CN116396644A - 一种具有阻燃效果的发光涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有阻燃效果的发光涂料及其制备方法，包括以下原料组分：苯丙乳液、水(去离子水)、植物红薯粉、聚磷酸铵、分散剂、润湿剂、消泡剂、六溴环十二烷、氢氧化铝(磷酸铝)、磷酸酯类阻燃剂、增塑剂、成膜助剂、填料以及新型高亮度长余辉发光材料(以下简称发光粉)和增稠剂，其中，还包括中和剂，助溶剂，软化水，防沉剂、双氧水稳定剂、匀染剂、螯合剂以及无醛固色剂等添加助剂。本发明通过对阻燃剂的选择，选择水和金属化合物以及磷酸酯类作为阻燃剂，水合金属氧化物中包含氢氧化铝和氢氧化镁，氢氧化铝和氢氧化镁均可通过热分解出氧化铝和水，氧化铝具有阻燃性。
Description
技术领域
本发明涉及发光涂料的制备技术领域，更具体地说，涉及一种具有阻燃效果的发光涂料及其制备方法。
背景技术
发光涂料是现在装饰性涂料的一种，应用范围非常广泛，在很多领域都发挥着重要的作用，利用发光涂料的吸光性和余晖来提高室内环境的亮度，有光涂料也称发光涂料，一般指颜料体积浓度在33％以下，光泽在80％以上的涂料，主要用作面漆，具有良好的装饰性以及夜间提示作用，而由于发光涂料的应用领域比较广泛，会使用在一些特殊场所以及环境中，因此，通过发光涂料进行改良，提高发光涂料的功能性，尤其是在阻燃性上，可以使得发光涂料起到一定的阻燃效果。
现有的可参考授公告号为：CN101386719B的中国实用新型专利，其公开了多功能涂料及其制备方法，本发明的非膨胀型多功能涂料，采用具有良好防水作用，并且粘结效果明显的高弹性苯丙或丙烯酸乳液，与水溶性高分子聚合物复合构成有机粘结材料与有较高粘结强度的无机粘结材料共同组成本发明涂料的粘结体系。该粘合材料组合具有很高的粘合强度和粘合效率，达到同样地粘合强度，其用量远远小于单独使用无机粘合材料或有机粘合材料，使隔热材料的相对含量得到有效地提高，增加了阻燃效果。由于高弹性丙烯酸乳液或苯丙乳液的加入，使涂料的抗渗性能得到明显提高，使涂料具有较好的防水效果。
目前的发光涂料中材料分子的粘附力不强，添加的阻燃剂成分与其他材料分子之间均匀性不佳，造成在涂抹时，涂料不同的位置起到的阻燃效果不同，使得发光涂料在起到阻燃作用时，整体效果会出现片状化，即由于阻燃成分不均匀，导致发光涂料涂抹的位置，存在阻燃性强弱的问题，某一位置实现了较强的阻燃，而另一个位置则相对较弱，涂料表面受到损坏，不利于大面积的涂抹，使得发光涂料的使用范围受到限制，而为了加强阻燃性，会在涂抹时加厚对发光涂料涂层，用于叠加作用，防止阻燃效果受到影响，但是这样会造成发光涂料的浪费，且工作效率降低，人工劳动强度增加。
本发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有阻燃效果的发光涂料及其制备方法，它可以通过增加发光涂料阻燃效果的同时，加强发光涂料对外的隔绝性，并且让阻燃剂能够更好地与发光涂料进行混合，保证涂料内部阻燃材料分子的均匀性。
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
一种具有阻燃效果的发光涂料，包括以下原料组分：
