CN115044209B - 用于眼部按摩仪的导热硅胶及其制备方法、眼部按摩仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及按摩材料技术领域，尤其涉及用于眼部按摩仪的导热硅胶及其制备方法、眼部按摩仪。以质量份数计，该导热硅胶包括：液体基料5份～20份、改性乙烯基硅油1份～8份、含氢硅油0.3份～2份、铂金催化剂0.01份～1份、抗氧化剂0.5份～1份、分散剂0.5份～2份。其中，液体基料为A/B双组分硅凝胶，导热硅胶还包括改性填料，改性填料包括导热填料、增强导热助剂、第一硅烷和第二硅烷，以导热硅胶的质量份数计，导热填料为20份～90份，增强导热助剂为0.05份～10份，第一硅烷与第二硅烷的质量和占导热填料和增强导热助剂的质量和的0.2％～5％。本申请实施例的导热硅胶兼具高导热能力和较低的弹性模量。

Description

用于眼部按摩仪的导热硅胶及其制备方法、眼部按摩仪
技术领域
本发明涉及按摩材料技术领域，尤其涉及一种用于眼部按摩仪的导热硅胶及其制备方法、眼部按摩仪。
背景技术
眼部按摩仪通过对用户眼部进行按摩，可起到缓解视疲劳、预防近视弱视、改善眼部血液微循环等作用。
目前市面上的眼部按摩仪中，其自身结构中接触用户皮肤的材料主要选择柔软亲肤的布料、PU皮革或硅胶材料等。在这些材料中，布料和PU皮革虽然具有良好的亲肤性，但其热传导能力及弹性模量较差，常见的硅胶材料要么具有良好的弹性模量但热传导能力较差，要么进行改性来提高热传导能力但力学性能较差，即常见的硅胶材料难以同时兼具良好的热传导能力和弹性模量。基于此，实有必要对于眼部按摩仪中，直接接触用户眼部的材料进行改进以解决上述问题。
发明内容
本申请公开一种用于硅胶按摩头的导热硅胶及其制备方法、按摩头和眼部按摩仪，以解决现有技术中眼部按摩仪接触用户眼部的材料难以同时满足弹性模量和热传导能力的问题。
第一个方面，本申请实施例提供一种用于眼部按摩仪的导热硅胶，以质量份数计，所述导热硅胶包括：
其中，所述液体基料为A/B双组分硅凝胶，所述导热硅胶还包括改性填料，所述改性填料包括导热填料、增强导热助剂、第一硅烷和第二硅烷，以所述导热硅胶的质量份数计，所述导热填料为20份～90份，所述增强导热助剂为0.05份～10份，所述第一硅烷与所述第二硅烷的质量和占所述导热填料和所述增强导热助剂的质量和的0.2％～5％。
进一步地，所述液体基料为SEMICOSIL 9212A/B型双组分硅凝胶，其中A组分硅凝胶与B组分硅凝胶的质量比为1:0.9～1:1.1。
进一步地，所述液体基料的质量为所述导热填料和所述增强导热助剂质量之和的0.5％～20％。
进一步地，所述液体基料的黏度为100cP～200cP。
进一步地，所述导热填料为氧化铝、氮化铝或碳化硅中的至少一种。
进一步地，所述增强导热助剂为四针状氧化锌晶须。
进一步地，所述第一硅烷和所述第二硅烷分别为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或3-丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
进一步地，所述导热填料为氧化铝时，所述氧化铝的粒径为0.8μm～120μm。
进一步地，所述导热填料为氮化铝时，所述氮化铝的粒径为1μm～10μm。
进一步地，所述导热填料为碳化硅时，所述碳化硅的粒径为1μm～40μm。
进一步地，所述改性乙烯基硅油的黏度为100cP～1500cP。
进一步地，所述改性乙烯基硅油中的乙烯基的含量为0.3％～0.5％。
进一步地，所述含氢硅油的黏度为1cP～50cP。
进一步地，所述含氢硅油中的含氢量为0.7％～0.9％。
进一步地，所述铂金催化剂的活性浓度为2000ppm～100000ppm。
进一步地，所述导热硅胶的热传导率K>1.8W/mK，所述导热硅胶的低弹性模量M<0.6KGf/mm2。
第二个方面，本申请实施例还提供一种如第一个方面所述的导热硅胶的制备方法，包括：
制备改性填料：先将所述导热填料、所述增强导热助剂混合均匀，然后加入所述第一硅烷与乙醇的混合溶液进行混合改性，再加入第二硅烷进行混合改性，热处理后得到所述改性填料；
混合：在真空条件下，先将所述改性填料与所述液体基料中的A组分硅凝胶进行混合，然后加入所述液体基料中的B组分硅凝胶进行混合，再加入所述改性乙烯基硅油、所述含氢硅油、所述铂金催化剂、所述抗氧化剂和所述分散剂混合均匀后，得到混合浆料；
脱泡：对所述混合浆料进行真空脱泡预处理；
压片：将脱泡后的所述混合浆料压制成片材；
热处理：对所述片材进行热处理，得到片状的所述导热硅胶。
进一步地，在所述制备改性填料的步骤中，先将所述导热填料与所述增强导热助剂混合0.5小时～1小时，然后加入所述第一硅烷与乙醇的混合溶液，在500rpm/min～2000rpm/min的转速下混合改性0.5小时～1小时，再加入第二硅烷在500rpm/min～2000rpm/min的转速下混合改性0.5小时～1小时，在80℃～100℃下热处理1.5小时至2.5小时，得到所述改性填料，其中，所述第一硅烷与乙醇的体积比为1:0.9～1:1.1。
进一步地，在所述混合的步骤中，得到的所述混合浆料的黏度为100mpas～100万mpas。
进一步地，在所述脱泡的步骤中，在0.8MPa～1.2MPa的真空条件下对所述混合浆料脱泡10分钟～30分钟。
进一步地，在所述压片的步骤中，所述片材的宽度为240mm～260mm。
