CN1678544A - 建筑用树脂灰浆组合物和使用该组合物铺设地板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及树脂灰浆组合物，该组合物在施工时具有优异的流动性、贮存性和自流平性，并且在施工后具有优异的耐磨性、表面抗刮擦性、抗龟裂性和耐久性，其施工简单，并且容易控制固化时间而且经济。本发明提供了一种建筑用树脂灰浆组合物，其包含：以固含量计，a)100重量份室温可固化的有机液相树脂；b)10到200重量份的玻璃珠；c)10到400重量份玻璃粉末；和d)0.1到50重量份玻璃纤维。本发明还提供使用所述组合物铺设具有美观的表面和没有裂纹的地板的方法。

Description

建筑用树脂灰浆组合物和使用该组合物铺设地板的方法
技术领域
本发明涉及树脂灰浆组合物，所述组合物在施工时具有优异的流动性、贮存性和自流平性，并且在施工后具有优异的耐磨性、表面抗刮擦性、抗龟裂性和耐久性，所述组合物施工简单，容易控制固化时间而且经济；本发明还涉及使用所述组合物铺设地板的方法，所述地板具有美观的表面且没有裂纹。
背景技术
传统的树脂灰浆包含液相树脂和诸如石英砂等填料，该树脂灰浆在地板上的铺设方法为：在施工现场，在搅拌下将固化剂与该树脂灰浆按适当的比例混合，在其中混入石英砂，将该混合物以一定的厚度涂覆在建筑表面上，使用装饰设备进行装饰，然后重复进行上述操作并使更多树脂固化，直到形成平整的涂层。通常，将树脂与诸如石英砂等填料混合，由于石英砂吸收树脂，因此粘度大大增加，使石英砂很难均匀分散。而且，即便石英砂均匀分散，树脂和石英砂也容易发生相分离。因此，应在施工现场混合树脂灰浆。由于在施工现场需用人工进行这种混合，而且一次只能进行少量混合，所以其处理量有限。当进行大面积施工时，需要大量的人工和设备，这使得效率低下并且增加了建筑成本。
此外，当树脂灰浆含有石英砂作为填料时，由于石英砂吸收树脂，导致具有粘合功能的填料的绝对量不够，而且妨碍树脂保留在石英砂的表面上，这降低了强度并且引起破坏。
此外，为了方便施工，应限制树脂的填料量，如果填料量增加，则操作性不好并且施工困难。而且，当含有被少量树脂覆盖的填料时，随着时间的推移，填料会直接暴露出来，从而使其受到各种冲击。此外，在施工后，如果由于使用中的各种原因使作为填料的石英砂暴露出来或者损坏了上部涂层，则会污染石英砂的表面，使其表面外观变差，并且由于石英砂的性质的缘故，石英砂是不可能清洁的。污染物被吸收进石英砂的孔中或进入到石英砂内部，产生难闻的气味和滋生细菌，而且，如果长期进水或进油，则可能产生树脂和填料的表面分离。
此外，衬底操作是建筑上的一种传统的自流平方法。衬底操作使用滑石粉或碳酸钙等作为填料，因为它们具有优良的流动性。然而，由于需要相对昂贵的树脂，所以不经济。而且施工后其硬度、压缩强度和粘结强度较低，因此其粘结性、耐久性、抗刮擦性等较差。此外，它们对水、油等的吸收性和抗污染性与普通树脂灰浆相同，所以如果水或油留在其表面上，则会变得非常滑而导致安全事故。
发明内容
本发明的一个目的是提供施工时具有优异的流动性、贮存性和自流平性的树脂灰浆组合物。
本发明的另一目的是提供施工后具有优异的耐磨性、表面抗刮擦性、抗龟裂性和耐久性的树脂灰浆组合物。
本发明的另一目的是提供易于施工、易于控制固化时间且经济的树脂灰浆组合物。
本发明的另一目的是提供使用所述树脂灰浆组合物铺设地板的方法，该地板具有美观的表面并且没有裂纹。
为了实现这些目的，本发明提供了一种建筑用的树脂灰浆组合物，所述组合物包含：
以固含量计，
a)100重量份的室温可固化的有机液相树脂；
