CN116041997A - 一种无机干粉涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及干粉涂料领域，具体公开了一种无机干粉涂料及其制备方法。一种无机干粉涂料，包含以下重量份的组分：重钙40‑60份；轻钙30‑50份；白水泥10‑15份；羟丙基甲基纤维素1‑2份；钛白粉5‑8份；填料15‑30份；分散剂0.1‑0.2份；消泡剂0.1‑0.6份；改性可再分散胶粉2‑6份；其制备方法为：将包含重钙、轻钙、白水泥、羟丙基甲基纤维素、钛白粉、填料、分散剂、消泡剂和改性可再分散胶粉的原料搅拌混合，得到无机干粉涂料，使用时将其与水按照1:（1.2‑1.5）混合即可。本申请的无机干粉涂料在使用涂覆后，能够很好的作用于涂覆基面的微小缝隙中，并在受到较大温变时不易产生微裂缝，整体应用效果大大提高。
Description
技术领域
本申请涉及干粉涂料领域，更具体地说，它涉及一种无机干粉涂料及其制备方法。
背景技术
无机干粉涂料是一种加水即用，易刮批，省工省料，最新的环保涂料，是以聚合物材料作为主要添加剂，配以优质矿物骨料、填料和天然矿物精致而成，具有透气、耐久、防水、绿色环保等功能。
在公开号为CN115304943A的中国发明专利申请文件中公开了一种纳米干粉涂料及其施工方法，所述涂料包括如下重量份的原料：可再分散乙烯-醋酸乙烯酯共聚物二元共聚物乳胶粉30-50重量份；纳米二氧化钛10-20重量份；碳酸钙10-20重量份；煅烧贝壳粉5-10重量份；滑石粉5-10重量份；海藻酸钠1-2重量份；羧甲基纤维素钠0.5-1重量份。本发明所述的纳米干粉涂料通过创造性的在其中加入适当比例的海藻酸钠和羧甲基纤维素钠，使得纳米干粉涂料的储耐水性、耐碱性、耐擦洗性、耐紫外线以及耐温变性都良好。
针对上述中的相关技术，发明人认为，乳胶粉加水分散后能重新生成稳定的聚合物乳液，并在与其他原料拌和后最终形成连续的聚合物膜，但实际中涂料的涂覆基面上往往会存在微小的缝隙，而形成的涂膜仅仅是粘附在涂覆基面上，并不能克服微小缝隙存在的缺陷，导致涂膜在受到较大温变时，对应涂覆基面微小缝隙的涂膜表面容易产生微裂缝，因此，目前亟需提出一种方案以解决上述技术问题。
发明内容
为了使无机干粉涂料在使用涂覆后克服涂覆基面微小缝隙存在的缺陷，保证涂膜在受到较大温变时不易产生微裂缝，本申请提供一种无机干粉涂料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种无机干粉涂料，采用如下的技术方案：
一种无机干粉涂料，包含以下重量份的组分：
重钙40-60份；
轻钙30-50份；
白水泥10-15份；
羟丙基甲基纤维素1-2份；
钛白粉5-8份；
填料15-30份；
分散剂0.1-0.2份；
消泡剂0.1-0.6份；
改性可再分散胶粉2-6份；
所述改性可再分散胶粉由以下步骤制备获得：
S1、将乳化剂和水按质量比为1:(70-80)进行混合，并加热至40-50℃，再加入0.03-0.05倍质量的十二烷基苯磺酸钠和0.01-0.05倍质量的有机硅烷混合均匀，并升温至60-70℃，最后加入0.04-0.08倍质量的聚乙烯醇混合均匀，并升温至75-80℃，冷却出料，得到调理剂；
S2、以步骤S1中的调理剂、可再分散胶乳、正硅酸乙酯和聚苯胺按质量比为(6-12):100:(1-3):(0.4-0.8)进行混合均匀，得到喷雾干燥液，经喷雾干燥，得到改性可再分散胶粉。
通过采用上述技术方案，在改性可再分散胶粉的制备中，调理剂、正硅酸乙酯和聚苯胺对可再分散胶乳起到很好的包覆作用，进而当改性可再分散胶粉在加水分散后重新生成聚合物乳液时，调理剂中的有机硅烷水解形成高反应活性的硅烷醇基团，并在正硅酸乙酯的作用下，使改性可再分散胶粉在涂膜内部与其他无机组分原料间形成有机-无机交联网络，且能够朝涂覆基面的微小缝隙中进行延伸。同时，基于聚苯胺能够与空中金属离子反应生成氧化层，不仅使无机干粉涂料使用后形成的涂膜在微小缝隙中具有更为优异的稳定性，还提高了涂膜表面的结构强度。如此设置，本申请通过使用特殊改性得到的改性可再分散胶粉，使无机干粉涂料在使用涂覆后，能够很好的作用于涂覆基面的微小缝隙中，并在受到较大温变时不易产生微裂缝，整体应用效果大大提高。
优选的，步骤S2中，调理剂、可再分散胶乳、正硅酸乙酯和聚苯胺的质量比为9:100:2:0.5。
通过采用上述技术方案，上述比例的原料间的配合，不仅使调理剂、正硅酸乙酯和聚苯胺对可再分散胶乳起到较为优异的包覆效果，还能够在应用过程中，发挥出较为优异的配合效果，使无机干粉涂料在使用后对涂覆基面的微小缝隙起到优异的应对效果，保证涂膜在受到较大温变时保持优异的稳定性。
