CN115928254B - 一种抗静电纤维毛条及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种抗静电纤维毛条，涉及涤纶纤维技术领域，包括以下按重量份数计的组分：聚酯100份、有机添加剂55‑85份以及无机添加剂15‑25份；其中，所述有机添加剂包括：聚氨酯丙烯酸酯、引发剂、乙二醇以及单硬脂酸甘油酯，并且聚氨酯丙烯酸酯、引发剂、乙二醇以及单硬脂酸甘油酯的重量比为：（3‑4.5）：（0.1‑0.3）：（1.5‑2.5）：（0.5‑1.2）；所述无机添加剂包括：凹凸棒土以及纳米导电颗粒，且所述凹凸棒土与纳米导电颗粒的重量比为（2‑5）：1。本申请通过添加有机添加剂与聚酯形成长效抗静电体系，提升涤纶毛条抗静电性能的耐久性；添加无机添加剂与聚酯形成高效抗静电体系，提升聚酯材料的抗静电性能。
Description
技术领域
本申请涉及涤纶纤维技术领域，尤其是涉及一种抗静电纤维毛条及其制备方法。
背景技术
静电的累积不可避免，静电严重时会灼伤人的皮肤，各种电器电磁波和有害射线超量时会干燥人的内分泌系统。随着人民生活水平的提高，以及环保防护意识的增强，为了防止静电干扰，人们已开发出各种看静电产品。特别是通过导电毛条纤维制成的导电衣物，具有导电、导热、屏蔽、吸收电磁波等功能，广泛应用于电子、电力行业的导电网、抗静电服、医疗行业的电热服、电热绷带以及航天、航空、精密电子行业的电磁屏蔽罩等方面。
目前涤纶在服装面料领域抗静电改性这块，主要有高分子熔融共混型、浸渍型与涂覆型；其中熔融共混型在抗静电性能的耐久性方面有优势；浸渍型与涂覆型在抗静电性能方面有优势；因此在抗静电性能与耐久性方面，很难均衡；需要研发一款抗静电性能好并且耐久性好的涤纶毛条。
发明内容
为了解决上述至少一种技术问题，开发一种抗静电性能好，并且效果长的涤纶毛条，本申请提供一种抗静电纤维毛条及其制备方法。
一方面，本申请提供的一种抗静电纤维毛条，包括以下按重量份数计的组分：聚酯100份、有机添加剂55-85份以及无机添加剂15-25份；其中，
所述有机添加剂包括：聚氨酯丙烯酸酯、引发剂、乙二醇以及单硬脂酸甘油酯，并且聚氨酯丙烯酸酯、引发剂、乙二醇以及单硬脂酸甘油酯的重量比为：(3-4.5)：(0.1-0.3)：(1.5-2.5)：(0.5-1.2)；
所述无机添加剂包括：凹凸棒土以及纳米导电颗粒，且所述凹凸棒土与纳米导电颗粒的重量比为(2-5)：1。
通过采用上述技术方案，添加有机添加剂与聚酯形成长效抗静电体系，提升涤纶毛条抗静电性能的耐久性；添加无机添加剂与聚酯形成高效抗静电体系，提升聚酯材料的抗静电性能；通过控制有机添加剂中各组分之间的重量比，使单硬脂酸甘油酯、乙二醇与聚氨酯丙烯酸酯反应交联，在材料表面形成稳定的亲水极性集团，提高材料的抗静电性能；通过添加凹凸棒土提升纳米导电颗粒的分散性，并且凹凸棒土具有一定的吸水能力，进一步提升材料表面的导电性，提升抗静电性能；通过调整凹凸棒土与纳米导电颗粒的重量比，使凹凸棒土得吸水能力与纳米导电颗粒的导电能力均衡，从而提升材料表面的导电能力；因凹凸棒土的导电性能较差，添加过多会造成导电性能降低。
可选的，所述有机添加剂中，聚氨酯丙烯酸酯、引发剂、乙二醇以及单硬脂酸甘油酯的重量比为：(3.5-4)：(0.15-0.25)：(2.2-2.5)：(0.8-1)。
可选的，所述无机添加剂中，凹凸棒土与纳米导电颗粒的重量比为(2.5-3.5)：1。
可选的，所述有机添加剂与无机添加剂的重量比为(3-5):1。
可选的，所述引发剂采用过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或两种组合。
可选的，所述纳米导电颗粒采用纳米氧化锌与纳米二氧化钛中的一种或两种组合。
可选的，所述纳米导电颗粒中，纳米氧化锌与纳米二氧化钛的重量比为(2-4):1。
可选的，所述凹凸棒土的粒径为200目。
第二方面，本申请提供了上述抗静电纤维毛条的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备有机添加剂
将引发剂加入至去离子水或乙醇中，制得引发剂溶液；将聚氨酯丙烯酸酯、乙二醇以及单硬脂酸甘油酯混合搅拌，在搅拌状态下，将引发剂溶液缓慢倒入；继续搅拌，直至反应完成，得到有机添加剂；
S2、制备无机添加剂