b)100到200重量份的玻璃珠；
c)10到400重量份玻璃粉末；和
d)0.1到50重量份玻璃纤维。
本发明还提供铺设树脂灰浆的方法，所述方法包括如下步骤：
a)在地板上涂覆树脂灰浆，所述树脂灰浆包含：
i)100重量份室温可固化有机液相树脂；
ii)10到200重量份玻璃珠；
iii)10到400重量份玻璃粉末；和
iv)1到50重量份玻璃纤维；
b)在涂覆了树脂灰浆的地板上喷洒玻璃珠，以便去除树脂灰浆涂层中产生的泡沫；和
c)使去除了泡沫的树脂灰浆地板固化。
附图说明
图1是显示铺设在水泥混凝土底面的本发明树脂灰浆的一个实施例的截面图。
图2是显示固化后的本发明树脂灰浆的耐磨性结果照片。
标号1表示树脂，2表示填料，2a表示玻璃珠，2b表示玻璃粉末，2c表示玻璃纤维，3表示混凝土底面，10表示耐磨性试验前的试样，20表示耐磨性试验后的试样。
具体实施方式
本发明人发现，如果在树脂灰浆中包含玻璃珠作为填料，即使其含量很大，其容积填充性和相容性也非常优异，而且可以显著增加树脂灰浆的流动性。在此基础上完成了本发明。
本发明中，在搅拌下，将诸如环氧类、丙烯酰类、氨基甲酸酯类、醇酸类、聚酯类或聚氯乙烯类树脂等室温可固化的有机液相树脂，与作为填料的玻璃珠、玻璃粉末以及磨碎的玻璃纤维混合，从而提供树脂灰浆组合物，该组合物在施工时具有优良的流动性、贮存性和自流平性，并且在施工后具有优异的耐磨性、表面抗刮擦性、抗龟裂性、耐候性和耐久性，而且所述组合物易于施工、易于控制固化时间而且经济。由于玻璃细粉或磨碎的玻璃纤维填充在不同尺寸的玻璃珠之间，它们之间形成了复杂的粘合，所以这种树脂灰浆不会产生空隙；由于玻璃珠可分散外部冲击而具有压力缓冲效果，所以这种树脂灰浆具有优异的抗冲击性；此外，由于这种树脂灰浆的粘度没有增加，所以该树脂灰浆具有优异的流动性，因此，施工操作性得到了显著改善。
作为用于本发明的树脂灰浆中的室温可固化的有机液相树脂，可以使用习用的环氧类、丙烯酰类、氨基甲酸酯类、醇酸类、聚酯类或聚氯乙烯类树脂。作为上述环氧类树脂，优选使用分子量为350到3,000MW(重均分子量)的溶剂型或非溶剂型二缩水甘油基型或三缩水甘油基型环氧树脂。作为上述丙烯酰类树脂，优选使用以甲基丙烯酸衍生物作为主要成分的溶剂型丙烯酰基氨基甲酸酯、水性丙烯酰基水溶胶、乳液非溶剂型丙烯酰基硅烷或者紫外光可固化的丙烯酰树脂。作为上述醇酸类树脂，优选使用由多元酸和多羟基醇的酯化合物改性的漆型醇酸树脂，并且可以使用由松香、苯酚、环氧化合物、苯乙烯单体、异氰酸酯或硅改性的醇酸树脂。作为上述聚氯乙烯类树脂，优选使用PVC塑料溶胶液相树脂。
这些树脂被用作树脂灰浆的粘结剂，并且提供耐酸性和耐碱性。此外，如果需要，还可以通过添加固化剂来将其固化，而且可以使用固化促进剂来控制固化速度。可以根据树脂的种类和用量来选择固化剂和固化促进剂，其用量可根据所铺设的地板的用途和铺设条件来确定。
如果室温可固化的液相树脂的含量过低，则其作为粘结剂的功能就不充分，而如果其含量过高，则填料含量降低，因此地板的硬度、强度和其他物理性能较差。因此，应按照上述比例混合所述的树脂和填料。
由于本发明中使用的玻璃珠不同于习惯上用作填料的硅石，这种玻璃珠没有吸收树脂的性能，即使大量使用，其混合和分散性也很好，并且其容积填充效果优异。特别地，由于玻璃珠呈球形，这使得它具有高的流动性，而且具有自流平性，此外，它还具有优异的贮存性，使得在长时间贮存后，含有树脂和填料的树脂组合物仍可通过简单的搅拌很好地混合。此外，由于玻璃珠的硬度比硅石高，玻璃珠增加了树脂灰浆固化后的表面硬度，从而提供了耐磨性，玻璃珠还提供了抗刮擦性和表面防污效果等表面特性。而且，当对固化的树脂灰浆施加冲击力时，由于玻璃珠具有球形或类似形状而可以分散压力，从而提供了高的抗冲击性。而且，由于玻璃珠具有高的容积填充性，所以使得本来昂贵的树脂灰浆变得经济。
