比为1.1:1.8:15:0.1;具体地,液体A组分,包括以下重量份的组分:水性环氧乳液90份、去离子水10份、液体消泡剂0.5份、杀菌剂5份;
液体B组分,包括以下重量份的组分:水性环氧固化剂25份、水75份,液体消泡剂0.5份;
粉料C组分,包括以下重量份的组分:超高白高强快硬低碱特种硫铝酸盐水泥41份、机制砂60份、粉体减水剂0.4份、粉体消泡剂0.4份、活性结晶硅微粉5份、葡萄糖酸钠0.1份、酒石酸0.1份、氨基三亚甲基磷酸0.1份、白色抗裂剂3份。
液体D组分色浆,包括以下重量份的组分:碳黑浆1.5份。
制备方法:将液体组分A,液体组分D加入组分液体B,低速(400r/min)混合搅拌30s-60s,再加入粉料C组分,中速(800-1000r/min)混合搅拌2min-3min,即得所述水性环氧砂浆复合地坪涂料;
具体地,A组分的制备方法为,将配方量的水性环氧乳液、去离子水、液体消泡剂和杀菌剂,在400r/min转速下混合搅拌15min至均匀,得到A组分。
B组分的制备方法为,将配方量的水性环氧固化剂、水液体消泡剂和杀菌剂,在400r/min转速下混合搅拌15min至均匀,得到B组分。
C组分的制备方法为,将配方量的超高白高强快硬低碱特种硫铝酸盐水泥、机制砂、粉体减水剂、粉体消泡剂、活性结晶硅微粉、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠和白色抗裂剂,混合搅拌10min至均匀,得到C组分。
实施例2一种水性环氧砂浆复合地坪涂料及其制备方法
所述液体A组分、液体B组分、粉料C组分和液体D组分的质量比为1.5:4:18:2;具体地,
液体A组分,包括以下重量份的组分:水性环氧乳液92份、去离子水8份、液体消泡剂0.5份、杀菌剂6份
液体B组分,包括以下重量份的组分:水性环氧固化剂27份、水73份,液体消泡剂0.5份;
粉料C组分,包括以下重量份的组分:超高白高强快硬低碱特种硫铝酸盐水泥39份、机制砂61份、粉体减水剂0.4份、粉体消泡剂0.4份、活性结晶硅微粉4份、葡萄糖酸钠0.1份、酒石酸0.1份、氨基三亚甲基磷酸2份、白色抗裂剂2.5份。
液体D组分,包括以下重量份的组分:碳黑浆0.1份。
制备方法同实施例1。
实施例3一种水性环氧砂浆复合地坪涂料及其制备方法
所述液体A组分、液体B组分、粉料C组分和液体D组分的质量比为1.3:3:20:0.2;具体地,
液体A组分:水性环氧乳液95份、去离子水5份、液体消泡剂0.5份、杀菌剂8份
液体B组分:水性环氧固化剂30份、水70份,液体消泡剂0.5份;
粉料C组分:超高白高强快硬低碱特种硫铝酸盐水泥38份、机制砂60份、粉体减水剂0.4份、粉体消泡剂0.4份、活性结晶硅微粉5份、葡萄糖酸钠0.1份、酒石酸0.1份、氨基三亚甲基磷酸1份、白色抗裂剂2.5份。
液体D组分色浆组分为:碳黑浆0.2份。
制备方法同实施例1。
对比例1
对比例1采用的为市售的水性环氧砂浆复合涂料的竞品1。
对比例2
对比例1采用的为市售的水性环氧砂浆复合涂料的竞品2。
对比例3
本对比例与实施例3的区别在于,粉料C组分:超高白高强快硬低碱特种硫铝酸盐水泥30份、机制砂60份、粉体减水剂0.4份、粉体消泡剂0.4份、活性结晶硅微粉12份、蜜糖缓凝剂0.1份、酒石酸0.1份、氨基三亚甲基磷酸3份、白色抗裂剂2份。
对比例4
本对比例与实施例3的区别在于,粉料C组分:超高白高强快硬低碱特种硫铝酸盐水泥50份、机制砂60份、粉体减水剂0.4份、粉体消泡剂0.4份、活性结晶硅微粉0.5份、葡萄糖酸钠0.1份、锌盐缓凝剂0.1份、氨基三亚甲基磷酸0.05份、白色抗裂剂8份。
对比例5
本对比例与实施例3的区别在于,所述液体A组分、液体B组分、粉料C组分和液体D组分的质量比为1.5:4.5:10:0.2。
结果:
按照GB/T22374-2018、JC/T984-2011、JC/T985-2017、GB21866-2008以及GB 8624-2012进行检验,结果如下表2和表3所示。
表2涂料的性能
由上表可以看出,参考GB/T22374-2018《地坪涂装材料》测试结果,本发明制备的涂料在流动度、抗压抗折强度、耐磨性、耐冲击性、耐化学性等多方面均达到了国家标准。
依照JC/T984-2011《聚合物水泥防水砂浆》测试结果,本发明制备的涂料在凝结时间,抗渗压力,柔韧性,粘接强度,耐碱性,耐热性,抗冻性,收缩率,吸水率等方面都满足标准要求,同时28天抗压抗折强度远高于标准要求。同时,本发明涂料可以满足JC/T984-2011《聚合物水泥防水砂浆》D类II型材料的所有指标要求,因而可以说,本发明涂料具备一定的防水性能。
依照GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》测试结果,可以看出本发明涂料,满足A(A2)级铺地材料的要求,是一款A级防火的建筑装饰材料。
依照GB21866-2008《抗菌涂料(漆膜)抗菌性测定法和抗菌效果》测试结果,可以看出,本发明的涂料,针对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,其抗菌性能以及抗细菌耐久性能均大于99%,符合标准要求,具备良好的抗菌性能。