进一步地，在所述热处理的步骤中，对所述片材在100℃～150℃下加热10分钟～60分钟，得到片状的所述导热硅胶。
进一步地，所述制备方法还包括在热处理后对片状的所述导热硅胶进行裁切。
第三个方面，本申请实施例还提供一种眼部按摩仪，所述眼部按摩仪朝向用户按摩部位的一面设有如第一个方面所述的导热硅胶。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
本申请实施例通过改良导热硅胶的配方，以在增强导热硅胶热传导能力的同时，保证导热硅胶具有较低的弹性模量，具有良好的柔性和变形能力，适合具有弧度造型结构的加工和使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例眼部按摩仪的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
此外，本申请实施例中所使用的A/B双组分硅凝胶、导热填料、增强导热助剂、改性乙烯基硅油、含氢硅油、铂金催化剂、抗氧化剂和分散剂等材料和试剂可通过商业购买获得。
下面将结合具体实施例和附图对本申请的技术方案作进一步的说明。
眼部按摩仪对于自身结构中直接接触用户皮肤的材料选择具有较高要求，需要满足生物相容性、无致敏无刺激、柔软亲肤、热量传导性能良好、比重低、具有一定弹性模量等条件，以保证用户使用眼部按摩仪时具有更加舒适的使用体验。
然而目前眼部按摩仪所使用的用于接触用户皮肤的材料如布料、PU皮革或硅胶材料等，其仅能满足上述部分性能要求，无法很好地兼顾上述全部性能要求，达不到更舒适的按摩使用体验。例如，布料和PU皮革虽然具有亲肤性，但是热传导能力、弹性模量都较差。又如，普通的硅胶材料虽然弹性模量较好，但是热传导能力较差，其热传导率一般在0.2W/mK左右，这就导致眼部按摩仪内部的加热件工作所产生的热量难以有效传递至用户的眼部周围，从而不能有效促使用户眼部的新陈代谢，使眼部按摩仪的热敷效果不佳。若是采用普通的导热硅胶，则虽然其具有一定的导热能力，但因高分子基体性能的限制，使导热硅胶在具有导热性能的同时会牺牲一定的抵抗弹性形变的能力，不具备较低的弹性模量。但眼部按摩仪为了贴合用户眼部的生理曲线，其接触用户皮肤的结构会具有一定弧度，导热硅胶较差的抗弹性形变能力会影响眼部按摩仪具有弧度的结构的加工性能和使用情况，使其容易遭到破坏而影响产品良率或缩短使用寿命。
因此基于对目前用于眼部按摩仪中接触用户皮肤的材料各方面性能利弊的深入研究，本申请提供一种改进的导热硅胶，使其能够更好的满足眼部按摩仪对于接触用户眼部部分的材料的各方面要求，尤其是在满足生物相容性、无致敏无刺激、亲肤性好、比重低的前提下，既能够满足眼部按摩仪对于导热性能的要求，又能够具有较低的弹性模量，以适应于眼部按摩仪自身结构具有弧度的设计要求，使眼部按摩仪具有更长的使用寿命。
第一个方面，本申请实施例提供一种用于眼部按摩仪的导热硅胶，以质量份数计，该导热硅胶包括：
其中，液体基料为A/B双组分硅凝胶，导热硅胶还包括改性填料，改性填料包括导热填料、增强导热助剂、第一硅烷和第二硅烷，以导热硅胶的质量份数计，导热填料为20份～90份、增强导热助剂为0.05份～10份，第一硅烷与第二硅烷的质量和占导热填料和增强导热助剂的质量和的0.2％～5％。
硅胶材料虽然是一种广泛应用于各个领域的材料，但是不同的应用领域对硅胶材料会有着截然不同的性能要求。例如在电子封装和计算机芯片封装方面，会要求硅胶材料具有较高的导热性能和绝缘性能，但由于是用于封装电子元器件，不涉及对硅胶柔性的较高要求，故只需要通过添加导热填料提高导热性能即可，至于因导热填料的添加而导致硅胶柔性变差、抵抗弹性形变能力变弱的问题，则不会影响硅胶在上述领域的应用，因而不需考虑。
然而，导热硅胶在眼部按摩仪中具体应用时则不同于在其他领域应用时的性能要求。由于眼部按摩仪中用于接触用户眼部的结构既需要满足对用户眼部的有效热敷功能、又需要满足该结构与用户眼部生理曲线的良好贴合程度，故用于制作这部分结构的材料既要求具有较高的热传导能力，以对用户眼部有效热敷，又要求具有足够低的弹性模量，以确保其具有良好的柔性和变形能力，使其容易被加工成可适配用于眼部生理曲线的弧面结构。但是在硅胶中加入导热填料，尤其是加入大量的导热填料时会对硅胶的柔性和变形能力造成较大冲击，使其弹性模量较高，难以满足适配于人体眼部的弧度造型的加工要求，因此本申请实施例通过大量的尝试来改良导热硅胶的配方，以在增强导热硅胶热传导能力的同时，保证导热硅胶具有较低的弹性模量，具有良好的柔性和变形能力，适合具有弧度造型结构的加工和使用。
其中，A/B双组分硅凝胶的A组分硅凝胶与B组分硅凝胶能够反应形成一种三维交联的网络结构，通过特定用量的A/B双组分硅凝胶的液体基料与改性填料的协同配搭，利用大量的改性填料中导热填料、增强导热助剂来进一步提高液体基料的导热性能，并利用第一硅烷和第二硅烷确保用量较多的改性填料的性质与三维交联的液体基料的胶体体系更适配，进而使改性填料能够更好地分散于液体基料胶体体系中以有效提高导热性能。且不至于因改性填料的用量过多而使液体基料的抵抗弹性形变能力大幅下降。