此外，由于玻璃珠不可燃，所以它为树脂灰浆赋予了阻燃性，此外，玻璃珠抑制了静电的产生，从而防止了树脂灰浆铺设后的表面污染。而且，由于玻璃珠是由玻璃制成的，所以它们使树脂灰浆呈现透明或白色，并且它们与其它颜料或色片一起形成各种颜色或图案，例如花岗岩图案。而且，它们可利用大量日光或来自独立光源的照射光来产生漫反射，从而减少了树脂产生的光泽。
作为用于本发明的玻璃珠，可以使用球形、椭圆形或类似形状的玻璃珠，还可以使用具有不同尺寸分布或具有特定尺寸的玻璃珠。然而，优选根据所铺设的地板的用途和铺设厚度来选择玻璃珠的尺寸。优选地，玻璃珠的尺寸为200目到3毫米。如果使用小于200目的颗粒，则可能降低容积填充性和抗冲击性。如果使用超过3毫米的颗粒，则可能降低分散性，或树脂灰浆可能突出，因为树脂灰浆的涂覆厚度约为0.3毫米到10毫米。而且，使用适当颜色的玻璃珠可以给树脂灰浆赋予适当的颜色。
基于100重量份树脂固体成分，优选含有10到200重量份玻璃珠，更优选含有50到100重量份玻璃珠。如果该含量少于10重量份，则树脂灰浆的流动性下降，而且固化后的强度和硬度可能降低。此外，如果该含量大于200重量份，则固化后的强度降低，而且玻璃珠可能会流失。对于承受较大载荷的地板优选使用大量的玻璃珠，而对薄的树脂灰浆结构优选使用少量的玻璃珠。
将用于所述树脂灰浆的玻璃粉末与树脂混合以增加粘度，从而防止诸如玻璃珠等填料的沉淀或沉积。玻璃粉末填充了玻璃珠之间的空隙，以增加抗冲击性和张力，并且避免膨胀和收缩。而且，由于玻璃粉末的硬度为6到7，所以它增强了树脂灰浆固化后的表面硬度，从而增加了抗刮擦性，并且赋予了防滑功能。
可以使用各种形状和尺寸的玻璃粉末作为所述的玻璃粉末。通过粉碎普通玻璃来获得所述的玻璃粉末。该玻璃粉末的组成没有特别的限定，只要它与树脂相容即可，例如可以是A、C、E耐碱性玻璃粉末组合物等。玻璃粉末的颗粒尺寸优选为10μm到1mm，且其平均粒径优选小于玻璃珠的平均粒径，以便填充玻璃珠之间的空隙。如果使用小于10μm的玻璃粉末，则粘度增加，而如果使用大于1mm的玻璃粉末，则空隙填充得不好，从而可能降低强度和增加收缩和膨胀。
基于100重量份树脂固体成分，优选含有10到400重量份玻璃粉末，更优选地含有50到100重量份玻璃粉末。如果该含量少于10重量份，则树脂灰浆的粘度降低，并且固化后的收缩和膨胀增加。而如果该含量大于400重量份，则粘度过度增加，相对的树脂量降低导致强度降低，而且树脂灰浆固化后玻璃珠可能流失。因为玻璃粉末不吸收树脂，所以可含有大量的玻璃粉末。在低温条件下施工时，优选使用少量的玻璃粉末以降低粘度，对于承受大载荷的地板优选使用大量的玻璃粉末，对于薄的树脂灰浆结构优选使用少量的玻璃粉末。
用于本发明的玻璃纤维存在于树脂中，以增加固化后树脂灰浆的张力并防止龟裂。作为所述的玻璃纤维，优选使用E玻璃组合物的长玻璃纤维，也可以使用耐碱性纤维。而且，可以使用将直径为10μm到20μm的玻璃纤维切割成一致的纤维长度而得到的切割纤维，也可以使用碾磨为平均纤维长度而得到的磨碎的纤维。经切割的纤维优选是切割成纤维长度为2到12mm的纤维，磨碎的纤维优选是平均纤维长度为100到300μm的纤维。考虑到张力的增强和分散性，磨碎的纤维是优选的，也可以使用经切割的纤维和磨碎的纤维的组合。
