DE102009015873A1 - Refrigerator oil composition, useful in refrigerator, in which carbon dioxide is used as refrigerant, comprises synthetic oil in combination with base oil, where the synthetic oil contains a phosphorus compound as phosphate ester - Google Patents
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Abstract
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlmaschinenöl-Zusammensetzung, insbesondere eine Kühlmaschinenöl-Zusammensetzung für ein Kohlendioxid-Kühlmittel, in welchem ein auf Phosphor basierendes abriebverhinderndes Mittel mit einem Basisöl, enthaltend ein synthetisches Öl, vermischt ist.The The present invention relates to a refrigerator oil composition, in particular a refrigerator oil composition for a carbon dioxide refrigerant in which a phosphorus-based antifriction agent with a base oil, containing a synthetic oil is mixed.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
In neuerer Zeit wurde der Ersatz von Kühlmitteln und die Erhöhung des Wirkungsgrades von Kühlsystemen wegen der Zerstörung der Ozonschicht und der globalen Erwärmung in Betracht gezogen. Ein Wechsel von chlorhaltigen Kühlmitteln, wie CFCs (Chlorfluor-kohlenstoffen) oder HCHFCs (Chlorfluor-kohlenwasserstoffen), zu HFCs (Fluorkohlenwasserstoffen) wurde gefördert. Die HFC-Kühlmittel unterliegen aber auch wegen der globalen Erwärmung Beschränkungen, weshalb die Anwendung von natürlichen Kühlmitteln, wie Kohlendioxid, Ammoniak oder Kohlenwasserstoffen, in Betracht gezogen wurde.In More recently, the replacement of refrigerants and the increase the efficiency of cooling systems due to destruction ozone layer and global warming drawn. A change of chlorine-containing coolants, such as CFCs (chlorofluorocarbons) or HCHFCs (chlorofluorocarbons), to HFCs (fluorocarbons) was promoted. The However, HFC refrigerants are also subject to global restrictions Warming restrictions, which is why the application of natural coolants, such as carbon dioxide, Ammonia or hydrocarbons was considered.
Zusammen
mit den laufenden Trends zum Ersatz von chlorhaltigen Kühlmitteln
oder HFC-Kühlmitteln durch natürliche Kühlmittel
wurden Öle für Kühlmaschinen unter Verwendung
von alternativen Kühlmitteln entwickelt. Da das Öl
für Kühlmaschinen verschiedene Eigenschaften,
wie Lubrizität, Verträglichkeit mit dem Kühlmittel,
thermische und Hydrolysebeständigkeit und geringe Hygroskopizität
haben muss, ist eine Verbindung, welche diesen Anforderungen genügt,
in Abhängigkeit von der Art oder den Anwendungen des Kühlmittels
erforderlich. Beispielsweise wird in einer Kühlmaschine,
in der ein HFC-Kühlmittel, nämlich 1,1,1,2-Tetrafluorethan
(R124a), als Kühlmittel verwendet wird, Polyethylenglykol
oder dergl. (vergl.