优选的，所述可再分散胶乳为醋酸乙烯-乙烯共聚物、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物和醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯-丙烯酯三元共聚物中的任意一种。
通过采用上述技术方案，上述种类的可再分散胶乳均能够与调理剂、正硅酸乙酯、聚苯胺之间起到稳定的配合作用，使无机干粉涂料在使用后能够形成优异稳定的聚合物膜，并对涂覆基面的微小缝隙起到优异的缺陷克服作用，进而在较大温变环境中不易产生微裂缝。
优选的，所述无机干粉涂料的组分中加入有重量份为3-7份的复合助剂，复合助剂由碳纳米管、竹炭粉组成，且碳纳米管、竹炭粉组成的重量比为(1.2-3.6):1。
通过采用上述技术方案，碳纳米管的加入可以提高无机干粉涂料在应用时的粘接性和柔韧性；竹炭粉的比表面积大，具有很强的吸附性，能够提高无机干粉涂料各组分原料间的结合强度，有利于形成致密的涂膜；当碳纳米管、竹炭粉组成复合助剂共同使用时，碳纳米管可填充在竹炭粉的微小孔洞中，并在改性可再分散胶粉的作用下，既可以有效填充涂覆基面的微小缝隙，还能够大大提高涂膜结构，进而使无机干粉涂料在较大温变环境中的抗裂缝能力大大提高。
优选的，所述碳纳米管和竹炭粉的重量比为2.5:1。
通过采用上述技术方案，上述重量比的碳纳米管和竹炭粉在无机干粉涂料中起到的效果较为优异，且与改性可再分散胶粉的配合作用最佳，得到的无机干粉涂料在较大温变环境中的抗裂缝能力较为突出。
优选的，所述碳纳米管直径为20-40nm，长度为5-15mm；所述竹炭粉为3000目。
通过采用上述技术方案，上述规格的碳纳米管和竹炭粉在无机干粉涂料应用时，整体的分散效果较为均匀，相互间的配合效果较为稳定，能够得到性能较为突出的无机干粉涂料。
优选的，所述填料为高岭土、石英粉、滑石粉和膨润土中的一种或几种的组合物。
通过采用上述技术方案，上述种类的填料与其他各组分原料具有良好的结合性，且能够发挥出优异的填充作用，能够保证无机干粉涂料在使用后形成优异稳定的涂膜结构。
优选的，所述分散剂为磷酸三钠、六偏磷酸钠、偏硅酸钠和聚羧酸钠中的一种或几种的组合物。
通过采用上述技术方案，上述种类的分散剂有利于使各组分原料充分分散并混合均匀，尤其使改性可再分散胶粉与其他组分原料充分作用，以保证无机干粉涂料应用所形成的涂膜在较大温变环境中保持优异的稳定性，不易产生裂缝。
优选的，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
通过采用上述技术方案，有机硅消泡剂可以消除生产过程中形成的气泡，有利于使无机干粉涂料在应用成膜后，得到的涂膜具有致密稳定的结构，并能够发挥出优异稳定的性能。
第二方面，本申请提供一种无机干粉涂料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种无机干粉涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比准备包含重钙、轻钙、白水泥、羟丙基甲基纤维素、钛白粉、填料、分散剂、消泡剂和改性可再分散胶粉的原料；
(2)将步骤(1)中的各原料搅拌混合，得到无机干粉涂料，使用时将其与水按照1:(1.2-1.5)混合即可。
通过采用上述技术方案，本申请无机干粉涂料的制备步骤较少，工艺简单，便于大规模生产。同时，在使用时，将无机干粉涂料与水按特定比例混合即可进行涂覆使用，整体应用简单便捷。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用调理剂、正硅酸乙酯和聚苯胺对可再分散胶乳进行改性，利用得到的改性可再分散胶粉，使无机干粉涂料使用后形成的涂膜能够很好的克服涂覆基面微小缝隙带来的缺陷，进而在受到较大温变时不易产生微裂缝，整体具有优异的稳定性；
2、本申请中优选采用由碳纳米管、竹炭粉按特定比例范围组成的复合助剂，在改性可再分散胶粉的作用下，既可以有效填充涂覆基面的微小缝隙，还能够大大提高涂膜结构，进而使无机干粉涂料在较大温变环境中的抗裂缝能力大大提高。
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。
本申请的各实施例中所用的原料，除特殊说明之外，其他均为市售：
乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚，购自济南道融化工有限公司，型号为OP-10；
有机硅烷购自湖北江颢新材料科技有限公司，型号为KH-590；
聚苯胺购自武汉克米克生物医药技术有限公司，CAS号为5612-44-2含量99％；
