JPH0372517A - 柔軟性にすぐれたポリウレタン系硬化性組成物 - Google Patents

柔軟性にすぐれたポリウレタン系硬化性組成物

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JPH0372517A
JPH0372517A JP2110591A JP11059190A JPH0372517A JP H0372517 A JPH0372517 A JP H0372517A JP 2110591 A JP2110591 A JP 2110591A JP 11059190 A JP11059190 A JP 11059190A JP H0372517 A JPH0372517 A JP H0372517A
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俊彦 樋口
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は常温にて硬化し、低モジユラス高伸度の硬化物
を与える、シーリング材、防水材として好適な硬化性組
成物に関するものである。
[従来の技術] 末端にインシアネート基を有するポリウレタンプレポリ
マーは、それ単独で大気中の水分と反応し硬化する一液
型組成物と活性水素化合物と混合する事により硬化する
二液型組成物に用いられている。
これら−液ないし二液型の硬化性組成物は、シーリング
材、防水材、床材等の建築材料や土木材料等の分野で幅
広く利用されている。近年、建築、土木様式の多様化に
伴い、より柔軟で高伸度のシーリング材、防水材が求め
られている。
[発明の解決しようとする問題点コ ポリウレタン系硬化性組成物において柔軟で高伸度の硬
化物を得るためには、高分子量のポリオキシアルキレン
ポリオールを用いる方法、2官能のポリオキシアルキレ
ンポリオールの含有量を増やし、ポリオキシアルキレン
ポリオール成分の平均官能基数を低下させる方法等があ
る。しかしながらいずれも硬化速度が遅くなる、硬化物
のタックが増大するなどの欠点を有し満足しつる性能を
有していなかった。
[問題点を解決するための手段] 本発明者らは前述の問題点を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、ポリオキシアルキレンポリオール成分として水
酸基当たりの分子量が1.500−15,000の範囲
にあって総不飽和度が0.07以下であるポリオキシア
ルキレンポリオールな使用することにより、硬化速度の
低下やタックの増加などを伴わずに柔軟で高伸度の硬化
物を得ることができることを見出した。すなわち本発明
は、シーリング材、防水材として好適な下記硬化性組成
物を提供するものである。
水酸基当たりの分子量が1,500〜15.000、総
不飽和度が0.07meq/g以下のポリオキシアルキ
レンポリオールを主成分とするポリオールと有機ポリイ
ソシアネートを反応させて得られるインシアネート基末
端ポリウレタンプレポリマーを硬化成分する常温硬化性
のポリウレタン系硬化性組成物。
本発明において使用される水酸基当たりの分子量が1,
500〜15.000の範囲にあって総不飽和度が0.
07以下であるポリオキシアルキレンポリオールは一般
的にジエチル亜鉛、塩化鉄、金属ポルフィリン、複金属
シアン化物錯体等を触媒に用いる事によって得る事がで
きる。通常のKOH等のアルカリ触媒の場合には特に高
分子量体において不飽和度が高くなり適切ではない。
好ましくは、複金属シアン化物錯体触媒が使用される。
ポリオキシアルキレンポリオールを製造するための触媒
として、シアン化コバルト亜鉛−グライム等の複金属シ
アン化物錯体を使用することは公知である。この複金属
シアン化物錯体触媒は、例えば下記米国特許およびEP
2g3148などに記載されている。
USP 3278457.USP 3278458.U
SP 3278459゜USP 3427256.US
P 3427334.USP 3427335゜USP
 3829505.LISP 3941849.LIS
P 4355188゜USP 4472560.USP
 4721818本発明における高分子量かつ低不飽和
度のポリオキシアルキレンポリオールは、好ましくは上