Eine kleinere Menge des gegen extremen Druck beständigen Mittels reagiert jedoch mit gleitenden Teilen, und die Abriebfestigkeit ist geringer in einer Kühlmaschine, in der Kohlendioxid als Kühlmittel verwendet wird, als in einer Kühlmaschine, in der R134a verwendet wird, wenn ein Kühlmaschinenöl mit demselben, gegen extremen Druck beständigen Mittel auf Phosphatesterbasis vermischt wird. Deshalb ist es in einer Kühlmaschine, in der Kohlendioxid als Kühlmittel verwendet wird, erforderlich, ein Kühlmaschinenöl zu entwickeln, das mit einem gegen extremen Druck beständigen Mittel mit einer höheren Abriebfestigkeit als ein Phosphatester vermischt werden kann und das die erforderlichen Eigenschaften, wie Lubrizität, Verträglichkeit mit dem Kühlmittel, thermische und Hydrolysebeständigkeit und geringe Hygroskopizität, besitzt.A smaller amount of the extreme pressure resistant agent however, reacts with sliding parts, and the abrasion resistance is lower in a chiller, in the carbon dioxide is used as a coolant, as in a refrigerating machine, in the R134a is used when a refrigerator oil with the same extreme pressure resistant agent is mixed on a phosphate ester basis. That's why it's in a chiller in which carbon dioxide is used as a coolant, to develop a refrigerator oil that with a against extreme pressure resistant agents with a higher Abrasion resistance can be mixed as a phosphate ester and the required properties, such as lubricity, compatibility with the coolant, thermal and hydrolysis resistance and low hygroscopicity.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Breitstellung eines Kühlmaschinenöls, das mit einem gegen extremen Druck beständigen Mittel mit einer höheren Abriebfestigkeit als ein Phosphatester vermischt ist und die erforderlichen Eigenschaften, wie Lubrizität, Verträglichkeit mit dem Kühlmittel, thermische und Hydrolysebeständigkeit und geringe Hygroskopizität in einem wohl ausgeglichenen Zustand besitzt, in einer Kühlmaschine, in welcher Kohlendioxid als Kühlmittel verwendet wird.aim the present invention is the provision of a refrigerator oil, that with a resistant to extreme pressure means with a higher abrasion resistance than a phosphate ester mixed is and the required properties, such as lubricity, Compatibility with the coolant, thermal and hydrolysis resistance and low hygroscopicity in a well-balanced state, in a refrigerating machine, in which carbon dioxide is used as a coolant.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben gefunden, dass dieses Ziel durch Vermischen eines gegen extremen Druck beständigen Mittels auf der Basis von Ester der phosphorigen Säure, einer ionischen phosphorhaltigen Flüssigkeit usw., die eine höhere Reaktivität als ein gegen extremen Druck beständiges Mittel auf der Basis von Phosphatestern haben, und eines Basiöls, enthaltend einen Polyoxyalkylenglykol einen Polyolester usw. erreicht werden kann.The Inventors of the present application have found that this Goal by mixing a resistant to extreme pressure Based on phosphorous acid ester, an ionic phosphorus-containing liquid, etc., which a higher reactivity than one against extreme Pressure-resistant agent based on phosphate esters and a base oil containing a polyoxyalkylene glycol a polyol ester, etc. can be achieved.
Die vorliegende Erfindung dieser Anmeldung (nachstehend auch als „vorliegende Ausführungsform” bezeichnet) betrifft eine Kühlmaschinenöl-Zusammensetzung für eine Kühlmaschine, in welcher Kohlendioxid als Kühlmittel verwendet wird, wobei die Kühlmaschinenöl-Zusammensetzung ein Basisöl enthält, das aus einem synthetischen Öl zusammengesetzt ist, das mindestens eine andere Phosphorverbindung als einen Phosphatester enthält.The present invention of this application (hereinafter also referred to as "present Embodiment "refers to a refrigerator oil composition for a refrigerating machine, in which carbon dioxide as Coolant is used, the refrigerator oil composition contains a base oil that is made from a synthetic oil is composed of at least one other phosphorus compound as a phosphate ester.