上述体系虽然能提高导热性能，但经实验测试发现其弹性模量仍然不能满足用于眼部按摩仪的要求。故在对液体基料进行导热改性的基础上，本申请实施例还进一步通过加入少量的改性乙烯基硅油、含氢硅油和铂金催化剂来优化导热硅胶的柔性。改性乙烯基硅油、含氢硅油和铂金催化剂这三者可以反应形成另一种不同于液体基料的三维交联网络结构，该三维交联网络结构与液体基料所形成的三维交联网络结构使整个导热硅胶体系存在两种不同的三维交联网络，通过这两种不同的三维交联网络的协同作用，使导热硅胶具有较低的弹性模量，具有良好的柔性和变形能力，可以满足眼部按摩仪特殊的加工和使用要求，最终制成具有一定弧度以贴合于用户眼部的眼部按摩仪，不仅具有高效地热传导能力，可为用户提供良好的热敷体验，而且用于接触用户眼部的相关结构可加工成匹配于用户眼部的弧面，不会在加工或使用过程出现弧面的结构易破损等问题。
另外，本申请实施例还添加一定量的抗氧化剂来提高导热硅胶的抗氧化能力，减缓导热硅胶在眼部按摩仪使用过程中因经常热敷加热而易导致的老化问题。此外，除了前文提到的通过对液体基料、改性填料、改性乙烯基硅油、含氢硅油、铂金催化剂等组分性质及其用量的调节来平衡改性填料的分散性及其对导热硅胶的导热性能与力学性能的双重影响，本申请实施例还添加少量的分散剂来补充提高改性填料在导热硅胶中的分散能力，进一步保证导热硅胶具有良好的热传导能力。
其中，液体基料为5份～20份包括该质量份数范围内的任一点值，例如液体基料为5份、8份、10份、12份、15份、18份或20份。改性乙烯基硅油为1份～8份包括该质量份数范围内的任一点值，例如改性乙烯基硅油为1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份或8份。含氢硅油为0.3～2份包括该质量份数范围内的任一点值，例如含氢硅油为0.3份、0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.8份或2份。铂金催化剂为0.01份～1份包括该质量份数范围内的任一点值，例如铂金催化剂为0.01份、0.05份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份。抗氧化剂为0.5份～1份包括该质量份数范围内的任一点值，例如抗氧化剂为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份。分散剂为0.5份～2份包括该质量份数范围内的任一点值，例如抗氧化剂为0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.8份或2份。导热填料为20份～90份包括该质量份数范围内的任一点值，例如导热填料为20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份或90份。增强导热助剂为0.05份～10份包括该质量份数范围内的任一点值，例如增强导热助剂为0.05份、0.1份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、2份、5份、8份或10份。第一硅烷与第二硅烷的质量和占导热填料和增强导热助剂的质量和的0.2％～5％包括了该质量占比范围内的任一点值，例如第一硅烷与第二硅烷的质量和占导热填料和增强导热助剂的质量和的0.2％、0.5％、0.8％、1％、2％、3％、4％或5％。
进一步地，液体基料为瓦克公司(Wacker)的SEMICOSIL 9212A/B型双组分硅凝胶，其中A组分硅凝胶与B组分硅凝胶的质量比为1:0.9～1:1.1，优选地，A组分硅凝胶与B组分硅凝胶的质量比为1:1。通过上述比例的A组分硅凝胶与B组分硅凝胶的反应能够生成特定的三维交联网络，将其与经过改良的改性填料搭配使用，可有效提高上述液体基料的导热性能。
进一步地，液体基料的质量为导热填料和增强导热助剂质量之和的0.5％～20％，液体基料的黏度为100cP～200cP。
液体基料的质量为导热填料和增强导热助剂质量之和的0.5％～20％，也即液体基料的质量占改性填料质量的比例大约为0.5％～20％，这样的用量配比范围内，改性填料的用量占比较多，可更加有效地对液体基料以及整个导热硅胶的组合物进行热传导性能的改良。但如此用量的改性填料，尤其是改性填料中导热填料的用量较多时，将其与液体基料配合使用会在提高导热性能的同时使导热硅胶抵抗弹性形变的能力变差，因此在提高改性填料用量的同时，本申请实施例还通过控制导热硅胶中一些关键组分的黏度来改善整个体系的流动性和改性填料在整个体系中的分散能力，包括通过大量实验测试选用黏度为100cP～200cP的液体基料，以缓冲改性填料的高用量占比给导热硅胶的弹性模量带来的影响。
其中，A组分硅凝胶与B组分硅凝胶的质量比为1:0.9～1:1.1包括该质量比范围内的任一点值，例如A组分硅凝胶与B组分硅凝胶的质量比为1:0.9、1:0.95、1:0.98、1:1、1:1.05、1:1.08或1:1.1。液体基料的质量为导热填料和增强导热助剂质量之和的0.5％～20％包括质量比范围内的任一点值，例如液体基料的质量为导热填料和增强导热助剂质量之和的0.5％、1％、2％、5％、8％、10％、12％、15％、18％或20％。液体基料的黏度为100cP～200cP包括该黏度范围内的任一点值，例如液体基料的黏度为100cP、110cP、120cP、130cP、140cP、150cP、160cP、170cP、180cP、190cP或200cP。
可选地，导热填料为氧化铝、氮化铝或碳化硅中的至少一种，增强导热助剂为四针状氧化锌晶须，第一硅烷和第二硅烷分别为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或3-丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