基于100重量份树脂固体成分，优选含有1到50重量份玻璃纤维。如果该含量少于1重量份，则树脂灰浆固化后的张力降低，将产生裂纹，并且收缩和膨胀增加。而如果该含量大于50重量份，则混合和分散困难。
为了控制树脂灰浆的施工操作性，可以添加诸如苯甲醇等溶剂来控制粘度。根据室温可固化的有机液相树脂的种类来选择溶剂，基于100重量份树脂固体成分，优选添加1到1000重量份溶剂。在把树脂灰浆涂覆到地板上时，其适当的粘度为5000到10000cps(厘泊)，涂覆到墙上时，其适当的粘度为15000到20000cps。
为了赋予树脂灰浆颜色，可以使用彩色玻璃珠，或者可以添加颜料或色片。考虑到混合和分散性以及混合稳定性，基于100重量份树脂固体成分，优选添加0.1到20重量份的颜料和色片，更优选添加0.1到5重量份的颜料。考虑到与树脂的相容性，优选人造花岗岩中包含的诸如白色、黑色或其它颜色的基本色片作为所述色片，并且优选聚甲基丙烯酸甲酯或聚酯作为用在所述色片中的树脂。而且，通过引入各种尺寸和颜色的色片，可以很容易地获得天然花岗岩图案。
本发明的树脂灰浆可以用于地板、墙壁的抛光、防水剂、地板表面修复剂、道路(Load)修复剂等。本发明的树脂灰浆具有优异的耐磨性，并且与铺设的物体具有优异的附着性，因此，在诸如商用建筑、工厂地板、停车场地板等的水泥混凝土上，或者在诸如船舶或车辆的钢板上，即使其施工厚度仅有0.3到5mm，该树脂灰浆也可以将地板修整得美观。
下面将说明在地板表面铺设树脂灰浆的方法。
使用硅石作为填料的传统树脂灰浆的硅石流动性不充分，因此由于它在混合后会沉淀和变得杂乱，所以不能贮存和使用。然而，在本发明的树脂灰浆中，尽管由于玻璃珠填料的自重，会在贮存中形成大量沉淀，但是由于玻璃珠的流动性优异，如果改变贮存容器的方向，沉淀物会移动，沉淀物不会凝固而是可以再次分散，所以本发明的树脂灰浆可以长期贮存和使用。因此，可以通过如下方法完成铺设：在工厂制备的树脂灰浆中现场添加诸如固化剂、固化促进剂等树脂添加剂，然后立即将其涂覆在地板表面，去除树脂中产生的泡沫，然后固化。而且，由于本发明的树脂灰浆具有优异的流动性并由此而具有自流平性，所以仅需将所述树脂灰浆倾倒在地板上，然后用诸如灰耙等简单设备将树脂灰浆表面摊平，即可完成涂覆。
如果在宽阔的地板上涂覆本发明的树脂灰浆，则会由包藏于混凝土中的泡沫以及树脂的特性，会由树脂产生泡沫，这些泡沫会在树脂灰浆表面上留下凹坑，从而造成地板污染和龟裂。因此，为了去除这些泡沫，在固化所涂覆的树脂灰浆之前，用压缩空气喷洒玻璃珠。玻璃珠的喷洒可以打破泡沫以彻底去除泡沫。而且，由于玻璃珠与树脂灰浆具有优异的相容性和流动性，喷洒在树脂灰浆表面的玻璃珠可以沉积到树脂灰浆中或留在其表面，于是，进而获得了光滑的表面。使用与压缩机相连的喷洒设备，将玻璃珠连同压力为1到10kgf/cm2的空气一起喷洒到被涂覆的树脂灰浆上部。玻璃珠的喷洒量优选设定为10到100g/m2。因此，树脂灰浆上部的玻璃珠密度高于下部。
在地板表面上涂覆本发明的树脂灰浆之前，根据地板表面的状况，对地板表面进行普通的底涂。根据地板表面和树脂材料选择底涂材料，对于水泥地板表面，优选环氧类、丙烯酰类或氨基甲酸酯类乳液底漆。
图1是显示在水泥混凝土地板表面上铺设本发明的树脂灰浆的一个实施例的截面图。在树脂(1)中分散玻璃珠(2a)、玻璃粉末(2b)和玻璃纤维(2c)作为填料(2)，以便形成固化体。而且，可以混合使用各种尺寸的玻璃珠作为所述的玻璃珠(2a)，部分玻璃珠可以突出固化体的表面。