Die erfindungsgemäße Kühlmaschinen-Zusammensetzung ist mit einem gegen extremen Druck beständigen Mittel mit einer höheren Abriebfestigkeit als ein Phosphatester vermischt, wobei das Öl für eine Kühlmaschine, in welcher Kohlendioxid als Kühlmittel verwendet wird, die erforderlichen Eigenschaften, wie Lubrizität, Verträglichkeit mit dem Kühlmittel, thermische und Hydrolysebeständigkeit und geringe Hygroskopizität in einem wohlausgeglichenen Zustand besitzt.The refrigerating machine composition of the present invention is blended with an extreme pressure resistant agent having a higher abrasion resistance than a phosphate ester, the oil for a refrigerating machine using carbon dioxide as a refrigerant having the required properties such as Lubri has compatibility with the coolant, thermal and hydrolysis resistance and low hygroscopicity in a well-balanced state.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING
DETAILBESCHREIBUNGLONG DESCRIPTION
Nach einem bevorzugten Beispiel der Kühlmaschinenöl-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Phosphorverbindung mindestens eine Verbindung, die aus der Gruppe, bestehend aus einem Metallsalz einer anorganischen Phosphorsäure, einem Aminsalz einer anorganischen Phosphorsäure, einem Ester der phosphorigen Säure (d. h. einem Phosphit), einem Metallsalz einer organischen phosphorigen Säure, einem Aminsalz einer organischen phosphorigen Säure und einer phosphorhaltigen ionischen Flüssigkeit ausgewählt ist. Diese Phosphorverbindungen können durch Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden, wobei aber vorzugsweise nur eine verwendet wird.To a preferred example of the refrigerator oil composition according to the present embodiment the phosphorus compound is at least one compound selected from Group consisting of a metal salt of an inorganic phosphoric acid, an amine salt of an inorganic phosphoric acid, a Esters of phosphorous acid (i.e., a phosphite), a Metal salt of an organic phosphorous acid, a Amine salt of an organic phosphorous acid and a phosphoric ionic liquid selected is. These phosphorus compounds can be combined of two or more, but preferably only one is used.
Nach einem anderen bevorzugten Beispiel der Kühlmaschinenöl-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Phosphorverbindung mindestens eine Verbindung, die aus der Gruppe, bestehend aus Ester der phosphorigen Säure, ausgewählt ist. Die Ester der phosphorigen Saure können in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden, wobei aber vorzugsweise nur eine verwendet wird.To another preferred example of the refrigerator oil composition according to the present embodiment the phosphorus compound is at least one compound selected from Group consisting of esters of phosphorous acid, selected is. The esters of phosphorous acid can be combined of two or more, but preferably only one is used.
Nach einem weiteren bevorzugten Beispiel der Kühlmaschinenöl-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Ester der phosphorigen Säure mindestens eine Verbindung, die aus der Gruppe, bestehend aus Triphenylphosphit, Trioctylphosphit, Dibutylphosphit, Triethylphosphit, Tributylphosphit, Tridecylphosphit, Trilaurylphosphit, Diphenylphosphit und Dilaurylphosphit, ausgewählt ist.To Another preferred example of the refrigerator oil composition according to the present embodiment the ester of phosphorous acid is at least one compound, those selected from the group consisting of triphenyl phosphite, trioctyl phosphite, Dibutyl phosphite, triethyl phosphite, tributyl phosphite, tridecyl phosphite, Trilauryl phosphite, diphenyl phosphite and dilauryl phosphite is.
Nach einem weiteren bevorzugten Beispiel der Kühlmaschinenöl-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Ester der phosphorigen Säure mindestens eine Verbindung, die aus der Gruppe, bestehend aus Triphenylphosphit, Trioctylphosphit und Dibutylphosphit, ausgewählt ist.To Another preferred example of the refrigerator oil composition according to the present embodiment the ester of phosphorous acid is at least one compound, those from the group consisting of triphenyl phosphite, trioctyl phosphite and dibutyl phosphite.
Weiterhin können diese Ester der phosphorigen Säure in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden, wobei aber vorzugsweise nur einer verwendet wird.Farther These phosphorous acid esters can be combined of two or more, but preferably only one is used.
Nach einem weiteren bevorzugten Beispiel der Kühlmaschinenöl-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Phosphorverbindung mindestens eine Verbindung, die aus der Gruppe, bestehend aus phosphorhaltigen ionischen Flüssigkeiten ausgewählt ist. Die phosphorhaltigen ionischen Flüssigkeiten sind Tri-, n-Butyl-methylphosphonium-dimethylphosphat, 1-Butyl-3-methyl-imidazolium-Phosphorsäure, Trihexyl-(tetradecyl)phosphonium-Decansäure und dergl..To Another preferred example of the refrigerator oil composition according to the present embodiment the phosphorus compound is at least one compound selected from Group consisting of phosphorus-containing ionic liquids is selected. The phosphorus-containing ionic liquids are tri-, n-butyl-methylphosphonium dimethyl phosphate, 1-butyl-3-methyl-imidazolium phosphoric acid, Trihexyl (tetradecyl) phosphonium decanoic acid and the like.
