CN117844332A - 一种高闪点低voc银粉磁漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及本发明公开了一种银粉磁漆及其制备方法，提供一种施工方便、附着力强、耐水性好、贮存稳定性佳且漆膜明亮的高闪点低VOC含量的银粉磁漆；它包括以下几个组份，各组份按重量比体现：银粉漆专用树脂55‑65份，浮型铝粉8‑15份，分散助剂0.1‑1份，分散剂0.1‑0.5份，定向剂0.1‑0.5份，溶剂3‑15份，乳化剂A0.5‑1份，乳化剂B0.1‑0.5份，乙二醇0.01‑0.05份，去离子水15‑30份，上述各组分重量份之和为100份；它具有黏度为15±5s(涂‑4杯，23℃)、固体份为55±5％、闪点≥62℃、VOC≤350g/L。
Description
技术领域
本发明涉及一种银粉磁漆及其制备方法，尤其是高闪点、低VOC含量的银粉磁漆。
背景技术
市面上常见的溶剂型银粉漆多为聚酯、醇酸和丙烯酸类，它们通常是低闪点和高VOC型，常见的溶剂型银粉漆闪点通常小于60℃，其voc大于420g/L，已达不到环保和安全的基本要求。经过技术革新，高固体分银粉漆降低了VOC，但是未提及高闪点的性能；因为铝粉(粉叫铝粉，漆一般叫银粉漆)当中使用高闪点的溶剂会造成干燥时间变长，这种情况下银粉漆会出现发花的现象。水性银粉漆产品也实现了低VOC，但是涂料水性化后储存稳定性能不佳，会出现胀听、分层等现象，继续使用会影响美观和防腐效果也达不到要求。
发明内容
本发明为了解决上述技术不足而提供一种施工方便、附着力强、耐水性好、贮存稳定性佳且漆膜明亮的高闪点低VOC含量的银粉磁漆。
一种高闪点低VOC含量的银粉磁漆，它包括以下几个组份，各组份按重量比体现：银粉漆专用树脂55-65份
上述各组分重量份之和为100份；所述的银粉漆专用树脂按重量份计，由如下组分制备得到：
石油树脂中间体60-70份
桐油10-20份
豆油5-10份
亚油5-10份
溶剂10-20份
上述各组分重量份之和为100份；
如上所述石油树脂中间体，按重量份计，由如下组分制备得到：
上述各组分重量份之和为100份。
作为优选，所述分散助剂为一端亲金属一端亲油的低分子助剂，如4-META(4-甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐)、MDP中的一种。
作为优选，所述定向剂为Raybo 41。
作为优选，所述分散剂为KH-560。
作为优选，所述乳化剂A为辛基酚聚氧乙烯醚，乳化剂B为TRITON X-35。
作为优选，所述浮型铝粉，如片状浮型铝粉和球状浮型铝粉两者按照0.9:1.1～1.3的关系进行搭配使用。作为优选，所述溶剂为高沸点高闪点的溶剂，SA-1000、SA-1500、SA-1800、SA-2000中的一种。
一种高闪点低VOC含量的银粉磁漆的制备方法，首先制备石油树脂中间体备用，所述的制备石油树脂中间体如下：先向反应釜中加入5-15份松香、38-46份浅色石油树脂、10-20份顺丁烯二酸酐、1-2份回流溶剂二甲苯、0.01-0.02份催化剂用1.5h升温至150±5℃保温反应1h，用1h升温至180-190℃保温反应回流3h后抽真空，降温至50℃以下加入2-5份甲基丙烯酸缩水甘油酯、20-25份溶剂和0.001-0.005份阻聚剂，升温至120±5℃保温搅拌反应3h后，降温备用，上述制备石油树脂中间体进所用的各组分重量份之和为100份；第二步，银粉漆专用树脂的制备：由60-70份石油树脂中间体、10-20份桐油、5-10份豆油和5-10份亚油组成的单体混合物和10-20份的溶剂，投至反应釜升温至120±5℃，保温反应4h后获得固体份银粉漆专用树脂，