氧化铝、氮化铝或碳化硅等作为导热填料具有良好的提高导热能力的作用，但这些都是粉状的导热填料，因此如前文所述，使用这些导热填料的同时，本申请实施例还对其他配方组分的种类选择、用量、组分黏度等都进行一系列调整，以克服大量粉状导热填料的加入对整个导热硅胶体系的弹性模量造成的冲击。其中的调整之一是，在改性填料中除了导热填料和增强导热助剂，还使用了第一硅烷和第二硅烷，具体是这两种硅烷分别可以是乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或3-丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。由于本申请的液体基料使用的是A/B双组分硅凝胶，其中硅凝胶的主要成分是甲基乙烯基聚硅氧烷、苯基乙烯基聚硅氧烷中的一种或两种，与改性填料中的第一硅烷和第二硅烷之间具有良好的相容性，故改性填料使用导热填料、增强导热助剂、第一硅烷和第二硅烷的共同复配，对液体基料进行导热性能改良时，能够起到更好的提高导热作用。
此外，本申请还发现，仅使用导热填料对于导热硅胶的热传导能力的提高存在上限，即导热填料的用量添加到一定程度后导热硅胶的热传导能力变化不再明显，而在添加增强导热助剂与导热填料进行配合使用后，尤其是使用四针状氧化锌晶须作为增强导热助剂时，能够使导热硅胶体系形成更加丰富的导热通路，进一步提高导热硅胶的热传导能力。与此同时，加入了四针状氧化锌晶须后还能够在一定程度上减轻改性填料的加入对导热硅胶体系的弹性模量的降低。
进一步地，导热填料为氧化铝时，氧化铝的粒径为0.8μm～120μm；导热填料为氮化铝时，氮化铝的粒径为1μm～10μm；导热填料为碳化硅时，碳化硅的粒径为1μm～40μm。
氧化铝、氮化铝、碳化硅等导热填料均为粉体状的导热填料，这些导热填料的粒径在上述范围内时，利于提高粉体状导热填料在液体基料中的分散均匀程度，进而提高导热硅胶的热传导能力。
其中，氧化铝的粒径为0.8μm～120μm包括该粒径范围内的任一点值，例如氧化铝的粒径为0.8μm、1μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm或120μm。氮化铝的粒径为1μm～10μm包括该粒径范围内的任一点值，例如氮化铝的粒径为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm。碳化硅的粒径为1μm～40μm包括该粒径范围内的任一点值，例如碳化硅的粒径为1μm、2μm、5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、25μm、μm、30μm、35μm或40μm。
进一步地，改性乙烯基硅油的黏度为100cP～1500cP，优选地，改性乙烯基硅油的黏度为100cP～900cP。其中，改性乙烯基硅油的黏度为100cP～1500cP包括该黏度范围内的任一点值，例如改性乙烯基硅油的黏度为100cP、200cP、300cP、500cP、700cP、900cP、1000cP、1200cP或1500cP。
进一步地，改性乙烯基硅油中的乙烯基的含量为0.3％～0.5％。其中，改性乙烯基硅油中的乙烯基的含量为0.3％～0.5％包括该含量范围内的任一点值，例如改性乙烯基硅油中的乙烯基的含量为0.3％、0.35％、0.38％、0.4％、0.42％、0.45％、0.48％或0.5％。
进一步地，含氢硅油的黏度为1cP～50cP，优选地，含氢硅油的黏度为1cP～40cP。其中，含氢硅油的黏度为1cP～50cP包括该黏度范围内的任一点值，例如含氢硅油的黏度为1cP、2cP、5cP、10cP、12cP、15cP、20cP、25cP、28cP、30cP、35cP、38cP、40cP、42cP、45cP、48cP或50cP。
进一步地，含氢硅油中的含氢量为0.7％～0.9％。其中，含氢硅油中的含氢量为0.7％～0.9％包括该含量范围内的任一点值，例如含氢硅油中的含氢量为0.7％、0.72％、0.75％、0.78％、0.8％、0.82％、0.85％、0.88％或0.9％。
进一步地，铂金催化剂的活性浓度为2000ppm～100000ppm。优选地，铂金催化剂的活性浓度为4000ppm～10000ppm。其中，铂金催化剂的活性浓度为2000ppm～100000ppm包括该活性浓度范围内的任一点值，例如铂金催化剂的活性浓度为2000ppm、4000ppm、5000ppm、8000ppm、10000ppm、20000ppm、40000ppm、50000ppm、80000ppm或100000ppm。
本申请实施例中，将上述黏度和乙烯基含量的改性乙烯基硅油与上述黏度和含氢量的含氢硅油在活性浓度为2000ppm～10000ppm的铂金催化剂作用下进行反应，含氢基团能够与改性乙烯基硅油中的乙烯基活性基团发生反应生成具有一定弹性形变能力的三维交联网络结构，这种三维交联网络结构与液体基料双组分反应得到的三维交联网络结构协同作用，使导热硅胶在两种不同的三维交联网络共同作用下，既能够提高导热性能、又能够具有较低的弹性模量。重要的是，本申请发明人经大量实验测试发现，上述黏度、活性基团含量、催化剂的活性浓度，一方面能够使活性基团乙烯基与含氢基团的反应较充分，得到有效的具有弹性形变能力的三维交联网络，另一方面上述黏度的调整还利于平衡整个导热硅胶的流动性，使导热硅胶的加工制备过程更容易实现，不至于因导热硅胶的流动性较差而难以进行输送混合浆料及后续的脱泡、压片等过程，确保所得到的导热硅胶的导热性能和低弹性模量的兼顾。