将凹凸棒土与纳米导电颗粒搅拌混合，得到无机添加剂；
S3、制备涤纶母粒
将聚酯颗粒、有机添加剂以及无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；S4、制备毛条以S3中制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
第三方面，本申请提供了上述抗静电纤维毛条在服饰面料领域的应用。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请通过添加有机添加剂与聚酯形成长效抗静电体系，提升涤纶毛条抗静电性能的耐久性；添加无机添加剂与聚酯形成高效抗静电体系，提升聚酯材料的抗静电性能。
2.通过控制有机添加剂中各组分之间的重量比，使单硬脂酸甘油酯、乙二醇与聚氨酯丙烯酸酯反应交联，在材料表面形成稳定的亲水极性集团，提高材料的抗静电性能；3.通过添加凹凸棒土提升纳米导电颗粒的分散性，并且凹凸棒土具有一定的吸水能力，进一步提升材料表面的导电性，提升抗静电性能；
4.通过调整凹凸棒土与纳米导电颗粒的重量比，使凹凸棒土得吸水能力与纳米导电颗粒的导电能力均衡，从而提升材料表面的导电能力；因凹凸棒土的导电性能较差，添加过多会造成导电性能降低。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请设计了一种抗静电纤维毛条，包括以下按重量份数计的组分：聚酯100份、有机添加剂55-85份以及无机添加剂15-25份；其中，
所述有机添加剂包括：聚氨酯丙烯酸酯、引发剂、乙二醇以及单硬脂酸甘油酯，并且聚氨酯丙烯酸酯、引发剂、乙二醇以及单硬脂酸甘油酯的重量比为：(3-4.5)：(0.1-0.3)：(1.5-2.5)：(0.5-1.2)；
所述无机添加剂包括：凹凸棒土以及纳米导电颗粒，且所述凹凸棒土与纳米导电颗粒的重量比为(2-5)：1。
本申请技术方案制备得到的抗静电涤纶毛条的半衰期较低，优于现有技术中涤纶毛条的抗静电性能。并且本申请技术方案制备的涤纶毛条在水洗过三次后，抗静电性能下降幅度较小，抗静电性能的耐久性好。
申请人在调整本申请配方中各组分的比例时发现，调整有机添加剂中聚氨酯丙烯酸酯、引发剂、乙二醇以及单硬脂酸甘油酯的重量比为：(3.5-4)：(0.15-0.25)：(2.2-2.5)：(0.8-1)区间时，所制备得到的涤纶毛条的抗静电性能更优，并且耐久性更好。
申请人在调整无机添加剂中凹凸棒土与纳米导电颗粒的重量比时发现，凹凸棒土与纳米导电颗粒的重量比在(2.5-3.5)：1区间时，制备得到的涤纶毛条的抗静电性能好，并且水洗耐久性好。
申请人在调整本申请技术方案中有机添加剂与无机添加剂的重量比时发现，提升有机添加剂重量比例后，抗静电效果的耐久性提升，但是半衰期也提升，抗静电性能下降；因此需要找出有机添加剂与无机添加剂的添加重量比例；申请人发现，有机添加剂与无机添加剂的重量比为(3-5):1时，制备得到的涤纶毛条的抗静电性能以及耐久性较优。
本申请的抗静电纤维毛条采用以下方法制备，包括以下步骤：
S1、制备有机添加剂
将引发剂加入至去离子水或乙醇中，制得引发剂溶液；将聚氨酯丙烯酸酯、乙二醇以及单硬脂酸甘油酯混合搅拌，在搅拌状态下，将引发剂溶液缓慢倒入；继续搅拌，直至反应完成，得到有机添加剂；
S2、制备无机添加剂
将凹凸棒土与纳米导电颗粒搅拌混合，得到无机添加剂；
S3、制备涤纶母粒
将聚酯颗粒、有机添加剂以及无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；S4、制备毛条
以S3中制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
本申请的抗静电纤维毛条可以在服饰面料领域应用。
制备例1-7制备有机添加剂
制备例1
将0.1kg引发剂加入至0.9kg去离子水或乙醇中，制得引发剂溶液；将3kg聚氨酯丙烯酸酯、2kg乙二醇以及0.5kg单硬脂酸甘油酯混合搅拌，在搅拌状态下，将引发剂溶液缓慢倒入；继续搅拌，直至反应完成，得到有机添加剂。
制备例2
将0.2kg引发剂加入至1.8kg去离子水或乙醇中，制得引发剂溶液；将3.2kg聚氨酯丙烯酸酯、1.5kg乙二醇以及0.7kg单硬脂酸甘油酯混合搅拌，在搅拌状态下，将引发剂溶液缓慢倒入；继续搅拌，直至反应完成，得到有机添加剂。