上述各组份的重量之和为100份；最后，制备高闪点低VOC含量的银粉磁漆：1、4.5-9份去离子水和0.5-1份乳化剂A在100～200r./min条件下搅拌10min制得稀释乳化剂A，2、2-10份溶剂和0.1-0.5份乳化剂B在100～200r./min条件下搅拌10min制得稀释乳化剂B，3、0.1-0.5份分散剂与1-5份去离子水在条件下搅拌40min后加入0.01-0.05份乙二醇在搅拌10min后制得稀释分散剂，4、3-5份溶剂、1-6份稀释分散剂和8-15份浮型铝粉在转速为100～200r/min条件下搅拌均匀10min后注入至55-65份高闪点银粉漆专用树脂和0.1-0.5份定向剂、0.1-1份分散助剂中，在转速为500～800r./min条件下搅拌30min后，转速维持不变开始滴加稀释乳化剂A和B，15min滴完后增大搅拌速度至1500～1800r./min，在30min滴加剩余部分去离子水，滴完后再搅拌1h，上述各组份的重量之和为100份，完成制备。
经过测试，制备的高闪点低VOC含量的银粉磁漆的黏度为15±5s(涂-4杯，23℃)、固体份为55±5％、闪点≥62℃、VOC≤350g/L。
作为优选，所述浅色石油树脂为C9石油树脂；
作为优选，所述催化剂为氧化锌；
作为优选，所述阻聚剂为对苯二酚。
本发明的核心部分是：
1、通过两步法改性石油树脂合成高闪点银粉专用树脂，首先采用功能性单体对石油树脂进行接枝共聚改性，其次采用精炼油对其进行共混改性；顺丁烯二酸酐和松香改性石油树脂，能增加石油树脂的支化结构有利于其形成三维网状结构，改善黏结性；另外顺丁烯二酸酐可以提高石油树脂与精炼油的相容性，并且改善树脂脆性，提高树脂软化点，松香能进一步提升树脂的干燥性；甲基丙烯酸缩水甘油酯改性石油树脂能增加对基材的附着力；再与分子量较小的豆油、亚油和桐油热塑性树脂共混，制得类互穿网络结构，有利于形成乳化体系。同时引入了三者精炼油的优点，形成的漆膜附着力强、耐水耐碱以及不起皱。
2、制漆时引入分散助剂4-甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐能稳定乳化体系和银粉处于动态平衡状态，确保银粉在乳化体系中不会进入水相而发生反应，即有效地避免了胀听现象。
3、制漆时引入硅烷偶联剂KH560对铝粉进行预处理。KH560水解形成的Si-OH键能与铝粉表面形成稳定的共价键，加入少量的乙二醇能有效地控制Si-OH键自聚合，才能使得硅烷偶联剂接枝到铝粉表面形成硅烷改性铝粉。改善了铝粉与树脂的相容性以及储存稳定性能。
4、制漆时引入的定向剂Raybo 41可以提高储存稳定性，涂层干燥过程中使得铝粉有“自发性”，能在涂层中快速排列整齐，有效地避免漆膜出现发花发暗的现象。
5、制漆时引入辛基酚类聚氧乙烯醚TRITONT X-35和辛基聚氧乙烯醚两种乳化剂，两者搭配使用可以适当减少溶剂使用量，增加去离子水的使用量，从而降低了VOC。TRITONTX-35与溶剂按照1:20先混合均匀，匀速滴加至树脂中完成初步乳化，增加树脂与溶剂的相容性，使用少量的溶剂混合即可得到合适的黏度；辛基聚氧乙烯醚与去离子水按照1:9先混合均匀，对树脂进行二次乳化，可以增加去离子水的使用量。
6、制漆加入的浮型铝粉选择片状浮型铝粉和球状浮型铝粉，选择片径与厚度的比例大约为60∶1，球状粒径0.1-1um和片状粒径8-15um的搭配混合使用，片状铝粉定向排列后仍然存在微小空隙，球状铝粉可以堵塞树脂的微孔。
本发明技术方案带来的有益效果
1、本发明采用顺丁烯二酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯和松香改性石油树脂，能增加石油树脂的支化结构有利于其形成三维网状结构；引入松香使石油树脂光泽感增加；同时引入极性基团对加入乳化剂乳化有一定的助力效果，可增加水的用量减少溶剂使用量，降低VOC；