此外,由于所述地坪漆主要采用水性成分组成,故可显著减少有机溶剂的使用量,其VOC含量小于5g/L,TVOC小于2mg/m3,这使得所得漆更加环保安全。
相对目前市售的竞品,并未有竞品提出有抗菌效果,由上表的测试结果可知,此次选用的竞品同样无法通过抗菌测试,不具备抗菌功能。同时,由于目前水性环氧砂浆复合涂料无厂家送检JC/T984-2011《聚合物水泥防水砂浆》的标准测试,从本发明的检测结果来看,对比例1和对比例2均无法符合JC/T984-2011《聚合物水泥防水砂浆》的标准,不具备防水效果。再着,从地坪涂料标准来看,竞品同样无法满足JJ型聚合物砂浆地坪涂料的全部标准。尤其耐磨性,维卡软化点等指标,无法通过。而从燃烧性能来看,对比例2能通过,而对比例1无法通过。显然,本发明相较于市售竞品而言优势极为明显。
表3涂料的性能
从表对比例3和4可知,在本发明要求保护的技术方案中,当改变粉料C组分中超高白高强快硬低碱特种硫铝酸盐水泥、活性结晶硅微粉和/白色抗裂剂的用量及缓凝剂的种类时,对本发明提供的涂料的性能影响较大,尤其涂料的凝结时间,流动度,施工性,膨胀收缩性等性能;同时,从对比例5可知,当改变所述液体A组分、液体B组分、粉料C组分和液体D组分的质量比不在本发明要求保护的范围内时,其制备的涂料的外观,抗压抗折强度,膨胀收缩性能等基础性能指标出现严重问题,大量指标不合格,无法满足基本的性能要求。
以上是结合具体实施例对本发明进一步的描述,但这些实施例仅仅是范例性的,并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换,但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (11)
1.一种水性环氧砂浆复合地坪涂料,其特征在于,由液体A、液体B、粉料C和液体D组成;
液体A组分,按重量份计,由水性环氧乳液80-100份、水1-20份、液体消泡剂0.05-1份和抗菌剂5-10份组成;
液体B组分,按重量份计,由水性环氧固化剂20-35份、水65-80份,液体消泡剂0.2-1份和杀菌剂0-1份组成;
粉料C组分,按重量份计,由型号为YS-001的超高白高强快硬低碱特种硫铝酸盐水泥35-45份、机制砂60-70份、粉体减水剂0.1-0.5份、粉体消泡剂0.1-0.5份、活性结晶硅微粉1-10份、葡萄糖酸钠0.1-2份、酒石酸0.1-2份、氨基三亚甲基磷酸0.1-2份和抗裂剂0.1-5份组成;
液体D组分为一种或多种色浆;
所述液体A组分、液体B组分、粉料C组分和液体D组分的质量比为1.1:1.8:15:0.1或1.5:4:18:2或1.3:3:20:0.2;
所述的抗裂剂为氧化钙-硫铝酸钙类混凝土膨胀剂。
2.根据权利要求1所述的水性环氧砂浆复合地坪涂料,其特征在于,所述水性环氧乳液为一种非离子型的,基于液体环氧树脂改性的、不含溶剂的水性环氧分散体;所述水性环氧乳液的环氧当量为150-300克/当量。
3.根据权利要求2所述的水性环氧砂浆复合地坪涂料,其特征在于,所述水性环氧乳液选自HDE3208-WB Epoxy Dispersion、PRO 8622、MAINCOTE AEH-20Acrylic-Epoxy HybridResin中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的水性环氧砂浆复合地坪涂料,其特征在于,所述水性环氧固化剂为一种非离子型的,水可稀释的、快干型改性环氧胺加成物的分散体;所述水性环氧固化剂的活泼氢当量为300-1000克/当量。
5.根据权利要求4所述的水性环氧砂浆复合地坪涂料,其特征在于,所述水性环氧固化剂选自HDH6151B-WB和/或H258B。
6.根据权利要求1所述的水性环氧砂浆复合地坪涂料,其特征在于,所述液体A组分中水性环氧乳液为85-100重量份;所述液体B组分中水性环氧固化剂为22-34重量份。
7.根据权利要求1所述的水性环氧砂浆复合地坪涂料,其特征在于,所述抗菌剂包含吡啶硫酮锌和氧化锌的复配物。
9.根据权利要求1所述的水性环氧砂浆复合地坪涂料,其特征在于,所述液体消泡剂为有机硅类消泡剂和/或矿物油类消泡剂;所述粉体减水剂为聚羧酸高性能减水剂;所述粉体消泡剂为聚合物型消泡剂;所述机制砂为40-70目机制砂和/或70-140目机制砂;所述色浆为碳黑浆、钛白浆、铁红、绿浆、青蓝浆和黄浆中的至少一种。
10.据权利要求1所述的水性环氧砂浆复合地坪涂料,其特征在于,所述粉料组分C按重量份计,包括超高白高强快硬低碱特种硫铝酸盐水泥35-40份、机制砂65-70份、粉体减水剂0.1-0.3份、粉体消泡剂0.1-0.5份、活性结晶硅微粉3-8份、葡萄糖酸钠0.1-2份、酒石酸0.1-1份、氨基三亚甲基磷酸0.1-2份和白色抗裂剂0.1-2份。
11.根据权利要求1-10任一项所述的水性环氧砂浆复合地坪涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
按照配方量,将液体B组分、液体D组分加入液体A组分中,低速搅拌,再加入粉料C组分,快速搅拌,即得所述水性环氧砂浆复合地坪涂料。
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