Nach einem weiteren bevorzugten Beispiel der Kühlmaschinenöl-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die phosphorhaltige ionische Flüssigkeit Tri-n-Butyl-methylphosphonium-dimethylphosphat.To Another preferred example of the refrigerator oil composition according to the present embodiment is the phosphorus-containing ionic liquid tri-n-butyl-methylphosphonium dimethyl phosphate.
Nach einem weiteren bevorzugten Beispiel der Kühlmaschinenöl-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Gehalt der Phosphorverbindung 0,1 bis 3 Gew.-%. Ein besonders bevorzugter Gehalt der Phosphorverbindung beträgt 0,3 bis 3 Gew.-%. Unter dem Gehalt der Phosphorverbindung versteht man den gewichts%-igen Anteil der Phosphorverbindung, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kühlmaschinenöl-Zusammensetzung.To Another preferred example of the refrigerator oil composition according to the present embodiment the content of the phosphorus compound is 0.1 to 3% by weight. A particularly preferred content of the phosphorus compound is 0.3 to 3 wt .-%. Under the content of the phosphorus compound understands the weight% content of the phosphorus compound, based on the total weight of the refrigerator oil composition.
Nach einem weiteren bevorzugten Beispiel der Maschinenöl-Zusammensetzug gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das synthetische Öl mindestens ein Öl, das aus der Gruppe, bestehend aus Polyoxyalkylenglykolen und Polyolestern ausgewählt ist, die in Kombination von zwei oder mehreren, vorzugsweise jedoch als eine Verbindung, verwendet werden können.To Another preferred example of the machine oil composition according to the present embodiment The synthetic oil is at least one oil that from the group consisting of polyoxyalkylene glycols and polyol esters selected in combination of two or more, however, preferably as a compound can be used.
Die
Verbindungen, die durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt
sind, werden als Polyoxyalkylenglykole exemplifiziert.
R1 und R2 bedeuten unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine C1-C8-Kohlenwasserstoffgruppe. Die Verbindung, in der sowohl R1 als auch R2 Methylgruppen sind, wird bevorzugt. R1 und R2 können gleich oder voneinander verschieden sein. „A” bedeutet eine C2-C8-Alkylengruppe, vorzugsweise eine C3-Alkylengruppe. „m” bedeutet eine ganze Zahl von 1 oder mehr. Wenn „m” gleich 2 oder mehr ist, können mehrere „m” gleich oder voneinander verschieden sein.R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom or a C 1 -C 8 hydrocarbon group. The compound in which both R 1 and R 2 are methyl groups is preferred. R 1 and R 2 may be the same or different. "A" means a C 2 -C 8 alkylene group, preferably a C 3 alkylene group. "M" means an integer of 1 or more. When "m" is 2 or more, plural "m" may be the same or different.
Als Polyolester werden vorzugsweise die Ester eines Diols oder Polyols mit 3 bis 20 Hydroxylgruppen und einer C6 bis C20-Fettsäure verwendet. Beispiele für Diole umfassen Ethylenglykol, Neopentylglykol, 1,3-Propandiol, Propylenglykol, 1,4-Butandiol und dergl,.As the polyol ester, the esters of a diol or polyol having 3 to 20 hydroxyl groups and a C 6 to C 20 fatty acid are preferably used. Examples of diols include ethylene glycol, neopentyl glycol, 1,3-propanediol, propylene glycol, 1,4-butanediol and the like.