2、本发明通过引入助剂4-甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐，同时具有亲水亲油性，在浆料状态下起到稳定乳化体系的作用，一端连接水或铝粉一端连接树脂，同时有助于提升铝粉和树脂之间的相容性，可以防止铝粉沉降；在漆膜状态下亲水端连接完全金属，疏水端连接树脂，可以增加其防掉粉的能力；
3、本发明选择片状和球状铝粉按照5.5:4.5的比例混合使用，片状铝粉径厚比越大，表面积越大，铝粉漂浮性越好。选择片径与厚度的比例大约为60∶1，球状粒径0.1-1um和片状粒径8-15um的搭配混合使用，片状铝粉定向排列后仍然存在看不见的空隙，球状铝粉可以堵塞树脂的微孔，另外被空隙阻断的铝粉之间通过球状铝粉又连接在一起，具有更好的热传导效应，能及时将内部的热量传递出去；具有密闭性，同时又能隔绝外部空气、水汽和紫外辐射进入到基底等达到更好的防锈效果。
4、本发明采用硅烷偶联剂KH560对铝粉表面进行接枝预处理，改善了铝粉与树脂的相容性，同时在乳化体系中增强了铝粉表面与水的相斥性，同时也提高了存储稳定性。
5、本发明选择可用于溶剂型也可用于水溶型的漂浮型定向剂Raybo41能使铝粉稳定在乳化体系；制成漆膜后表面不发花、不浮粉，光泽明亮，光线多方位照射效果一致好。
6、本发明选择的TRITONT X-35和辛基聚氧乙烯醚复合乳化剂，TRITONT X-35可以提高共聚物树脂本身与溶剂的相容性，减少溶剂使用量，分子链会达到相同的舒展状态，快速进入第一步乳化，辛基聚氧乙烯醚与去离子水混合加入其中，进入第二步乳化，使其分子链延伸舒展到水相中，两者复配使用达到了减少溶剂的使用量同时增加了去离子水的使用量，使VOC远远达到标准。
7、制成的漆膜附着力试验/级≤2；柔韧性/mm≤2；硬度(双摆)≥0.3。
将上述组分搅拌混合研磨制得黏度为15±5s(涂-4杯，23℃)、固体份为55±5％、闪点≥62℃、VOC≤350g/L的高闪点低VOC含量的银粉磁漆。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1：
本发明公开了一种高闪点低VOC含量的银粉磁漆，
步骤一：制备石油树脂中间体：先向反应釜中加入10份松香、45份浅色石油树脂、15份顺丁烯二酸酐、2份回流溶剂二甲苯、0.01份催化剂用1.5h升温至150℃保温反应1h，用1h升温至180℃保温反应回流3h后抽真空，降温至50℃以下加入5份甲基丙烯酸缩水甘油酯、25份溶剂和0.001份阻聚剂，升温至120℃保温搅拌反应3h后，降温备用；
步骤二：
制备高闪点银粉漆专用树脂：配制由65份改性石油中间体、15份桐油、5份豆油、5份亚油等组成的单体混合物和10份的溶剂，投至反应釜升温至120℃，保温反应4h后制得高闪点银粉漆专用树脂。
步骤三：
制备银粉磁漆，按重量份计：
制备过程：1、4.5份去离子水和0.5份乳化剂A(辛基聚氧乙烯醚)在100r./min条件下搅拌10min制得稀释乳化剂A；2、2份溶剂和0.1份乳化剂B(TRITONT X-35)在100r/min条件下搅拌10min制得稀释乳化剂B；3、0.25份分散剂与2.5份去离子水在条件下搅拌40min后加入0.025份乙二醇在搅拌10min后制得稀释分散剂；4、2.975份溶剂、2.775份稀释分散剂和11份浮型铝粉在转速为100r/min条件下搅拌均匀10min后缓慢注入至60份高闪点银粉漆专用树脂和0.25份定向剂、0.4份分散助剂中，在转速为500r./min条件下搅拌30min后，转速维持不变开始缓慢滴加稀释乳化剂A和B，15min滴完后增大搅拌速度至1500r/min，在30min滴加剩余部分去离子水，滴完后再搅拌1h，制得高闪点低VOC银粉磁漆。