制备例3
将0.2kg引发剂加入至1.8kg去离子水或乙醇中，制得引发剂溶液；将3.5kg聚氨酯丙烯酸酯、2.5kg乙二醇以及0.8kg单硬脂酸甘油酯混合搅拌，在搅拌状态下，将引发剂溶液缓慢倒入；继续搅拌，直至反应完成，得到有机添加剂。
制备例4
将0.15kg引发剂加入至1.35kg去离子水或乙醇中，制得引发剂溶液；将3.8kg聚氨酯丙烯酸酯、2.2kg乙二醇以及0.9kg单硬脂酸甘油酯混合搅拌，在搅拌状态下，将引发剂溶液缓慢倒入；继续搅拌，直至反应完成，得到有机添加剂。
制备例5
将0.25kg引发剂加入至2.25kg去离子水或乙醇中，制得引发剂溶液；将4kg聚氨酯丙烯酸酯、2.5kg乙二醇以及1kg单硬脂酸甘油酯混合搅拌，在搅拌状态下，将引发剂溶液缓慢倒入；继续搅拌，直至反应完成，得到有机添加剂。
制备例6
将0.3kg引发剂加入至0.27kg去离子水或乙醇中，制得引发剂溶液；将4.2kg聚氨酯丙烯酸酯、2kg乙二醇以及1.2kg单硬脂酸甘油酯混合搅拌，在搅拌状态下，将引发剂溶液缓慢倒入；继续搅拌，直至反应完成，得到有机添加剂。
制备例7
将0.25kg引发剂加入至2.25kg去离子水或乙醇中，制得引发剂溶液；将4.5kg聚氨酯丙烯酸酯、1.5kg乙二醇以及1.1kg单硬脂酸甘油酯混合搅拌，在搅拌状态下，将引发剂溶液缓慢倒入；继续搅拌，直至反应完成，得到有机添加剂。
制备例8-14制备无机添加剂
制备例8
将4.5kg凹凸棒土以及1kg纳米氧化锌搅拌混合，得到无机添加剂。
制备例9
将2kg凹凸棒土以及1kg纳米二氧化钛搅拌混合，得到无机添加剂。
制备例10
将2.5kg凹凸棒土、0.5kg纳米氧化锌以及0.5kg纳米二氧化钛搅拌混合，得到无机添加剂。
制备例11
将3.5kg凹凸棒土、0.75kg纳米氧化锌以及0.25kg纳米二氧化钛搅拌混合，得到无机添加剂。
制备例12
将3kg凹凸棒土、0.8kg纳米氧化锌以及0.2kg纳米二氧化钛搅拌混合，得到无机添加剂。
制备例13
将4kg凹凸棒土、0.5kg纳米氧化锌以及0.5kg纳米二氧化钛搅拌混合，得到无机添加剂。
制备例14
将5kg凹凸棒土、0.5kg纳米氧化锌以及0.5kg纳米二氧化钛搅拌混合，得到无机添加剂。
制备例15
本制备例与制备例11的区别在于，本制备例中纳米氧化锌为0.5kg以及纳米二氧化钛为0.5kg。
制备例16
本制备例与制备例11的区别在于，本制备例中纳米氧化锌为0.67kg以及纳米二氧化钛为0.33kg。
制备例17
本制备例与制备例11的区别在于，本制备例中纳米氧化锌为0.8kg以及纳米二氧化钛为0.2kg。
制备例18
本制备例与制备例11的区别在于，本制备例中纳米氧化锌为0.83kg以及纳米二氧化钛为0.17kg。
具体实施例
实施例1
将10kg聚酯颗粒、5.5kg制备例1制得的有机添加剂以及1.8kg制备例8制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
实施例2
将10kg聚酯颗粒、6kg制备例2制得的有机添加剂以及2kg制备例9制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
实施例3
将10kg聚酯颗粒、6.5kg制备例3制得的有机添加剂以及1.5kg制备例10制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
实施例4
将10kg聚酯颗粒、7kg制备例4制得的有机添加剂以及2.2kg制备例11制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
实施例5
将10kg聚酯颗粒、7.5kg制备例5制得的有机添加剂以及2kg制备例12制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
实施例6
将10kg聚酯颗粒、8kg制备例6制得的有机添加剂以及1.5kg制备例13制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
实施例7
将10kg聚酯颗粒、8.5kg制备例7制得的有机添加剂以及2.5kg制备例14制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