聚乙烯醇购自长沙凯建新材料有限公司，型号为KJ200；
醋酸乙烯-乙烯共聚物购自山东多聚化学有限公司的EVA乳液，CAS号24937-78-8，纯度99％；
醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物购自广东华力泰化工有限公司，型号为WWJF-8020；
醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯-丙烯酯三元共聚物购自柏诺新材(北京)科技有限公司，型号为BNE-7020；
有机硅消泡剂为毕克BYK-088-有机硅消泡剂。
原料和/或中间体的制备例
制备例1
一种改性可再分散胶粉，由以下步骤制备获得：
S1、将乳化剂和水按质量比为1:75进行混合，并加热至45℃，再加入0.04倍质量的十二烷基苯磺酸钠和0.03倍质量的有机硅烷混合均匀，并升温至65℃，最后加入0.06倍质量的聚乙烯醇混合均匀，并升温至77.5℃，冷却出料，得到调理剂；
S2、以步骤S1中的调理剂、可再分散胶乳、正硅酸乙酯和聚苯胺按质量比为9:100:2:0.5进行混合均匀，得到喷雾干燥液，经喷雾干燥，得到改性可再分散胶粉。
注：上述步骤中的可再分散胶乳为醋酸乙烯-乙烯共聚物。
制备例2
一种改性可再分散胶粉，由以下步骤制备获得：
S1、将乳化剂和水按质量比为1:70进行混合，并加热至50℃，再加入0.05倍质量的十二烷基苯磺酸钠和0.05倍质量的有机硅烷混合均匀，并升温至70℃，最后加入0.08倍质量的聚乙烯醇混合均匀，并升温至80℃，冷却出料，得到调理剂；
S2、以步骤S1中的调理剂、可再分散胶乳、正硅酸乙酯和聚苯胺按质量比为9:100:2:0.5进行混合均匀，得到喷雾干燥液，经喷雾干燥，得到改性可再分散胶粉。
制备例3
一种改性可再分散胶粉，由以下步骤制备获得：
S1、将乳化剂和水按质量比为1:80进行混合，并加热至40℃，再加入0.03倍质量的十二烷基苯磺酸钠和0.01倍质量的有机硅烷混合均匀，并升温至60℃，最后加入0.04倍质量的聚乙烯醇混合均匀，并升温至75℃，冷却出料，得到调理剂；
S2、以步骤S1中的调理剂、可再分散胶乳、正硅酸乙酯和聚苯胺按质量比为9:100:2:0.5进行混合均匀，得到喷雾干燥液，经喷雾干燥，得到改性可再分散胶粉。
制备例4
一种改性可再分散胶粉，与制备例1的不同之处在于，调理剂、可再分散胶乳、正硅酸乙酯和聚苯胺的质量比为8:100:2:0.6。
制备例5
一种改性可再分散胶粉，与制备例1的不同之处在于，调理剂、可再分散胶乳、正硅酸乙酯和聚苯胺的质量比为6:100:1:0.4。
制备例6
一种改性可再分散胶粉，与制备例1的不同之处在于，调理剂、可再分散胶乳、正硅酸乙酯和聚苯胺的质量比为12:100:3:0.8。
制备例7
一种改性可再分散胶粉，与制备例1的不同之处在于，可再分散胶乳为醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物。
制备例8
一种改性可再分散胶粉，与制备例1的不同之处在于，可再分散胶乳为醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯-丙烯酯三元共聚物。
实施例
实施例1
一种无机干粉涂料，各组分及其相应的重量如表1所示，且通过以下步骤制备获得：
(1)按配比准备包含重钙、轻钙、白水泥、羟丙基甲基纤维素、钛白粉、填料、分散剂、消泡剂和改性可再分散胶粉的原料；
(2)将步骤(1)中的各原料搅拌混合，得到无机干粉涂料，使用时将其与水按照1:(1.2-1.5)混合即可。
注：本实施例中的无机干粉涂料使用时与水按照1:1.3混合；改性可再分散胶粉为制备例1中获得；填料为高岭土；分散剂为磷酸三钠；消泡剂为有机硅消泡剂；碳纳米管直径为30nm，长度为10mm；竹炭粉为3000目。
实施例2-3
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量如表1所示。
表1实施例1-3中各组分及其重量份数(kg/份)
实施例4
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，填料为滑石粉和膨润土按重量比为1:1的组合物。
实施例5
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，分散剂为聚羧酸钠。
实施例6
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，纳米管直径为20nm，长度为15mm；竹炭粉为3000目。