实施例2：
本发明公开了一种高闪点低VOC含量的银粉磁漆，
步骤一：制备石油树脂中间体：先向反应釜中加入12份松香、46份浅色石油树脂、15份顺丁烯二酸酐、2份回流溶剂二甲苯、0.01份催化剂用1.5h升温至155℃保温反应1h，用1h升温至190℃保温反应回流3h后抽真空，降温至50℃以下加入2份甲基丙烯酸缩水甘油酯、25份溶剂和0.001份阻聚剂，升温至125℃保温搅拌反应3h后，降温备用；
步骤二：
制备高闪点银粉漆专用树脂：配制由65份改性石油中间体、15份桐油、5份豆油、5份亚油等组成的单体混合物和10份的溶剂，投至反应釜升温至125℃，保温反应4h后制得高闪点银粉漆专用树脂。
步骤三：
制备银粉磁漆，按重量份计：
制备过程：1、4.5份去离子水和0.5份乳化剂A(辛基聚氧乙烯醚)在200r./min条件下搅拌10min制得稀释乳化剂A；2、2份溶剂和0.1份乳化剂B(TRITONT X-35)在200r/min条件下搅拌10min制得稀释乳化剂B；3、0.25份分散剂与2.5份去离子水在条件下搅拌40min后加入0.025份乙二醇在搅拌10min后制得稀释分散剂；4、2.975份溶剂、2.775份稀释分散剂和11份浮型铝粉在转速为200r/min条件下搅拌均匀10min后缓慢注入至60份高闪点银粉漆专用树脂和0.25份定向剂、0.4份分散助剂中，在转速为800r./min条件下搅拌30min后，转速维持不变开始缓慢滴加稀释乳化剂A和B，15min滴完后增大搅拌速度至1800r/min，在30min滴加剩余部分去离子水，滴完后再搅拌1h，制得高闪点低VOC银粉磁漆。
实施例3：
本发明公开了一种高闪点低VOC含量的银粉磁漆，
步骤一：制备石油树脂中间体：先向反应釜中加入10份松香、45份浅色石油树脂、15份顺丁烯二酸酐、2份回流溶剂二甲苯、0.01份催化剂用1.5h升温至152℃保温反应1h，用1h升温至180-190℃保温反应回流3h后抽真空，降温至50℃以下加入5份甲基丙烯酸缩水甘油酯、25份溶剂和0.001份阻聚剂，升温至123℃保温搅拌反应3h后，降温备用；
步骤二：
制备高闪点银粉漆专用树脂：配制由65份改性石油中间体、15份桐油、5份豆油、5份亚油等组成的单体混合物和10份的溶剂，投至反应釜升温至123℃，保温反应4h后获得高闪点银粉漆专用树脂。
步骤三：
制备银粉磁漆，按重量份计：
制备过程：1、4.5份去离子水和0.5份乳化剂A(辛基聚氧乙烯醚)在160r/min条件下搅拌10min制得稀释乳化剂A；2、2份溶剂和0.1份乳化剂B(TRITONT X-35)在160r/min条件下搅拌10min制得稀释乳化剂B；3、0.25份分散剂与2.5份去离子水在条件下搅拌40min后加入0.025份乙二醇在搅拌10min后制得稀释分散剂；4、2.975份溶剂、2.775份稀释分散剂和8份浮型铝粉在转速为170r/min条件下搅拌均匀10min后缓慢注入至63份高闪点银粉漆专用树脂和0.25份定向剂、0.4份分散助剂中，在转速为600r/min条件下搅拌30min后，转速维持不变开始缓慢滴加稀释乳化剂A和B，15min滴完后增大搅拌速度至1700r/min，在30min滴加剩余部分去离子水，滴完后再搅拌1h，制得高闪点低VOC银粉磁漆。
实施例4：
本发明公开了一种高闪点低VOC含量的银粉磁漆，