記公知例に示されているような複金属シアン化物錯体触
媒が使用される。この触媒は下記−般式(1)の構造を
有すると考えられる。
M、CM”、ccN)y]o(H*o>c(Ru−(+
)ただし、MはZn(II)、Fe(II )、Fe(
m )、Co(II)、N1(II)、AI(III)
、5r(II)、Mn(II)、Cr(III)、Cu
(II)、5n(II)、pb(n)、Mo(IV)、
Mo(Vl)、 W(IV)、など W(Vl)であり
、M′はFe(II)、Fe(III)、Co(II)
、Co(m)、Cr(II)、Cr(m)、Mn(II
)、Mn(1)、NL(t[)、v(rv)V(V)な
どであり、Rは有機配位子であり、a。
b、x8よびyは、金属の原子価と配位数により変わる
正の整数であり、Cおよびdは金属の配位数により変わ
る正の数である。
一般式(1)におけるMはZn(II)が好ましくM′
はFe(II)、Fe(III)、Go(11)、 C
o(m )などが好ましい。有機配位子としては、たと
えばケトン、エーテル、アルデヒド、エステル、アルコ
ール、アミドなどがある。
ポリオキシアルキレンポリオールは、上記のような触媒
の存在下、多官能のイニシェークーにモノエポキサイド
を反応させて製造される。
モノエポキサイドは、エポキシ環を1個有する化合物で
あり、たとえばアルキレンオキサイドやグリシジルエー
テル、グリシジルエステルなどがある。好ましいモノエ
ポキサイドはエチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ド、1.2−ブチレンオキサイド、2.3−ブチレンオ
キサイド、スチレンオキサイド、その他のアルキレンオ
キサイドであり、特にプロピレンオキサイドやブチレン
オキサイドが好ましい。特に好ましいポリオキシアルキ
レンポリオールは、プロピレンオキサイドを主に用いて
得られるプロピレンオキサイド残基(即ち、オキシプロ
ピレン基)を70wt%以上のポリオキシプロピレン系
ポリオールである。
イニシェークーとしては、ポリヒドロキシ化合物、アミ
ン化合物、ポリヒドロオキシ化合物、およびこれらに比
較的少量のモノエポキサイドを反応させて得られる目的
物よりも低分子量のポリオキシアルキレンポリオールが
ある。
好ましくは、多価アルコール、多価フェノール、および
これらに比較的少量のアルキレンオキサイドを反応させ
て得られる目的物よりも低分子量のポリオキシアルキレ
ンポリオールである。具体的には、エチレングリコール
、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリ
ン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、
デキストロース、ビスフェノールA、ビスフェノールS
、およびこれらにプロピレンオキサイドを反応して得ら
れるポリオキシプロピレンポリオールがある。これらイ
ニシェークーは2種以上使用することもできる。
ポリオキシアルキレンポリオールの水酸基当たりの分子
量は1,500〜15.000であることが必要であり
、好ましくは2. OQO〜15,000である。
この分子量が高いほど一般的には柔軟かつ伸びの大きい
硬化物が得られる。しかし、この分子量が比較的低い場
合(例えば、1,500〜2.000)であっても、後
述の高分子量ポリオール硬化剤を使用することにより柔
軟かつ伸びの大きい硬化物が得られろ。また、ポリオキ
シアルキレンポリオールの水酸基数は、平均して2を越
えることが好ましい。特に、2.5以上、最も好ましく
は約3以上である。上限は8以下、特に6以下が好まし
い。ポリオキシアルキレンポリオールの水酸基数が2で
あると架橋部分がないため(硬化剤を使用しない場合)
ポリオキシアルキレンポリオールが特に高分子量である
場合に硬化物の強度が不充分となる恐れがある。
ポリオキシアルキレンポリオールの総不飽和度は0.0
7meq/g以下であることが必要である。
特に、0.04+++eq/g以下が好ましい。また、
ポリオキシアルキレンポリオールの分子量が比較的低い
場合(例えば、水酸基当たりの分子量が1.500〜z
、oooの場合)、その総不飽和度は0.03 meq
/g以下であることが好ましい。総不飽和度が高い場合