实施例7
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，纳米管直径为40nm，长度为5mm；竹炭粉为3000目。
实施例8
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，碳纳米管直径为15nm，长度为20mm；竹炭粉为3000目。
实施例9
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，碳纳米管直径为45nm，长度为3mm；竹炭粉为3000目。
实施例10
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，改性可再分散胶粉为制备例2中获得。
实施例11
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，改性可再分散胶粉为制备例3中获得。
实施例12
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，改性可再分散胶粉为制备例4中获得。
实施例13
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，改性可再分散胶粉为制备例5中获得。
实施例14
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，改性可再分散胶粉为制备例6中获得。
实施例15
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，改性可再分散胶粉为制备例7中获得。
实施例16
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，改性可再分散胶粉为制备例8中获得。
实施例17
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，步骤(1)的原料中还加入有重量份为5份的复合助剂，复合助剂由碳纳米管、竹炭粉按重量比为2.5:1组成。
实施例18
一种无机干粉涂料，与实施例17的不同之处在于，复合助剂的重量份为3份。
实施例19
一种无机干粉涂料，与实施例17的不同之处在于，复合助剂的重量份为7份。
实施例20
一种无机干粉涂料，与实施例17的不同之处在于，碳纳米管、竹炭粉组成的重量比为1.2:1。
实施例21
一种无机干粉涂料，与实施例17的不同之处在于，碳纳米管、竹炭粉组成的重量比为3.6:1。
实施例22
一种无机干粉涂料，与实施例17的不同之处在于，碳纳米管、竹炭粉组成的重量比为2.4:1。
实施例23
一种无机干粉涂料，与实施例17的不同之处在于，碳纳米管、竹炭粉组成的重量比为1:1。
实施例24
一种无机干粉涂料，与实施例17的不同之处在于，碳纳米管、竹炭粉组成的重量比为3.8:1。
实施例25
一种无机干粉涂料，与实施例17的不同之处在于，复合助剂中的碳纳米管等质量替换为竹炭粉。
实施例26
一种无机干粉涂料，与实施例17的不同之处在于，复合助剂中的竹炭粉等质量替换为碳纳米管。
对比例
对比例1
一种无机干粉涂料，与实施例1的不同之处在于，改性可再分散胶粉等质量替换为醋酸乙烯-乙烯共聚物经喷雾干燥得到的胶粉。
对比例2
一种无机干粉涂料，与实施例17的不同之处在于，改性可再分散胶粉等质量替换为醋酸乙烯-乙烯共聚物经喷雾干燥得到的胶粉。
性能检测试验试验样品：采用实施例1-26中获得的无机干粉涂料作为试验样品1-26，采用对比例1-2中获得的无机干粉涂料作为对照样品1-2。
试验方法：以同种水泥石棉板为试验用试板，尺寸为150mm×70mm×5mm，然后在试板150mm×70mm面人工制作相同的微小裂缝，裂缝长度为3mm，裂缝深度为0.2mm，接着将试验样品1-26和对照样品1-2按标准JG/T 445-2014《无机干粉建筑涂料》中的规定分别在试板150mm×70mm面进行单面涂刷，在自然环境下放置7d后，试板表面干膜厚度为60μm，得到标准试样。然后将试验样品1-26和对照样品1-2对应的标准试样放置在温度交变试验箱中，以5℃/min进行升温，以2℃/min进行降温，在-5℃和40℃的区间内进行循环试验，直至标准样品表面出现微裂缝，记录此时持续循环的时间，对应记录在下表2中。
表2试验样品1-26和对照样品1-2的测试结果
结合实施例1-3和对比例1并结合表2可以看出，本申请通过使用特殊改性得到的改性可再分散胶粉，使无机干粉涂料在使用涂覆后，能够很好的作用于涂覆基面的微小缝隙中，并在受到较大温变时不易产生微裂缝，持续循环的时间较长。而对照样品1采用普通的同类型可再分散胶粉，试验过程中的持续循环仅有198min，远远低于试验样品1。