步骤一：制备石油树脂中间体：先向反应釜中加入10份松香、45份浅色石油树脂、15份顺丁烯二酸酐、2份回流溶剂二甲苯、0.01份催化剂用1.5h升温至151℃保温反应1h，用1h升温至183℃保温反应回流3h后抽真空，降温至50℃以下加入5份甲基丙烯酸缩水甘油酯、25份溶剂和0.001份阻聚剂，升温至122℃保温搅拌反应3h后，降温备用；
步骤二：
制备银粉漆专用树脂：配制由65份改性石油中间体、15份桐油、5份豆油、5份亚油等组成的单体混合物和10份的溶剂，投至反应釜升温至124℃，保温反应4h后获得银粉漆专用树脂。
步骤三：
高闪点低VOC含量的银粉磁漆，按重量份计：
制备过程：1、4.5份去离子水和0.5份乳化剂A(辛基聚氧乙烯醚)在145r/min条件下搅拌10min制得稀释乳化剂A；2、2份溶剂和0.1份乳化剂B(TRITONT X-35)在160r/min条件下搅拌10min制得稀释乳化剂B；3、0.25份分散剂与2.5份去离子水在条件下搅拌40min后加入0.025份乙二醇在搅拌10min后制得稀释分散剂；4、2.975份溶剂、2.775份稀释分散剂和15份浮型铝粉在转速为126r/min条件下搅拌均匀10min后缓慢注入至56份高闪点银粉漆专用树脂和0.25份定向剂、0.4份分散助剂中，在转速为660r./min条件下搅拌30min后，转速维持不变开始缓慢滴加稀释乳化剂A和B，15min滴完后增大搅拌速度至1590r/min，在30min滴加剩余部分去离子水，滴完后再搅拌1h，制备完成。
实施例5：
本发明公开了一种高闪点低VOC含量的银粉磁漆，
步骤一：制备石油树脂中间体：先向反应釜中加入12份松香、46份浅色石油树脂、15份顺丁烯二酸酐、2份回流溶剂二甲苯、0.01份催化剂用1.5h升温至155℃保温反应1h，用1h升温至184℃保温反应回流3h后抽真空，降温至50℃以下加入2份甲基丙烯酸缩水甘油酯、25份溶剂和0.001份阻聚剂，升温至123℃保温搅拌反应3h后，降温备用；
步骤二：
制备银粉漆专用树脂：配制由65份改性石油中间体、15份桐油、5份豆油、5份亚油等组成的单体混合物和10份的溶剂，投至反应釜升温至123℃，保温反应4h后获得银粉漆专用树脂。
步骤三：
高闪点低VOC含量的银粉磁漆，按重量份计：
制备过程：1、4.5份去离子水和0.5份乳化剂A(辛基聚氧乙烯醚)在136r/min条件下搅拌10min制得稀释乳化剂A；2、2份溶剂和0.1份乳化剂B(TRITONT X-35)在170r/min条件下搅拌10min制得稀释乳化剂B；3、0.25份分散剂与2.5份去离子水在条件下搅拌40min后加入0.025份乙二醇在搅拌10min后制得稀释分散剂；4、2.975份溶剂、2.775份稀释分散剂和15份浮型铝粉在转速为155r/min条件下搅拌均匀10min后缓慢注入至56份高闪点银粉漆专用树脂和0.25份定向剂、0.4份分散助剂中，在转速为570r/min条件下搅拌30min后，转速维持不变开始缓慢滴加稀释乳化剂A和B，15min滴完后增大搅拌速度至1660r/min，在30min滴加剩余部分去离子水，滴完后再搅拌1h，制得高闪点低VOC银粉磁漆。
根据以上的实施并对实施的获得的样品进行测试，测试结果如下：
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简化修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种高闪点低VOC银粉磁漆，其特征在于：它包括以下几个组份，各组份按重量比体现：银粉漆专用树脂55-65份
上述各组分重量份之和为100份；所述的银粉漆专用树脂按重量份计，由如下组分制备得到：
石油树脂中间体60-70份
桐油10-20份
豆油5-10份
亚油5-10份
溶剂10-20份
上述各组分重量份之和为100份；