苯丙乳液、水(去离子水)、植物红薯粉、聚磷酸铵、分散剂、润湿剂、消泡剂、六溴环十二烷、氢氧化铝(磷酸铝)、磷酸酯类阻燃剂、增塑剂、成膜助剂、填料以及新型高亮度长余辉发光材料(以下简称发光粉)和增稠剂，其中，还包括中和剂，助溶剂，软化水，防沉剂、双氧水稳定剂、匀染剂、螯合剂以及无醛固色剂等添加助剂；
其中，将纯丙乳液换成苯丙乳液，而助燃剂的选择也采用水合金属氧化物、磷酸类的阻燃剂；
按照质量百分比包括以下：
其中，苯丙乳液为成膜物质，质量百分比为20.0％，并混合添加微量的催干剂，植物红薯粉中含有成炭剂成分，质量百分比为8.0％—9.0％，聚磷酸铵中含有脱水剂成分，质量百分比为12.0％-14.0％，分散剂、润湿剂、消泡剂各适量添加，六溴环十二烷为阻燃剂，质量百分比为9.0％，氢氧化铝(磷酸铝)为辅助助燃剂，质量百分比为6.0％，磷酸酯类阻燃剂总量占比10.0％，水余量，剩余助剂均适量添加。
所述水合金属氧化物中含有的氢氧化铝(磷酸铝)和蜂窝三氧化二铝，氢氧化铝(磷酸铝)和蜂窝三氧化二铝均可通过水热分解，氢氧化铝(磷酸铝)和蜂窝三氧化二铝水热分解出氧化铝和水，氧化铝具有阻燃止燃的作用。
所述磷酸酯类阻燃剂包括以下成分：
乙基双环磷酸3.0％、甲基磷酸环己酯3.0％、甲基磷酸二甲酯3.0％和甲基磷酸双环戊酯3.0％，同时添加有磷酸异丙基苯二苯酯4.0％，磷酸异丙基苯二苯酯可作为增塑剂进行使用，并且磷酸异丙基苯二苯酯同样具有一定的阻燃性。
所述螯合剂中含有金属原子或离子与含有两个或两个以上配位原子，其配位原子采用有机配体，以氧和氮为首选，硫次之，利用配位作用，生成具有环状结构的络合物。
所述成炭剂，以重量份数为计量单位，包括以下组分：
发泡剂20—30份、成炭催化剂25—30份、聚苯咪唑类25—30份、无机盐类(并添加磷元素)15—20份，利用发泡剂能够产生泡沫配合成炭剂，使得炭质层泡沫化，利用受热分解，热裂解反应下会在聚合物表面形成一层均匀的泡沫炭质层，利用膨胀的炭质层来起到隔绝的作用，避免烟气散出。
所述氢氧化铝为水合金属氧化物系列，水合金属氧化物其中除了包括氢氧化铝之外，还含有氢氧化镁，氢氧化铝采用结晶粉末，细磨成细粉，配合着氢氧化铝适量添加氢氧化镁，使用偶联剂，加强结合力，增强阻燃力的同时，还可以实现填充作用。
一种具有阻燃效果的发光涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1：准备好阻燃剂材料，先制备水合金属氧化物，称取氢氧化铝和氢氧化镁，同时添加蜂窝三氧化二铝，利用热解反应，通过水热来进行加温，热分解后会释出氧化铝和水，氧化铝会阻止火势复燃，水能够进一步阻燃，避免火势扩大；
S2：首先在高速搅拌机的内部加入去离子水，搅拌后依次加入分散剂和适量的消泡剂，混合搅拌均匀后，匀速慢慢将调制好的发光粉材料加入，再加入发光粉材料后，继续加速搅拌，依次添加苯丙乳液，植物红薯粉、聚磷酸铵，和发光粉根据浆液的液体流相情况，适量添加中和剂，助溶剂，软化水，防沉剂、双氧水稳定剂、匀染剂、螯合剂以及无醛固色剂等添加助剂，使用高速搅拌机进行搅拌混合；
S3：搅拌混合上述材料后制成半成品发光涂料浆液，进行对涂料进行调色时，加入无醛固色剂，提高色彩的稳定性，半成品制备好后，静止0.5h到1h左右，再次启动搅拌机，采用低速搅拌，将调制好的水合金属氧化物阻燃剂添加进半成品中，并且进行加热，用于促进水热分解，让分解出的氧化铝能够均匀与半成品进行结合；