Beispiele für Polyole umfassen Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Trimethylolbutan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit und dergl.. Beispiele für Fettsäuren umfassen Capronsäure, Önanthsäure, Caprylsäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Ölsäure, Isopentansäure, 2-Methylhexansäure, 2-Ethylpentansäure, 2-Ethylhexansäure, 3,5,5-Trimethylhexansäure und dergl..Examples for polyols include trimethylolethane, trimethylolpropane, Trimethylolbutane, pentaerythritol, dipentaerythritol and the like. Examples for fatty acids include caproic acid, enanthic acid, Caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, oleic acid, Isopentanoic acid, 2-methylhexanoic acid, 2-ethylpentanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and like ..
Nach einem weiteren bevorzugten Beispiel der Kühlmaschinenöl-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beträgt die kinematische Viskosität des Basisöls bei einer Temperatur von 100°C 2 bis 50 mm2/s.According to another preferred example of the refrigerator oil composition according to the present embodiment, the kinematic viscosity of the base oil at a temperature of 100 ° C is 2 to 50 mm 2 / s.
Alternativ
kann die vorliegende Erfindung wie folgt ausgeführt werden:
Zusätzlich
zu den vorstehend erwähnten Polyoxyalkylenglykolen und
Polyolestern können als Basisöle für
die Kühlmaschinenöl-Zusammensetzungen erfindungsgemäß beispielsweise
folgende synthetische Öle verwendet werden: Alkylbenzole,
Alkylnaphthaline, Poly-alpha-Olefine, Polyvinylether, Polyvinylether-Polyalkylenglykol-Copolymere,
Polycarbonate usw..Alternatively, the present invention may be carried out as follows:
In addition to the above-mentioned polyoxyalkylene glycols and polyol esters, as the base oils for the refrigerator oil compositions according to the present invention, for example, the following synthetic oils may be used: alkylbenzenes, alkylnaphthalenes, poly-alpha-olefins, polyvinyl ethers, polyvinyl ether-polyalkylene glycol copolymers, polycarbonates, etc.
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Ester der phosphorigen Säure können beispielsweise die Ester der phosphorigen Säure in den erfindungsgemäßen Kühlmaschinenöl-Zusammensetzungen verwendet werden: Tricresylphosphit, Tri-(nonylphenyl)-phosphit, Tri-(2-ethylhexyl)-phosphit, Triisooctylphosphit, Diphenyl-Isodecylphosphit, Tristearylphosphit, Trioleylphosphit, Dipentylphosphit, Dihexylphosphit, Diheptylphosphit, Dioctylphosphit, Dinonylphosphit, Didecylphosphit, Diundecylphosphit, Didodecylphosphit, Dioleylphosphit, Dicresylphosphit, Tripentylphosphit, Trihexylphosphit, Triheptylphosphit, Trinonylphosphit, Triundecylphosphit, Tridodecylphosphit usw..additionally to the above-mentioned esters of phosphorous acid For example, the esters of phosphorous acid in the refrigerator oil compositions of the invention tricresyl phosphite, tri (nonylphenyl) phosphite, Tri (2-ethylhexyl) phosphite, triisooctyl phosphite, diphenyl isodecyl phosphite, Tristearyl phosphite, trioleyl phosphite, dipentyl phosphite, dihexyl phosphite, Diheptyl phosphite, dioctyl phosphite, dinonyl phosphite, didecyl phosphite, Diundecyl phosphite, didodecyl phosphite, dioleyl phosphite, dicresyl phosphite, Tripentyl phosphite, trihexyl phosphite, triheptyl phosphite, trinonyl phosphite, Triundecyl phosphite, tridodecyl phosphite, etc.
BEISPIELEEXAMPLES
Die vorliegende Erfindung ist durch die folgenden Beispiele näher erläutert, aber nicht auf diese beschränkt.The The present invention is further illustrated by the following examples explained but not limited to this.