进一步地，导热硅胶的热传导率K>1.8W/mK，导热硅胶的弹性模量M<0.6KGf/mm2。
相关技术中，普通硅胶的热传导率约为0.2W/mK，导热能力较差，普通导热硅胶的热传导率可达到1.8W/mK左右，但是其弹性模量通常大于0.8KGf/mm2，使导热硅胶整体的柔性不够，抵抗弹性形变的能力偏弱，作为眼部按摩仪的导热材料时容易出现破损等问题。但是本申请实施例的导热硅胶通过上述配方的优化改良，可同时提高热传导率和弹性模量，一方面使热传导率可达到普通导热硅胶的水平，另一方面能克服柔性不足的问题，使导热硅胶还具有较低的弹性模量，即柔性和变形能力都较好，可满足作为眼部按摩仪的材料的加工和使用要求。
第二个方面，本申请实施例还提供一种第一个方面所述的导热硅胶的制备方法，包括：
制备改性填料：先将导热填料、增强导热助剂混合均匀，然后加入第一硅烷与乙醇的混合溶液进行混合改性，再加入第二硅烷进行混合改性，热处理后得到改性填料；
混合：在真空条件下，先将改性填料与液体基料中的A组分硅凝胶进行混合，然后加入液体基料中的B组分硅凝胶进行混合，再加入改性乙烯基硅油、含氢硅油、铂金催化剂、抗氧化剂和分散剂混合均匀后，得到混合浆料；
脱泡：对混合浆料进行真空脱泡预处理；
压片：将脱泡后的混合浆料压制成片材；
热处理：对片材进行热处理，得到片状的导热硅胶。
上述制备方法中，在制备改性填料时，并非采用直接混合导热填料和增强导热助剂的方式来改良导热填料的性能，而是按照指定顺序进行改性。具体是，将导热填料和增强导热助剂混合均匀后，先加入第一硅烷与乙醇的混合溶液对二者的混合料进行第一次改性操作，利用乙醇作为溶剂为第一硅烷对导热填料和增强导热助剂的改性提供改性介质场所，利用第一硅烷与液体基料的主要成分之间相容性较好的特点，提高改性后的导热填料和增强导热助剂填充到液体基料中的分散性能。而后再进一步加入第二硅烷进行第二次改性操作，一方面是利用第二硅烷与液体基料的主要成分之间相容性较好的特点进一步调整改性填料的分散性能，另外一方面也可以通过搭配不同种类的第一硅烷和第二硅烷灵活调整改性填料这一体系的黏度，以使其流动性更适于填充到液体基料中进行导热性能改良，以及使导热填料和增强导热助剂得以更加充分地分散于液体基料的三维交联网络中。
除了制备改性填料的特殊操作，上述制备方法在改良导热硅胶的过程中，也并非采用常规的直接混合各原料组分的方式，而是经过大量实验测试后，采用特定的原料组分混合反应顺序进行导热硅胶的改良。具体是，在真空条件下，先将制备好的改性填料与液体基料中的A组分硅凝胶进行混合一段时间，使改性填料充分分散于A组分硅凝胶中，然后再加入B组分硅凝胶继续混合，使A组分硅凝胶与B组分硅凝胶发生交联反应，并使二者反应所生成的三维交联网络结构中均匀分散有改性填料，以使这种三维交联网格除了具有基本的硅胶性质，还具有良好的导热性能。在此基础上，再进一步加入改性乙烯基硅油、含氢硅油、铂金催化剂、抗氧化剂和分散剂，利用改性乙烯基硅油、含氢硅油和铂金催化剂之间的反应生成一种具有弹性形变特性的三维交联网络结构，其与液体基料的双组分反应形成三维交联网络结构协同作用，使最终的导热硅胶在常规硅胶性质的基础上，还兼具良好的导热性能和较低的弹性模量，符合眼部按摩仪对接触用户眼部材料的性能要求。
进一步地，在制备改性填料的步骤中，先将导热填料与增强导热助剂混合0.5小时～1小时，然后加入第一硅烷与乙醇的混合溶液，在500rpm/min～2000rpm/min的转速下混合改性0.5小时～1小时，再加入第二硅烷在500rpm/min～2000rpm/min的转速下混合改性0.5小时～1小时，在80℃～100℃下热处理1.5小时至2.5小时，得到改性填料，其中，第一硅烷与乙醇的体积比为1:0.9～1:1.1。
在上述反应条件的具体限定下，可保证对导热填料的充分改性，既能利用增强导热助剂进一步提高导热填料的导热能力、同时减弱导热填料的使用对弹性模量的影响，又能利用第一硅烷和第二硅烷提高导热填料后续在液体基料中的相容性，使其流动性更好，更容易搅拌、充分分散于液体基料中。
进一步地，在混合的步骤中，得到的混合浆料的黏度为100mpas～100万mpas。如前文所述，本申请实施例通过配方组分的黏度控制、改性填料的制备过程改进、混合步骤的操作改进等一系列操作，来控制得到适合于导热硅胶制备方法的混合浆料的黏度，使其具有良好的流动性，一方面利于提高改性填料在混合浆料中的分散程度，另一方面便于通过压料机等方式将这些混合浆料通过管道输送到压片等后续工序环节，实现工业化连续生产，不会出现堵塞管道、料浆结块等问题。
进一步地，在脱泡的步骤中，在0.8MPa～1.2MPa的真空条件下对混合浆料脱泡10分钟～30分钟。通过此步骤可以排出混合浆料体系中的大量空气，保证后续的导热硅胶成品不会出现气泡等影响产品质量的问题。
进一步地，在压片的步骤中，片材的宽度为240mm～260mm。具体地，在脱泡的步骤之后，由于混合浆料具有良好的流动性，故可以通过压料机施压将脱泡后的混合浆料用管道输送到涂布头涂布，再经压延机将涂布好的混合浆料压制成片材。通过此步骤可以初步得到满足眼部按摩仪接触用户眼部的片状硅胶材料。