S3：对现在混合均匀的半成品中，加入三聚氰胺，用于发泡剂的使用，结合了成碳催化剂与发泡剂的作用于一体，使得炭质层膨胀，该炭层具有隔热、隔氧；
S4：接着，添加进磷酸酯类阻燃剂，按照配比来称取阻燃剂，并且按照配比向发光涂料中依次进行添加，同时添加有磷酸异丙基苯二苯酯，可实现增塑剂的作用，并进一步加强阻燃效果，并在混合过程中，填入微量催干剂，然后等待3min—5min，可以让发光涂料浆液微微发干，然后再次搅拌，增加黏合度，反复多次，随后根据黏稠度，添加水和稀释剂，用于调节涂料黏稠度。
相比于现有技术，本发明的优点在于：通过对阻燃剂的选择，选择水和金属化合物以及磷酸酯类作为阻燃剂，水合金属氧化物中包含氢氧化铝和氢氧化镁，氢氧化铝和氢氧化镁均可通过热分解出氧化铝和水，氧化铝具有阻燃性，同时在使用阻燃剂时会配合发泡剂进行使用，碳源(成炭剂)多为含碳的多元醇化合物，如植物红薯粉，利用植物红薯粉来作为成碳物质，气源(发泡源)一般为含氮化合物，选用三聚氰胺，结合了成碳催化剂与发泡剂的作用于一体，水合金属氧化物在热裂解时会在化合物表面形成一层均匀的泡沫炭质层，该炭层具有隔热、隔氧的作用，具有阻燃效率高相容性好，碳物质会提高化合物表面的粘附力，粘度高，混合结构的结合度更高，在制备过程中，还添加的螯合剂，利用金属原子或离子与含有两个或连两个以上配位原子的配位体作用，生成具有环状结构的络合物，提高了阻燃化合物的化学稳定性，并且对金属离子有捕捉作用和分散效果，让水合金属氧化物中的金属离子避免成团，提高分散性，让阻燃剂能够更加均匀地与发光涂料进行融合，避免发光涂料中阻燃剂存在沉淀情况，影响到涂料在涂抹时的阻燃效果。
附图说明
图1为本发明的一种具有阻燃效果的发光涂料及其制备方法的原料组分示意框图；
图2为本发明的一种具有阻燃效果的发光涂料及其制备方法的阻燃剂分析流程图；
图3为本发明的一种具有阻燃效果的发光涂料及其制备方法的成碳物流程图；
图4为本发明的一种具有阻燃效果的发光涂料及其制备方法的炭质层的框架示意图；
图5为本发明的一种具有阻燃效果的发光涂料及其制备方法的水合金属氧化物热分解流程图。
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。
实施例一：
请参阅图1-5，一种具有阻燃效果的发光涂料，包括以下原料组分：
苯丙乳液、水(去离子水)、植物红薯粉、聚磷酸铵、分散剂、润湿剂、消泡剂、六溴环十二烷、氢氧化铝(磷酸铝)、磷酸酯类阻燃剂、增塑剂、成膜助剂、填料以及新型高亮度长余辉发光材料(以下简称发光粉)和增稠剂，其中，还包括中和剂，助溶剂，软化水，防沉剂、双氧水稳定剂、匀染剂、螯合剂以及无醛固色剂等添加助剂；
其中，将纯丙乳液换成苯丙乳液，而助燃剂的选择也采用水合金属氧化物、磷酸类的阻燃剂；
按照质量百分比包括以下：
其中，苯丙乳液为成膜物质，质量百分比为20.0％，并混合添加微量的催干剂，植物红薯粉中含有成炭剂成分，质量百分比为8.0％—9.0％，聚磷酸铵中含有脱水剂成分，质量百分比为12.0％-14.0％，分散剂、润湿剂、消泡剂各适量添加，六溴环十二烷为阻燃剂，质量百分比为9.0％，氢氧化铝(磷酸铝)为辅助助燃剂，质量百分比为6.0％，磷酸酯类阻燃剂总量占比10.0％，水余量，剩余助剂均适量添加。
所述水合金属氧化物中含有的氢氧化铝(磷酸铝)和蜂窝三氧化二铝，氢氧化铝(磷酸铝)和蜂窝三氧化二铝均可通过水热分解，氢氧化铝(磷酸铝)和蜂窝三氧化二铝水热分解出氧化铝和水，氧化铝具有阻燃止燃的作用。