には、タックの増大や硬化速度の低下を招く。これはポ
リオキシアルキレンポリオール中に含有される不飽和モ
ノオールの量が多いために、実質的な官能基数の低下を
もたらすと同時に、不飽和モノオールが可塑剤としても
働き、硬化速度の低下やタックの増大を抑制する上で不
都合となるからであると考えられる。
イソシアネート基含有ポリウレタンプレポリマーはポリ
オキシアルキレンポリオールと種々の有機のポリイソシ
アネート化合物をポリイソシアネート化合物過剰の条件
で反応させる事によって得られる。ポリオキシアルキレ
ンポリオールは上記のポリオキシアルキレンポリオール
が主として使用されるが、場合により他のポリオキシア
ルキレンポリオールと併用してもよい。特に、n個の水
酸基を有するポリオキシアルキレンポリオール1モルに
0.6n−nモルのポリイソシアネート化合物を反応さ
せて得られるインシアネート基含有ポリウレタンプレポ
リマーが好ましい。なお、ポリイソシアネート化合物の
使用量は未反応物が残る量であってもよく、またその未
反応物の量が多すぎる場合は反応終了後未反応ポリイソ
シアネート化合物を除去することもできる。得られるイ
ソシアネート基含有ポリウレタンプレポリマーのインシ
アネート基含有は0.1〜5wt%が好ましい。
有機ポリイソシアネート化合物としてはイソシアネート
基を2以上有する芳香族系、脂環族系あるいは脂肪族系
のポリイソシアネート、それら2種類以上の混合物、お
よびそれらを変成して得られる変成ポリイソシアネート
がある。
具体的にはたとえば一トリレンジイソシアネート、ジフ
ェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェ
ニルイソシアネート(通称クルードMDI )、キシリ
レンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネートなどのポリイソシアネ
ートやそれらのプレポリマー変性体、ヌレート変性体、
ウレア変性体、カルボジイミド変性体などが挙げられる
本発明のポリウレタン系硬化性組成物は、上記ポリウレ
タンプレポリマー単独を硬化成分とする水分硬化性の一
液型硬化性組成物と、硬化剤としてポリオキシアルキレ
ンポリオール等を用いる二液型硬化性組成物に分けるこ
とができる。硬化剤としてのポリオキシアルキレンポリ
オール(第2のポリオキシアルキレンポリオール)は、
前記の高分子量かつ低不飽和度のポリオキシアルキレン
ポリオールが好ましい。前記の高分子量かつ低不飽和度
のポリオキシアルキレンポリオールが2官能を越える場
合、硬化剤としてのポリオキシアルキレンポリオールは
2官能であってもよい。前記の高分子量かつ低不飽和度
のポリオキシアルキレンポリオールが2官能である場合
、硬化剤としてのポリオキシアルキレンポリオールは2
官能を越えることが好ましい。
一液型硬化性組成物と二液型硬化性組成物に使用された
全ポリオキシアルキレンポリオールの内、前記の高分子
量かつ低不飽和度のポリオキシアルキレンポリオールの
割合は少なくとも10wt%であることが必要である。
より好ましくは、30wt%〜全量である。他のポリオ
キシアルキレンポリオールは低分子量であってもよく、
通常の不飽和度を有するものであってもよい。
好ましい他のポリオキシアルキレンポリオールは、水酸
基当たりの分子量が800以上のおよび/または総不飽
和度が0.12meq/g以下の、前記の高分子量かつ
低不飽和度のポリオキシアルキレンポリオール以外のポ
リオキシアルキレンポリオールである。
硬化反応にあたっては、硬化促進触媒を使用してもしな
くてもよい。硬化促進触媒としてはアルキルチタン酸塩
、有機珪素チタン酸塩、オクチル酸錫およびジブチル錫
ジラウレート等のごときカルボン酸の金属塩、ジブチル
アミン−2−エチルヘキソエート等の如きアミン塩並び
に他の酸性触媒及び塩基性触媒を使用しつる。
又安定剤や劣化防止剤等を併用すれば、更にすぐれた耐
候性や耐熱性を付与しつる。
本発明の組成物には更に必要であれば補強剤、充填剤、
可塑剤、顔料、タレ止め剤などを含ませてもよい。
補強剤としてはカーボンブラック、微粉末シリカなどが
、充填剤としては炭酸カルシウム、タルク、クレイ、シ
リカなどが、可塑剤としてはジオクチルフタレート、ジ
ブチルフタレート、ジオクチルアジペート、塩素化パラ