如果在地板上铺设本发明的树脂灰浆，则无论地板材料如何，它都可以牢固地附着在大多数地板上，并且在固化后，由于其具有优异的抗污染性，所以它可以像室内的覆纸地板那样保持干净。并且，由于其具有优异的硬度和强度，所以它可形成可供频繁踩踏的地板。而且，本发明的铺设方法可以获得具有美观的表面和不会产生裂纹的地板。
将参照下述实施例详细解释本发明。然而，这些仅是对本发明的说明，本发明并不局限于此。
实施例
实施例1
(树脂灰浆的制备)
在普通的混合装置中，将1kg环氧液相树脂(Kuk-do ChemicalsYD-128)与20g苯甲醇混合，然后在其中混合1000g颗粒直径分布为0.3到0.5mm的玻璃珠(Jisan Industry)、1200g平均颗粒直径为200目且比重为2.54的玻璃粉末(Kumyoong Industry Co.Ltd.)、50g平均纤维厚度为13.5μm且平均纤维长度为300μm的磨碎的玻璃纤维(Kumyoong Industry Co.Ltd.。MF300)和150g绿色颜料，从而制得树脂灰浆。
所制得的树脂灰浆是绿色的，其比重为1.3，60°光泽为85％，坍落度试验的结果显示，其流动性为50cm。将所述的树脂灰浆放置在钢罐中，在室温下贮存12个月，然后将其打开。结果发现，填料部分沉淀但没有凝固，晃动罐子时，填料再次均匀分散，坍落度试验的结果为50cm。
实施例2
(树脂灰浆的地板铺设)
清洁普通的水泥混凝土地板表面后，涂上环氧类乳液底漆(CarbolineKorea，KOP coating 340 gold primer)，然后自然固化。1小时后，将实施例1中制备的树脂灰浆与400g胺类固化剂(Kukdo Chemical G-715)和4g胺类固化促进剂(德国Huntzman Company，AEP)混合，然后将其倾倒在地板表面上，并使用灰耙将表面平整为5mm的厚度。然后，使用与压缩机相连的喷漆器，在2kgf/cm2压力下将与实施例1中所用的同样的玻璃珠喷洒到树脂灰浆的上部，其喷洒量为10g/m2，从而去除泡沫。室温下固化所述的树脂灰浆8小时，以得到最终的地板表面，其中，在水泥混凝土上铺设树脂灰浆的厚度为5mm。
所得的绿色地板表面光滑，60°光泽为85％。
地板表面的其它物理性能如下表1所述。
[表1]
    结果
  水中粘结强度(kgf/cm2)     32.6
  湿粘结强度(kgf/cm2)     37.8
  干粘结强度(kgf/cm2)     97.5
  张力(kgf/cm2)     200
  粘合强度(kgf/cm2)     510
  压缩强度(kgf/cm2)     860
  硬度(邵氏硬度)     89
  剪切粘结强度(kgf/cm2)     87
根据JIS-K6911测量物理性能。
此外，在钢板上涂覆与上述相同的树脂灰浆混合物，不同之处是其中不含固化促进剂。涂层厚度为30μm，在20℃下完全固化1天，然后根据JIS-K6911测量物理性能。结果如下表2所述。
[表2]
    结果
    干燥时间(小时，25℃)     8小时内
    铅笔硬度(H)     1～2
    横切试验(RO/100)     100/100
    弯曲试验(Φ3mm，180)     通过
    粘结试验(数/10)     10/10
    艾氏(Erichsen)试验(mm)     5.7
此外，在防粘纸上涂覆与上述相同的混合物，不同之处是其中不含颜料和固化促进剂。制得10×10×120mm的试样，并在20℃下完全固化1小时，然后评估其化学耐性。将试样在如表3所示的各种化学品溶液中浸泡1个月，然后将其取出，测量其重量损失。