所述磷酸酯类阻燃剂包括以下成分：
乙基双环磷酸3.0％、甲基磷酸环己酯3.0％、甲基磷酸二甲酯3.0％和甲基磷酸双环戊酯3.0％，同时添加有磷酸异丙基苯二苯酯4.0％，磷酸异丙基苯二苯酯可作为增塑剂进行使用，并且磷酸异丙基苯二苯酯同样具有一定的阻燃性。
所述螯合剂中含有金属原子或离子与含有两个或两个以上配位原子，其配位原子采用有机配体，以氧和氮为首选，硫次之，利用配位作用，生成具有环状结构的络合物。
所述成炭剂，以重量份数为计量单位，包括以下组分：
发泡剂20—30份、成炭催化剂25—30份、聚苯咪唑类25—30份、无机盐类(并添加磷元素)15—20份，利用发泡剂能够产生泡沫配合成炭剂，使得炭质层泡沫化，利用受热分解，热裂解反应下会在聚合物表面形成一层均匀的泡沫炭质层，利用膨胀的炭质层来起到隔绝的作用，避免烟气散出。
所述氢氧化铝为水合金属氧化物系列，水合金属氧化物其中除了包括氢氧化铝之外，还含有氢氧化镁，氢氧化铝采用结晶粉末，细磨成细粉，配合着氢氧化铝适量添加氢氧化镁，使用偶联剂，加强结合力，增强阻燃力的同时，还可以实现填充作用。
一种具有阻燃效果的发光涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1：准备好阻燃剂材料，先制备水合金属氧化物，称取氢氧化铝和氢氧化镁，同时添加蜂窝三氧化二铝，利用热解反应，通过水热来进行加温，热分解后会释出氧化铝和水，氧化铝会阻止火势复燃，水能够进一步阻燃，避免火势扩大；
S2：首先在高速搅拌机的内部加入去离子水，搅拌后依次加入分散剂和适量的消泡剂，混合搅拌均匀后，匀速慢慢将调制好的发光粉材料加入，再加入发光粉材料后，继续加速搅拌，依次添加苯丙乳液，植物红薯粉、聚磷酸铵，和发光粉根据浆液的液体流相情况，适量添加中和剂，助溶剂，软化水，防沉剂、双氧水稳定剂、匀染剂、螯合剂以及无醛固色剂等添加助剂，使用高速搅拌机进行搅拌混合；
S3：搅拌混合上述材料后制成半成品发光涂料浆液，进行对涂料进行调色时，加入无醛固色剂，提高色彩的稳定性，半成品制备好后，静止0.5h到1h左右，再次启动搅拌机，采用低速搅拌，将调制好的水合金属氧化物阻燃剂添加进半成品中，并且进行加热，用于促进水热分解，让分解出的氧化铝能够均匀与半成品进行结合；
S3：对现在混合均匀的半成品中，加入三聚氰胺，用于发泡剂的使用，结合了成碳催化剂与发泡剂的作用于一体，使得炭质层膨胀，该炭层具有隔热、隔氧；
S4：接着，添加进磷酸酯类阻燃剂，按照配比来称取阻燃剂，并且按照配比向发光涂料中依次进行添加，同时添加有磷酸异丙基苯二苯酯，可实现增塑剂的作用，并进一步加强阻燃效果，并在混合过程中，填入微量催干剂，然后等待3min—5min，可以让发光涂料浆液微微发干，然后再次搅拌，增加黏合度，反复多次，随后根据黏稠度，添加水和稀释剂，用于调节涂料黏稠度。
实施例二：
在本实施例中，一种具有阻燃效果的发光涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1：准备好阻燃剂材料，六溴环十二烷为阻燃剂，质量百分比为9.0％，氢氧化铝(磷酸铝)为辅助助燃剂，质量百分比为6.0％，磷酸酯类阻燃剂总量占比10.0％，六溴环十二烷为主要阻燃剂，先制备水合金属氧化物，称取氢氧化铝和氢氧化镁，同时添加蜂窝三氧化二铝，利用热解反应，通过水热来进行加温，热分解后会释出氧化铝和水，氧化铝会阻止火势复燃，水能够进一步阻燃，避免火势扩大；