如上所述石油树脂中间体，按重量份计，由如下组分制备得到：
上述各组分重量份之和为100份。
2.根据权利要求1所述的一种高闪点低VOC银粉磁漆，其特征在于：所述分散助剂为一端亲金属一端亲油的低分子助剂，所述的低分子助剂为4-甲基丙烯酰氧乙基偏苯三酸酐、MDP中的一种。
3.根据权利要求1、2所述的一种高闪点低VOC银粉磁漆，其特征在于：所述铝粉为片状浮型铝粉和球状浮型铝粉两者按照0.9:1.1～1.3的关系进行搭配使用。
4.根据权利要求3所述的一种高闪点低VOC银粉磁漆，其特征在于：制漆加入的浮型铝粉选择片状浮型铝粉和球状浮型铝粉，选择片径与厚度的比例为40:1-100∶1,球状粒径0.1-1um和片状粒径8-15um的搭配混合使用。
5.根据权利要求1、2所述的一种高闪点低VOC银粉磁漆，其特征在于：所述浅色石油树脂为C9石油树脂；所述定向剂为Raybo 41；所述分散剂为KH-560；所述乳化剂A为辛基酚聚氧乙烯醚，乳化剂B为TRITON X-35。
6.根据权利要求3所述的一种高闪点低VOC银粉磁漆，其特征在于：所述浅色石油树脂为C9石油树脂；所述定向剂为Raybo 41；所述分散剂为KH-560；所述乳化剂A为辛基酚聚氧乙烯醚，乳化剂B为TRITON X-35。
7.根据权利要求1、2所述的一种高闪点低VOC银粉磁漆，其特征在于：所述催化剂为氧化锌；所述阻聚剂为对苯二酚。
8.根据权利要求3所述的一种高闪点低VOC银粉磁漆，其特征在于：所述催化剂为氧化锌；所述阻聚剂为对苯二酚。
9.根据权利要求4所述的一种高闪点低VOC银粉磁漆，其特征在于：所述催化剂为氧化锌；所述阻聚剂为对苯二酚。
10.一种高闪点低VOC含量的银粉磁漆的制备方法，其特征在于：首先制备石油树脂中间体备用，所述的制备石油树脂中间体如下：先向反应釜中加入5-15份松香、38-46份浅色石油树脂、10-20份顺丁烯二酸酐、1-2份回流溶剂二甲苯、0.01-0.02份催化剂用1.5h升温至150±5℃保温反应1h，用1h升温至180-190℃保温反应回流3h后抽真空，降温至50℃以下加入2-5份甲基丙烯酸缩水甘油酯、20-25份溶剂和0.001-0.005份阻聚剂，升温至120±5℃保温搅拌反应3h后，降温备用，上述制备石油树脂中间体进所用的各组分重量份之和为100份；第二步，银粉漆专用树脂的制备：由60-70份石油树脂中间体、10-20份桐油、5-10份豆油和5-10份亚油组成的单体混合物和10-20份的溶剂，投至反应釜升温至120±5℃，保温反应4h后获得固体份银粉漆专用树脂，上述各组份的重量之和为100份；最后，制备高闪点低VOC含量的银粉磁漆：1、4.5-9份去离子水和0.5-1份乳化剂A在100～200r./min条件下搅拌10min制得稀释乳化剂A，2、2-10份溶剂和0.1-0.5份乳化剂B在100～200r./min条件下搅拌10min制得稀释乳化剂B，3、0.1-0.5份分散剂与1-5份去离子水在条件下搅拌40min后加入0.01-0.05份乙二醇在搅拌10min后制得稀释分散剂，4、3-5份溶剂、1-6份稀释分散剂和8-15份浮型铝粉在转速为100～200r/min条件下搅拌均匀10min后注入至55-65份高闪点银粉漆专用树脂和0.1-0.5份定向剂、0.1-1份分散助剂中，在转速为500～800r./min条件下搅拌30min后，转速维持不变开始滴加稀释乳化剂A和B，15min滴完后增大搅拌速度至1500～1800r./min，在30min滴加剩余部分去离子水，滴完后再搅拌1h，上述各组份的重量之和为100份，完成制备。
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