[表3]
  重量损失率(重量％)
  沸水     0.0001
  NaOH水溶液，浓度40重量％     -0.0035
  HCl水溶液，浓度36重量％     1.065
  H2SO4水溶液，浓度50重量％     0.188
  乙酸水溶液，浓度10重量％     -0.035
  海水溶液     0.362
  二甲苯     0.068
  乙醇     0.645
  K2Cr2O5，浓度10重量％     -0.068
此外，在防粘纸上涂覆与上述相同的混合物，不同之处是其中不含颜料和固化促进剂。制得厚度为5mm的球形试样(Φ100)，然后在20℃下完全固化1天。然后，使用刷子反复摩擦20,000次，以便测试其耐磨性。结果，树脂灰浆的涂层保持没有破裂和损耗，重量损失为0.015重量％。试样的外观如图2所示。标号10表示进行试验前的试样，标号20表示试验后的试样。
实施例3
制备组成与实施例1相同的树脂灰浆，不同之处是混入了30g白色、黑色、蓝色和红色的混合色片来代替颜料。采用与实施例2相同的方法在水泥混凝土地板上涂覆所制备的树脂灰浆，固化后得到具有天然花岗岩图案的地板。地板的物理性能与实施例2中的地板物理性能相同。
本发明的树脂灰浆使用具有优异流动性和高硬度的玻璃珠作为填料，因此在施工时具有优异的自流平性，施工后具有优异的耐磨性、抗刮擦性、抗龟裂性和耐久性，而且它易于施工和易于控制固化时间。采用所述组合物的铺设方法可以得到具有美观的表面且不会产生裂纹的地板。

Claims (11)

1.一种建筑用树脂灰浆组合物，所述组合物包含：
以固含量计，
a)10重量份室温可固化的有机液相树脂；
b)10到200重量份的玻璃珠；
c)10到400重量份玻璃粉末；和
d)0.1到50重量份玻璃纤维。
2.如权利要求1所述的树脂灰浆组合物，所述组合物还包含e)0.1到20重量份的颜料或色片。
3.如权利要求1所述的树脂灰浆组合物，所述组合物还包含f)1到100重量份的溶剂。
4.如权利要求1所述的树脂灰浆组合物，其中a)室温可固化有机液相树脂选自环氧类树脂、丙烯酰类树脂、氨基甲酸酯类树脂、醇酸类树脂、聚酯类树脂和聚氯乙烯类树脂。
5.如权利要求1所述的树脂灰浆组合物，其中b)玻璃珠的颗粒尺寸为200目到3毫米。
6.如权利要求1所述的树脂灰浆组合物，其中c)玻璃粉末的颗粒尺寸为10μm到1mm。
7.如权利要求1所述的树脂灰浆组合物，其中d)玻璃纤维为经切割的纤维，其通过将E玻璃组合物的玻璃长纤维切割为2到12mm的长度而制得；或者为磨碎的纤维，其通过碾磨成100到300μm的长度而制得。
8.在地板上铺设树脂灰浆组合物的方法，所述方法包括如下步骤：
a)在地板上涂覆树脂灰浆组合物，所述组合物包含：
以固含量计，
i)10重量份室温可固化的有机液相树脂；
ii)10到200重量份玻璃珠；
iii)10到400重量份玻璃粉末；和
iv)0.1到50重量份玻璃纤维；
b)在涂覆了所述树脂灰浆的地板上喷洒玻璃珠，以便去除树脂灰浆涂层中产生的泡沫；和
c)使去除了泡沫的树脂灰浆地板固化。
9.如权利要求8所述的方法，其中，在进行步骤a)前，在地板上进行底漆涂覆。
10.如权利要求8所述的方法，其中，步骤a)的树脂灰浆组合物还包含v)0.1到20重量份的颜料或色片。
11.如权利要求8所述的方法，其中，在步骤b)中，玻璃珠与压力为1到10kgf/cm2的空气一同喷洒，喷洒量为1到100g/m2。
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