S2：首先在高速搅拌机的内部加入去离子水，搅拌后依次加入分散剂和适量的消泡剂，混合搅拌均匀后，匀速慢慢将调制好的发光粉材料加入，在加入发光粉材料后，继续加速搅拌，依次添加苯丙乳液，植物红薯粉、聚磷酸铵，和发光粉根据浆液的液体流相情况，植物红薯粉含有成炭剂成分，以重量份数为计量单位，包括以下组分：发泡剂20—30份、成炭催化剂25—30份、聚苯咪唑类25—30份、无机盐类(并添加磷元素)15—20份，利用发泡剂能够产生泡沫配合成炭剂，使得炭质层泡沫化，适量添加中和剂，助溶剂，软化水，防沉剂、双氧水稳定剂、匀染剂、螯合剂以及无醛固色剂等添加助剂，使用高速搅拌机进行搅拌混合；
S3：搅拌混合上述材料后制成半成品发光涂料浆液，进行对涂料进行调色时，加入无醛固色剂，提高色彩的稳定性，半成品制备好后，静止0.5h到1h左右，再次启动搅拌机，采用低速搅拌，将调制好的水合金属氧化物阻燃剂添加进半成品中，并且进行加热，用于促进水热分解，让分解出的氧化铝能够均匀与半成品进行结合；
S3：对现在混合均匀的半成品中，加入三聚氰胺，用于发泡剂的使用，结合了成碳催化剂与发泡剂的作用于一体，使得炭质层膨胀，该炭层具有隔热、隔氧；
S4：接着，添加进磷酸酯类阻燃剂，磷酸酯类阻燃剂包括以下成分：乙基双环磷酸3.0％、甲基磷酸环己酯3.0％、甲基磷酸二甲酯3.0％和甲基磷酸双环戊酯3.0％，同时添加有磷酸异丙基苯二苯酯4.0％，磷酸异丙基苯二苯酯可作为增塑剂进行使用，按照配比来称取阻燃剂，并且按照配比向发光涂料中依次进行添加，同时添加有磷酸异丙基苯二苯酯，可实现增塑剂的作用，并进一步加强阻燃效果，并在混合过程中，填入微量催干剂，然后等待3min—5min，可以让发光涂料浆液微微发干，然后再次搅拌，增加黏合度，反复多次，随后根据黏稠度，添加水和稀释剂，用于调节涂料黏稠度。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种具有阻燃效果的发光涂料，其特征在于，包括以下原料组分：
苯丙乳液、水(去离子水)、植物红薯粉、聚磷酸铵、分散剂、润湿剂、消泡剂、六溴环十二烷、氢氧化铝(磷酸铝)、磷酸酯类阻燃剂、增塑剂、成膜助剂、填料以及新型高亮度长余辉发光材料(以下简称发光粉)和增稠剂，其中，还包括中和剂，助溶剂，软化水，防沉剂、双氧水稳定剂、匀染剂、螯合剂以及无醛固色剂等添加助剂；
其中，将纯丙乳液换成苯丙乳液，而助燃剂的选择也采用水合金属氧化物、磷酸酯类阻燃剂的阻燃剂；
按照质量百分比包括以下：
其中，苯丙乳液为成膜物质，质量百分比为20.0％，并混合添加微量的催干剂，植物红薯粉中含有成炭剂成分，质量百分比为8.0％—9.0％，聚磷酸铵中含有脱水剂成分，质量百分比为12.0％-14.0％，分散剂、润湿剂、消泡剂各适量添加，六溴环十二烷为阻燃剂，质量百分比为9.0％，氢氧化铝(磷酸铝)为辅助助燃剂，质量百分比为6.0％，磷酸酯类阻燃剂总量占比10.0％，水余量，剩余助剂均适量添加。
2.根据权利要求1的一种具有阻燃效果的发光涂料，其特征在于：所述水合金属氧化物中含有的氢氧化铝(磷酸铝)和蜂窝三氧化二铝，氢氧化铝(磷酸铝)和蜂窝三氧化二铝均可通过水热分解，氢氧化铝(磷酸铝)和蜂窝三氧化二铝水热分解出氧化铝和水，氧化铝具有阻燃止燃的作用。