进一步地，在热处理的步骤中，对片材在100℃～150℃下加热10分钟～60分钟，得到片状的导热硅胶。通过此步骤的热处理，使经过压片初步成型的导热硅胶体系的交联程度进一步优化，使最终的导热硅胶成品的性能符合眼部按摩仪对于接触用户眼部的材料性能要求。
进一步地，导热硅胶的制备方法还包括在热处理后对片状的导热硅胶进行裁切，得到适用于眼部按摩仪的导热硅胶。
第三个方面，结合图1所示，本申请实施例还提供一种眼部按摩仪1，该眼部按摩仪1朝向用户按摩部位的一面使用如第一个方面所述的导热硅胶。如图1所示，在眼部按摩仪1朝向用户眼部的一面，例如按摩头11周围结构使用本申请实施例的导热硅胶。虽然按摩头11周围结构需要设计成具有弧度的造型结构，但由于本申请实施例的导热硅胶具有较低的弹性模量，故可以满足按摩头周围结构的加工和使用要求，不会因导热硅胶的弹性模量较高而出现损坏等问题。另外，在眼部按摩仪1开启热敷功能时，由于本申请实施例的导热硅胶具有良好的导热性能，故其能够将眼部按摩仪1中热源的热量有效传递至用户眼部周围，提供舒适的热敷按摩体验。
为了对本申请的技术方案及技术效果做更详细的说明，下面将通过更具体的实施例、应用例和性能测试结果等对本申请进行进一步说明。
实施例一
本实施例提供一种用于眼部按摩仪的导热硅胶，以质量份数计，该导热硅胶包括：
其中，液体基料为瓦克公司的SEMICOSIL 9212A/B双组分硅凝胶，A组分硅凝胶与B组分硅凝胶的质量比为1:1，液体基料的黏度为150cP。
其中，改性乙烯基硅油的黏度为700cP，改性乙烯基硅油中的乙烯基的含量为0.4％；含氢硅油的黏度为25cP，含氢硅油中的含氢量为0.8％；铂金催化剂的活性浓度为5000ppm。
该导热硅胶还包括改性填料，改性填料包括导热填料、增强导热助剂、第一硅烷和第二硅烷，以导热硅胶的质量份数计，导热填料为60份，增强导热助剂为4份，第一硅烷与第二硅烷的质量和占导热填料和增强导热助剂的质量和的2％。
其中，导热填料为氧化铝，氧化铝的粒径为50μm；增强导热助剂为四针状氧化锌晶须；第一硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷，第二硅烷为乙烯基三乙氧基硅烷。
上述导热硅胶的制备方法包括以下步骤：
制备改性填料：先将导热填料、增强导热助剂按照质量份数混合0.75小时使二者混合均匀，然后加入第一硅烷与乙醇的混合溶液在1000rpm/min的转速下进行第一次混合改性0.75小时，再加入第二硅烷在1000rpm/min的转速下进行第二次混合改性0.75小时，在90℃下热处理2小时，得到改性填料；其中，第一硅烷与乙醇的体积比为1:1。
混合：在真空条件下，先将上述制备好的改性填料与液体基料中的A组分硅凝胶进行混合，然后加入液体基料中的B组分硅凝胶进行混合，再按照质量份数加入改性乙烯基硅油、含氢硅油、铂金催化剂、抗氧化剂和分散剂混合均匀后，得到黏度为5000mpas的混合浆料。
脱泡：对混合浆料进行真空脱泡预处理；在1MPa的真空条件下对混合浆料进行真空脱泡处理20分钟。
输送：通过压料机施压将脱泡后的混合浆料用管道输送到涂布头涂布。
压片：用压延机将涂布好的混合浆料压制成宽度为250mm的片材。
热处理：对片材在120℃下加热30分钟进行热处理，得到片状的导热硅胶。
裁切：在热处理后对片状的导热硅胶，使导热硅胶可作为眼部按摩仪中接触用户眼部的相关结构的材料使用。
实施例二
本实施例提供一种用于眼部按摩仪的导热硅胶，以质量份数计，该导热硅胶包括：
其中，液体基料为瓦克公司的SEMICOSIL 9212A/B双组分硅凝胶，A组分硅凝胶与B组分硅凝胶的质量比为1:1，液体基料的黏度为100cP。
其中，改性乙烯基硅油的黏度为100cP，改性乙烯基硅油中的乙烯基的含量为0.3％；含氢硅油的黏度为1cP，含氢硅油中的含氢量为0.7％；铂金催化剂的活性浓度为2000ppm。
该导热硅胶还包括改性填料，改性填料包括导热填料、增强导热助剂、第一硅烷和第二硅烷，以导热硅胶的质量份数计，导热填料为25份，增强导热助剂为0.05份，第一硅烷与第二硅烷的质量和占导热填料和增强导热助剂的质量和的0.2％。
其中，导热填料为氮化铝，氮化铝的粒径为10μm；增强导热助剂为四针状氧化锌晶须；第一硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷，第二硅烷为乙烯基三叔丁基过氧硅烷。
上述导热硅胶的制备方法包括以下步骤：
制备改性填料：先将导热填料、增强导热助剂按照质量份数混合1小时使二者混合均匀，然后加入第一硅烷与乙醇的混合溶液在500rpm/min的转速下进行第一次混合改性1小时，再加入第二硅烷在500rpm/min的转速下进行第二次混合改性1小时，在80℃下热处理2.5小时，得到改性填料；其中，第一硅烷与乙醇的体积比为1:1。
混合：在真空条件下，先将上述制备好的改性填料与液体基料中的A组分硅凝胶进行混合，然后加入液体基料中的B组分硅凝胶进行混合，再按照质量份数加入改性乙烯基硅油、含氢硅油、铂金催化剂、抗氧化剂和分散剂混合均匀后，得到黏度为100mpas的混合浆料。
脱泡：对混合浆料进行真空脱泡预处理；在0.8MPa的真空条件下对混合浆料进行真空脱泡处理30分钟。
输送：通过压料机施压将脱泡后的混合浆料用管道输送到涂布头涂布。
压片：用压延机将涂布好的混合浆料压制成宽度为240mm的片材。
热处理：对片材在100℃下加热60分钟进行热处理，得到片状的导热硅胶。