BEISPIELE 1–34EXAMPLES 1-34
Die Auswertungen der erfindungsgemäßen Kühlmaschinenöl-Zusammensetzungen wurden nach den folgenden Arbeitsweisen durchgeführtThe Evaluations of the refrigerator oil compositions according to the invention were performed according to the following procedures
(1) Geschlossener HFRR-(Hochfrequenz-Reziprozier-Rig)-Abrasionstest.(1) Closed HFRR (Radio Frequency Reciprocation Rig) Abrasion Test.
Unter
Verwendung einer HFFR-(Hochfrequenz-Reziprozier-Rig)-Abrasionstestvorrichtung
(erhältlich von PCS-Instruments) wurde die Testvorrichtung
(2) Test der chemischen Stabilität(2) Chemical stability test
Jedes Testöl 40 in einer Menge von 40 g, das aus dem Basisöl, d. h. Polypropylenglykol-Monomethylether, 0,5% 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol, 1% Phenylglycidylether und einer Phosphorverbindung in den jeweils in Tabelle 1 angegebenen Mengen hergestellt wurde und das auf einen Wassergehalt von 2000 ppm eingestellt wurde, wurde in eine Glasflasche geschüttet. Die Flasche wurde in einem Volumen von 200 cm3 zusammen mit einem Fe/Cu/Al-Katalysator in einen Druckbehälter aus SUS gestellt, worauf der Behälter mit 8 g CO2 gefüllt und verschlossen wurde. Nach einer Verweildauer von 90 h bei 175°C wurde die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Abscheidung aus unlöslicher Substanz im Testöl 40 ermittelt.Each test oil 40 in an amount of 40 g, that of the base oil, ie polypropylene glycol monomethyl ether, 0.5% of 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 1% Phenylglycidylether and a phosphorus compound in each of Table 1, and adjusted to a water content of 2000 ppm, was poured into a glass bottle. The bottle was placed in a volume of 200 cm 3 together with a Fe / Cu / Al catalyst in a pressure vessel made of SUS, whereupon the container was filled with 8 g CO 2 and sealed. After a residence time of 90 h at 175 ° C, the presence or absence of an insoluble substance deposit in the test oil 40 was determined.
Die Ergebnisse, d. h. die entsprechenden Durchmesser der Kugelabrasionsmarke und die chemische Stabilität, die durch Auswertung der Testöle (der Kühlmaschinenöl-Zusammensetzungen), die durch Vermischen der Phosphorverbindungen mit dem Basisöl, Propylenglykol-Monomethylether nach den vorstehend angegebenen Methoden in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen erhalten wurden, sind in Tabelle 1 angegeben.The Results, d. H. the corresponding diameters of the ball abrasion mark and the chemical stability by evaluation of the Test oils (the refrigerating machine oil compositions), by mixing the phosphorus compounds with the base oil, Propylene glycol monomethyl ether according to the methods indicated above were obtained in the amounts indicated in Table 1 are in Table 1 given.
Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1
Die
Ergebnisse, die durch Auswertung des Testöls, bestehend
aus dem Basisöl, Propylenglykol-Monomethxlether, jedoch
ohne Phhosphorverbindung, in der vorstehend angegebenen Weise erhalten
wurden, sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1
Tabelle 1 zeigt, dass die erfindungsgemäßen Kühlmaschinenöl-Zusammensetzungen, die andere Phosphorverbindungen als Phosphatester in Mengen von 0,1 bis 3 Gew.-% enthalten, im chemischen Stabilitätstest keine Abscheidungen von unlöslicher Substanz zeigen und im HFRR-Test nur geringe Kugelabrasionsmarken mit einem entsprechenden Durchmesser von weniger als 100 μm auf der Oberfläche der Kugel zeigen, und somit sehr stabil sind.table 1 shows that the refrigerating machine oil compositions according to the invention, the other phosphorus compounds as phosphate esters in amounts of 0.1 to 3 wt .-%, in the chemical stability test show no deposits of insoluble substance and in the HFRR test only small ball abrasion marks with a corresponding Diameter of less than 100 microns on the surface show the ball, and thus are very stable.
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