3.根据权利要求1的一种具有阻燃效果的发光涂料，其特征在于：所述磷酸酯类阻燃剂包括以下成分：
乙基双环磷酸3.0％、甲基磷酸环己酯3.0％、甲基磷酸二甲酯3.0％和甲基磷酸双环戊酯3.0％，同时添加有磷酸异丙基苯二苯酯4.0％，磷酸异丙基苯二苯酯可作为增塑剂进行使用，并且磷酸异丙基苯二苯酯同样具有一定的阻燃性。
4.根据权利要求1的一种具有阻燃效果的发光涂料，其特征在于：所述螯合剂中含有金属原子或离子与含有两个或两个以上配位原子，其配位原子采用有机配体，以氧和氮为首选，硫次之，利用配位作用，生成具有环状结构的络合物。
5.根据权利要求1的一种具有阻燃效果的发光涂料，其特征在于：所述成炭剂，以重量份数为计量单位，包括以下组分：
发泡剂20—30份、成炭催化剂25—30份、聚苯咪唑类25—30份、无机盐类(并添加磷元素)15—20份，利用发泡剂能够产生泡沫配合成炭剂，使得炭质层泡沫化，利用受热分解，热裂解反应下会在聚合物表面形成一层均匀的泡沫炭质层，利用膨胀的炭质层来起到隔绝的作用，避免烟气散出。
6.根据权利要求2的一种具有阻燃效果的发光涂料，其特征在于：所述氢氧化铝为水合金属氧化物系列，水合金属氧化物其中除了包括氢氧化铝之外，还含有氢氧化镁，氢氧化铝采用结晶粉末，细磨成细粉，配合着氢氧化铝适量添加氢氧化镁，使用偶联剂，加强结合力，增强阻燃力的同时，还可以实现填充作用。
7.根据权利要求1的一种具有阻燃效果的发光涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：准备好阻燃剂材料，先制备水合金属氧化物，称取氢氧化铝和氢氧化镁，同时添加蜂窝三氧化二铝，利用热解反应，通过水热来进行加温，热分解后会释出氧化铝和水，氧化铝会阻止火势复燃，水能够进一步阻燃，避免火势扩大；
S2：首先在高速搅拌机的内部加入去离子水，搅拌后依次加入分散剂和适量的消泡剂，混合搅拌均匀后，匀速慢慢将调制好的发光粉材料加入，再加入发光粉材料后，继续加速搅拌，依次添加苯丙乳液，植物红薯粉、聚磷酸铵，和发光粉根据浆液的液体流相情况，适量添加中和剂，助溶剂，软化水，防沉剂、双氧水稳定剂、匀染剂、螯合剂以及无醛固色剂等添加助剂，使用高速搅拌机进行搅拌混合；
S3：搅拌混合上述材料后制成半成品发光涂料浆液，进行对涂料进行调色时，加入无醛固色剂，提高色彩的稳定性，半成品制备好后，静止0.5h到1h左右，再次启动搅拌机，采用低速搅拌，将调制好的水合金属氧化物阻燃剂添加进半成品中，并且进行加热，用于促进水热分解，让分解出的氧化铝能够均匀与半成品进行结合；
S3：对现在混合均匀的半成品中，加入三聚氰胺，用于发泡剂的使用，结合了成碳催化剂与发泡剂的作用于一体，使得炭质层膨胀，该炭层具有隔热、隔氧；
S4：接着，添加进磷酸酯类阻燃剂，按照配比来称取阻燃剂，并且按照配比向发光涂料中依次进行添加，同时添加有磷酸异丙基苯二苯酯，可实现增塑剂的作用，并进一步加强阻燃效果，并在混合过程中，填入微量催干剂，然后等待3min—5min，可以让发光涂料浆液微微发干，然后再次搅拌，增加黏合度，反复多次，随后根据黏稠度，添加水和稀释剂，用于调节涂料黏稠度。
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