裁切：在热处理后对片状的导热硅胶，使导热硅胶可作为眼部按摩仪中接触用户眼部的相关结构的材料使用。
实施例三
本实施例提供一种用于眼部按摩仪的导热硅胶，以质量份数计，该导热硅胶包括：
其中，液体基料为瓦克公司的SEMICOSIL 9212A/B双组分硅凝胶，A组分硅凝胶与B组分硅凝胶的质量比为1:1，液体基料的黏度为150cP。
其中，改性乙烯基硅油的黏度为1500cP，改性乙烯基硅油中的乙烯基的含量为0.5％；含氢硅油的黏度为50cP，含氢硅油中的含氢量为0.7％；铂金催化剂的活性浓度为100000ppm。
该导热硅胶还包括改性填料，改性填料包括导热填料、增强导热助剂、第一硅烷和第二硅烷，以导热硅胶的质量份数计，导热填料为90份，增强导热助剂为10份，第一硅烷与第二硅烷的质量和占导热填料和增强导热助剂的质量和的5％。
其中，导热填料为碳化硅，氮化铝的粒径为20μm；增强导热助剂为四针状氧化锌晶须；第一硅烷为乙烯基三叔丁氧基硅烷，第二硅烷为乙烯基三乙氧基硅烷。
上述导热硅胶的制备方法包括以下步骤：
制备改性填料：先将导热填料、增强导热助剂按照质量份数混合0.5小时使二者混合均匀，然后加入第一硅烷与乙醇的混合溶液在2000rpm/min的转速下进行第一次混合改性0.5小时，再加入第二硅烷在2000rpm/min的转速下进行第二次混合改性0.5小时，在100℃下热处理1.5小时，得到改性填料；其中，第一硅烷与乙醇的体积比为1:1。
混合：在真空条件下，先将上述制备好的改性填料与液体基料中的A组分硅凝胶进行混合，然后加入液体基料中的B组分硅凝胶进行混合，再按照质量份数加入改性乙烯基硅油、含氢硅油、铂金催化剂、抗氧化剂和分散剂混合均匀后，得到黏度为20000mpas的混合浆料。
脱泡：对混合浆料进行真空脱泡预处理；在1.2MPa的真空条件下对混合浆料进行真空脱泡处理10分钟。
输送：通过压料机施压将脱泡后的混合浆料用管道输送到涂布头涂布。
压片：用压延机将涂布好的混合浆料压制成宽度为260mm的片材。
热处理：对片材在150℃下加热10分钟进行热处理，得到片状的导热硅胶。
裁切：在热处理后对片状的导热硅胶，使导热硅胶可作为眼部按摩仪中接触用户眼部的相关结构的材料使用。
实施例四
本实施例与实施例一的区别仅在于，本实施例中改性乙烯基硅油的黏度为900cP。
实施例五
本实施例与实施例一的区别仅在于，本实施例中含氢硅油的黏度为40cP。
对比例一
本对比例提供一种导热硅胶，本对比例与实施例一的区别仅在于，本对比例中增强导热助剂使用的是氧化铝晶须。
对比例二
本对比例提供一种导热硅胶，本对比例与实施例一的区别仅在于，本对比例中未使用改性乙烯基硅油。
对比例三
本对比例提供一种导热硅胶，本对比例与实施例一的区别仅在于，未使用第二硅烷，直接将导热填料、增强导热助剂在第一硅烷与乙醇的混合溶液中进行改性。
对比例四
本对比例提供一种导热硅胶，本对比例与实施例一的区别仅在于，本对比例在制备导热硅胶时，直接将所有原料进行混合，未限定各原料的反应添加顺序。
对比例五
本对比例提供一种市售的普通硅胶。
对比例六
本对比例提供一种市售的导热硅胶。
以相同的测试条件和测试方法对上述实施例一至五、对比例一至对比例六进行性能检测，其中密度通过ASTM-D792标准测试，硬度为邵氏硬度，硬度通过ASTM-D2240标准测试，导热系数和热阻通过ASTM-D5470标准测试，弹性模量通过ASTM D5470标准中的稳态法测试，体积电阻率通过ASTM-D257标准测试，结果分别如下表1、表2所示：
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表1：实施例一至实施例五的测试结果
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表2：对比例一至对比例六的测试结果
通过上述测试结果可知：
(1)采用本申请实施例配方及制备方法得到的导热硅胶，其具有良好的导热能力和较低的弹性模量，因而符合眼部按摩仪对于接触用户眼部的相关结构的材料性能要求。尤其是，实施例一、实施例四和实施例五进一步优化控制改性乙烯基硅油和含氢硅油等原料的黏度使混合浆料具有良好的流动性，其进一步提高了改性填料在整个体系中的分散性以及两种三维交联网络的协同作用，保证低弹性模量的同时，使导热性能得到进一步提高，最快5-8s能够明显感觉到热量，此外上述实施例中混合浆料良好的流动性也利于工业批量化生产导热硅胶。另外，虽然实施例三也具有更优越的导热性能，但实施例三导热硅胶在制备过程中的流动性相对于其他实施例要小一些。
(2)通过比较实施例一与对比例一可知，本申请实施例采用四针状氧化锌晶须时，最终制得导热硅胶既能够满足导热性能、又能够满足较低的弹性模量要求。而对比例一采用氧化铝晶须时，虽然导热性能良好，但是弹性模量为0.8左右，达不到更低的弹性模量性能指标，进而难以满足眼部按摩仪对相关结构材料的性能要求。由此可见，并非所有氧化物晶须结构都能够在提高导热填料导热能力的基础上，还能进一步与液体基料、改性乙烯基硅油等组分共同作用来改善导热硅胶的弹性模量。
(3)通过比较实施例一与对比例二可知，对比例二未使用改性乙烯基硅油时，导热硅胶的导热能力未受到明显影响，但是弹性模量偏高，这可能是由于对比例二中未能够有效的形成具有弹性形变能力的三维交联网络结构，导致整个体系无法通过两种不同的三维交联网络结构的协同作用来得到低弹性模量的导热硅胶。