对比例1
将10kg聚酯颗粒以及9.2kg制备例4制得的有机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
对比例2
将10kg聚酯颗粒以及9.2kg制备例11制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
按照GB/T 12703.1-2021对实施例1-7以及对比例1-2的半衰期进行检测，结果如表1所示：
表1实施例1-7以及对比例1-2的涤纶布半衰期检测结果表
通过实施例1-7、对比例1-2以及表1可知，本申请技术方案制备得到的抗静电涤纶毛条的半衰期都在5s以下，优于对比例1-2中制备得到的涤纶毛条的抗静电性能。并且实施例1-7制备的涤纶毛条在水洗过三次后，半衰期的增长幅度远小于对比例1-2，可知本申请技术方案制备得到的涤纶毛条的抗静电性能的耐水洗性更优，抗静电效果更持久。
通过实施例1-7以及表1可知，实施例3-5制备得到的涤纶毛条的半衰期都在3s以下，抗静电性能更优，并且在水洗三次后，半衰期的增长幅度相较其他实施例更小；抗静电效果更持久。
实施例8
将10kg聚酯颗粒、7kg制备例4制得的有机添加剂以及2.2kg制备例15制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
实施例9
将10kg聚酯颗粒、7kg制备例4制得的有机添加剂以及2.2kg制备例16制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
实施例10
将10kg聚酯颗粒、7kg制备例4制得的有机添加剂以及2.2kg制备例17制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
实施例11
将10kg聚酯颗粒、7kg制备例4制得的有机添加剂以及2.2kg制备例18制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
按照GB/T 12703.1-2021对实施例8-11的半衰期进行检测，结果如表2所示：
表2实施例4以及实施例8-11的涤纶布半衰期检测结果表
通过实施例4、实施例8-11以及表2可知，当调整配方中无机添加剂的纳米导电颗粒中氧化锌与二氧化钛的重量比时，对制备得到的涤纶毛条的抗静电性能与耐久性有影响。随着氧化锌比例的提升，涤纶毛条的半衰期下降，并且下降的幅度逐渐降低；而随着氧化锌比例的提升，半衰期的增长幅度呈现下降再上升的趋势，并在氧化锌与二氧化钛的重量比在3:1左右时，涤纶毛条水洗三次后的半衰期增长幅度最低；因此调整纳米氧化锌与纳米二氧化钛的重量比在(2-4):1区间时，抗静电性能较优，并且抗静电性能的耐久性较优。
实施例12
将10kg聚酯颗粒、6.7kg制备例4制得的有机添加剂以及2.5kg制备例11制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
实施例13
将10kg聚酯颗粒、6.9kg制备例4制得的有机添加剂以及2.3kg制备例11制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
实施例14
将10kg聚酯颗粒、7.5kg制备例4制得的有机添加剂以及1.7kg制备例11制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
实施例15
将10kg聚酯颗粒、7.7kg制备例4制得的有机添加剂以及1.5kg制备例11制得的无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
以上述制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
按照GB/T 12703.1-2021对实施例12-16的半衰期进行检测，结果如表3所示：
表3实施例4以及实施例12-16的涤纶布半衰期检测结果表