结合实施例1、实施例12-14并结合表2可以看出，在改性可再生胶粉的制备中，控制调理剂、可再分散胶乳、正硅酸乙酯和聚苯胺的质量比为9:100:2:0.5进行混合，能够使得到的改性可再生胶粉在应用于无机干粉涂料中，能够带来较为优异的耐温变性能，在试验过程中，在产生微裂缝时的持续时间较长。
结合实施例1、实施例17-22并结合表2可以看出，采用由碳纳米管、竹炭粉按特定比例范围组成的复合助剂，使无机干粉涂料在较大温变环境中的抗裂缝能力大大提高，测试的持续循环时间有42min的提高，整体进行效果明显。再结合实施例23-24可得，碳纳米管、竹炭粉的组成在重量比为(1.2-3.6):1的范围内起到的提升效果较为稳定，而低于或高于上述范围，均为导致无机干粉涂料在较大温变环境中的抗裂缝能力明显降低。再结合实施例25-26可得，若仅仅使用碳纳米管和竹炭粉中的任意一种，虽然能够带来持续循环时间的提高，但远不及二者复配带来的提升效果优异。
结合实施例1、实施例6-7和实施例8-9并结合表2可以看出，采用碳纳米管直径为20-40nm，长度为5-15mm，竹炭粉为3000目，能够使复合助剂在应用过程中起到较为稳定的提升效果。而当碳纳米管的规格低于上述范围时，均为导致测试所得的持续循环时间明显降低。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种无机干粉涂料，其特征在于，包含以下重量份的组分：
重钙 40-60份；
轻钙 30-50份；
白水泥 10-15份；
羟丙基甲基纤维素 1-2份；
钛白粉 5-8份；
填料 15-30份；
分散剂 0.1-0.2份；
消泡剂 0.1-0.6份；
改性可再分散胶粉 2-6份；
所述改性可再分散胶粉由以下步骤制备获得：
S1、将乳化剂和水按质量比为1:（70-80）进行混合，并加热至40-50℃，再加入0.03-0.05倍质量的十二烷基苯磺酸钠和0.01-0.05倍质量的有机硅烷混合均匀，并升温至60-70℃，最后加入0.04-0.08倍质量的聚乙烯醇混合均匀，并升温至75-80℃，冷却出料，得到调理剂；
S2、以步骤S1中的调理剂、可再分散胶乳、正硅酸乙酯和聚苯胺按质量比为（6-12）:100:（1-3）:（0.4-0.8）进行混合均匀，得到喷雾干燥液，经喷雾干燥，得到改性可再分散胶粉。
2.根据权利要求1所述的无机干粉涂料，其特征在于：步骤S2中，调理剂、可再分散胶乳、正硅酸乙酯和聚苯胺的质量比为9:100:2:0.5。
3.根据权利要求1所述的无机干粉涂料，其特征在于：所述可再分散胶乳为醋酸乙烯-乙烯共聚物、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物和醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯-丙烯酯三元共聚物中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的无机干粉涂料，其特征在于：所述无机干粉涂料的组分中加入有重量份为3-7份的复合助剂，复合助剂由碳纳米管、竹炭粉组成，且碳纳米管、竹炭粉组成的重量比为（1.2-3.6）:1。
5.根据权利要求4所述的无机干粉涂料，其特征在于：所述碳纳米管和竹炭粉的重量比为2.5:1。
6.根据权利要求4所述的无机干粉涂料，其特征在于：所述碳纳米管直径为20-40nm，长度为5-15mm；所述竹炭粉为3000目。
7.根据权利要求1所述的无机干粉涂料，其特征在于：所述填料为高岭土、石英粉、滑石粉和膨润土中的一种或几种的组合物。
8.根据权利要求1所述的无机干粉涂料，其特征在于：所述分散剂为磷酸三钠、六偏磷酸钠、偏硅酸钠和聚羧酸钠中的一种或几种的组合物。
9.根据权利要求1所述的无机干粉涂料，其特征在于：所述消泡剂为有机硅消泡剂。
10.权利要求1所述的一种无机干粉涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按配比准备包含重钙、轻钙、白水泥、羟丙基甲基纤维素、钛白粉、填料、分散剂、消泡剂和改性可再分散胶粉的原料；
（2）将步骤（1）中的各原料搅拌混合，得到无机干粉涂料，使用时将其与水按照1:（1.2-1.5）混合即可。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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