(4)通过比较实施例一与对比例三可知，制备改性填料的过程中，仅使用一种硅烷对导热填料、增强导热助剂进行改性时，对最终制备的导热硅胶的导热性能影响较大，这可能是仅使用一种硅烷进行改性的效果不充分，使改性后的改性填料在液体基料中的分散程度不够，对液体基料的导热改良效果欠佳，导致导热硅胶的导热性能受到一定影响。此外，该操作同时也对弹性模量造成了一定影响。
另外，通过比较实施例一与对比例四可知，制备导热硅胶的过程中，将所有原料直接混合时，也存在类似问题，该操作会导致最终导热硅胶的导热性能明显下降，也会导致弹性模量变高。
(5)通过比较实施例一与对比例五、对比例六可知，市售的普通硅胶导热系数很低，导热能力较差。市售的导热硅胶虽然导热能力尚可，但是其弹性模量偏高，较难满足眼部按摩仪对于相关材料的性能要求。
以上对本发明实施例公开的一种导热硅胶及其制备方法、眼部按摩仪进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种用于眼部按摩仪的导热硅胶，其特征在于，以质量份数计，所述导热硅胶包括：
其中，所述液体基料为A/B双组分硅凝胶，所述导热硅胶还包括改性填料，所述改性填料包括导热填料、增强导热助剂、第一硅烷和第二硅烷，以所述导热硅胶的质量份数计，所述导热填料为20份～90份，所述增强导热助剂为0.05份～10份，所述第一硅烷与所述第二硅烷的质量和占所述导热填料和所述增强导热助剂的质量和的0.2％～5％，所述增强导热助剂为四针状氧化锌晶须。
2.根据权利要求1所述的导热硅胶，其特征在于，所述液体基料为SEMICOSIL 9212A/B型双组分硅凝胶，其中A组分硅凝胶与B组分硅凝胶的质量比为1:0.9～1:1.1；和/或，
所述液体基料的质量为所述导热填料和所述增强导热助剂质量之和的0.5％～20％；和/或，
所述液体基料的黏度为100cP～200cP。
3.根据权利要求1所述的导热硅胶，其特征在于，所述导热填料为氧化铝、氮化铝或碳化硅中的至少一种；和/或，
所述第一硅烷和所述第二硅烷分别为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或3-丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的导热硅胶，其特征在于，所述导热填料为氧化铝时，所述氧化铝的粒径为0.8μm～120μm；所述导热填料为氮化铝时，所述氮化铝的粒径为1μm～10μm；所述导热填料为碳化硅时，所述碳化硅的粒径为1μm～40μm。
5.根据权利要求1所述的导热硅胶，其特征在于，所述改性乙烯基硅油的黏度为100cP～1500cP；和/或，
所述改性乙烯基硅油中的乙烯基的含量为0.3％～0.5％；和/或，
所述含氢硅油的黏度为1cP～50cP；和/或，
所述含氢硅油中的含氢量为0.7％～0.9％；和/或，
所述铂金催化剂的活性浓度为2000ppm～100000ppm。
6.根据权利要求1所述的导热硅胶，其特征在于，所述导热硅胶的热传导率K>1.8W/mK，所述导热硅胶的弹性模量M<0.6KGf/mm2。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的导热硅胶的制备方法，其特征在于，包括：
制备改性填料：先将所述导热填料、所述增强导热助剂混合均匀，然后加入所述第一硅烷与乙醇的混合溶液进行混合改性，再加入第二硅烷进行混合改性，热处理后得到所述改性填料；
混合：在真空条件下，先将所述改性填料与所述液体基料中的A组分硅凝胶进行混合，然后加入所述液体基料中的B组分硅凝胶进行混合，再加入所述改性乙烯基硅油、所述含氢硅油、所述铂金催化剂、所述抗氧化剂和所述分散剂混合均匀后，得到混合浆料；
脱泡：对所述混合浆料进行真空脱泡预处理；
压片：将脱泡后的所述混合浆料压制成片材；
热处理：对所述片材进行热处理，得到片状的所述导热硅胶。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述制备改性填料的步骤中，先将所述导热填料与所述增强导热助剂混合0.5小时～1小时，然后加入所述第一硅烷与乙醇的混合溶液，在500rpm/min～2000rpm/min的转速下混合改性0.5小时～1小时，再加入第二硅烷在500rpm/min～2000rpm/min的转速下混合改性0.5小时～1小时，在80℃～100℃下热处理1.5小时至2.5小时，得到所述改性填料，其中，所述第一硅烷与乙醇的体积比为1:0.9～1:1.1。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述混合的步骤中，得到的所述混合浆料的黏度为100mpas～100万mpas；和/或，
在所述脱泡的步骤中，在0.8MPa～1.2MPa的真空条件下对所述混合浆料脱泡10分钟～30分钟；和/或，
在所述压片的步骤中，所述片材的宽度为240mm～260mm；和/或，
在所述热处理的步骤中，对所述片材在100℃～150℃下加热10分钟～60分钟，得到片状的所述导热硅胶；和/或，
所述制备方法还包括在热处理后对片状的所述导热硅胶进行裁切。
10.一种眼部按摩仪，其特征在于，所述眼部按摩仪朝向用户按摩部位的一面设有如权利要求1至6任一项所述的导热硅胶。
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