通过实施例4、实施例12-16，以及表3可知，调整本申请技术方案中有机添加剂与无机添加剂的重量组分，随着有机添加剂的重量组分增加，制备得到的涤纶毛条的半衰期降低，抗静电性能提高；而水洗三次后半衰期的增长幅度呈现先下降再上升的趋势；在有机添加剂与无机添加剂的重量比为(3-5):1区间时，涤纶毛条的半衰期较短，抗静电性能较优，并且耐久性较好。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种抗静电纤维毛条，其特征在于，包括以下按重量份数计的组分：聚酯100份、有机添加剂55-85份以及无机添加剂15-25份；其中，
所述有机添加剂包括：聚氨酯丙烯酸酯、引发剂、乙二醇以及单硬脂酸甘油酯，并且聚氨酯丙烯酸酯、引发剂、乙二醇以及单硬脂酸甘油酯的重量比为：(3-4.5)：(0.1-0.3)：(1.5-2.5)：(0.5-1.2)；
所述无机添加剂包括：凹凸棒土以及纳米导电颗粒，且所述凹凸棒土与纳米导电颗粒的重量比为(2-5)：1；
所述纳米导电颗粒中，纳米氧化锌与纳米二氧化钛的重量比为(2-4)：1。
2.根据权利要求1所述的抗静电纤维毛条，其特征在于，所述有机添加剂中，聚氨酯丙烯酸酯、引发剂、乙二醇以及单硬脂酸甘油酯的重量比为：(3.5-4)：(0.15-0.25)：(2.2-2.5)：(0.8-1)。
3.根据权利要求1所述的抗静电纤维毛条，其特征在于，所述无机添加剂中，凹凸棒土与纳米导电颗粒的重量比为(2.5-3.5)：1。
4.根据权利要求1所述的抗静电纤维毛条，其特征在于，所述有机添加剂与无机添加剂的重量比为(3-5):1。
5.根据权利要求1所述的抗静电纤维毛条，其特征在于，所述引发剂采用过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或两种组合。
6.根据权利要求1所述的抗静电纤维毛条，其特征在于，所述凹凸棒土的粒径为200目。
7.一种权利要求1所述抗静电纤维毛条的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备有机添加剂
将引发剂加入至去离子水或乙醇中，制得引发剂溶液；将聚氨酯丙烯酸酯、乙二醇以及单硬脂酸甘油酯混合搅拌，在搅拌状态下，将引发剂溶液缓慢倒入；继续搅拌，直至反应完成，得到有机添加剂；
S2、制备无机添加剂
将凹凸棒土与纳米导电颗粒搅拌混合，得到无机添加剂；
S3、制备涤纶母粒
将聚酯颗粒、有机添加剂以及无机添加剂混合搅拌，并通过造粒机挤出造粒，得到涤纶颗粒；
S4、制备毛条
以S3中制备得到的涤纶颗粒为原料，制备毛条，得到抗静电纤维毛条。
8.一种权利要求1所述的抗静电纤维毛条在服饰面料领域的应用。
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Applications Claiming Priority (1)
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| CN115928254A CN115928254A (zh) | 2023-04-07 |
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| CN112574704A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-03-30 | 四川羽玺新材料股份有限公司 | 一种抗静电压敏胶及其制备方法 |
| CN113930862A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-01-14 | 江苏江南高纤股份有限公司 | 一种阳离子可染抗静电涤纶毛条及其制备方法 |
| CN114540973A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-05-27 | 张家港市荣昌涤纶毛条有限公司 | 一种超弹抗静电毛条纤维及其生产工艺 |
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2023
- 2023-01-10 CN CN202310034949.2A patent/CN115928254B/zh active Active
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