フィン及び石油系可塑剤などが、顔料には酸化鉄、酸化
クロム、酸化チタンなどの無機顔料及びフタロシアニン
ブルー フタロシアニングリーンなどの有機顔料が、タ
レ止め剤として有機酸処理炭酸カルシウム、水添ひまし
油、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウ
ム、ステアリン酸亜鉛、微粉末シリカなどがあげられる
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれら実施例にのみに限定されるものではない。
[実施例] 下記のポリオキシアルキレンポリオールをヘキサシアノ
コバルト亜鉛錯体触媒用いて合成した。
ポリオールA: 分子量io、 ooo、総不飽和度0.033 meq
/gのポリオキシプロピレントリオール ボリオールB: 分子量13.000.総不飽和度0.020 meq/
gのポリオキシプロピレンテトラオール ポリオールC: 分子量10.000.総不飽和度0.038 meq/
gのポリオキシプロピレンジオール ボリオールD: 分子量4,000 、総不飽和度0.028 meq/
gのポリオキシプロピレンジオール ボリオールE: 分子量10.000.総不飽和度0.038 meq/
gのポリオキシプロピレンジオール (実施例1) ポリオールA100重量部に混合2,4−及び2,6−
ドリレンジイソシアネート(混合割合80/ 20)(
商品名T−80日本ポリウレタン工業■製品)5.3重
量部を加え、反応容器中で100℃で5時間反応を行い
、遊離インシアネート含量1.2wt%のポリウレタン
プレポリマーを得た。
一方、硬化剤としてはポリオールC100重量部とジオ
クチルフタレート35重量部、樹脂酸処理炭酸カルシウ
ム203重量部、酸化チタン9重量部、オクチル酸鉛(
鉛含量20%)1.5重量部の混合物をニーグーにて均
一混合して均質なペースト状分散物としたものを用いた
。この上記プレポリマーからなる主剤100重量部と硬
化剤426重量部を均一になるまでよく混合して2mm
厚のシート状に成型し、25℃にて7日間硬化させた。
物性測定のためさらに50℃にて7日間養生して完全硬
化物とし、このシートの物性を測定した。この物性並び
に硬化特性を表1に示す。
(実施例2) ポリオールA 100重量部に混合2,4−及び2,6
−ドリレンジイソシアネート(混合割合80/ 20)
(商品名T−80日本ポリウレタン工業■製品)5.3
重量部を加え、反応容器中で100℃で5時間反応を行
い、遊離イソシアネート含量1.2wt%のポリウレタ
ンプレポリマーを得た。
一方、硬化剤としてはポリオールA 100重量部とジ
オクチルフタレート42重量部、樹脂酸処理炭酸カルシ
ウム198重量部、酸化チタン11重量部、オクチル酸
鉛(鉛含量20%)2重量部の混合物をニーグーにて均
一混合して均質なペースト状分散物としたものを用いた
。このプレポリマーからなる主剤100重量部と硬化剤
321重量部を均一になるまでよく混合して2mm厚の
シート状に成型し、25℃にて7日間硬化させた。
物性測定のためさらに50℃にて7日間養生して完全硬
化物とし、このシートの物性を測定した。この物性並び
に硬化特性を表1に示す。
(実施例3) ポリオールB  100重量部に混合2,4−及び2,
6−ドリレンジイソシアネート(混合割合80/ 20
)(商品名T−80日本ポリウレタン工業■製品)5.
3重量部を加え、反応容器中で100℃で5時間反応を
行い、遊離イソシアネート含量1.2wt%のポリウレ
タンプレポリマーを得た。
一方、硬化剤としてはポリオールB  100重量部と
ジオクチルフタレート42重量部、樹脂酸処理炭酸カル
シウム203重量部、酸化チタン10重量部、オクチル
酸鉛(鉛含量20%)2重量部の混合物をニーダーにて
均一混合して均質なペースト状分散物としたものを用い
た。このプレポリマーからなる主剤100重量部と硬化
剤315重量部を均一になるまでよく混合して2mm厚
のシート状に成型し、25℃にて7日間硬化させた。
物性測定のためさらに50℃にて7日間養生して完全硬
化物とし、このシートの物性を測定した。この物性並び
に硬化特性を表1に示す。
(比較例1) 平均分子量3000、総不飽和度0.04 meq/g
ののポリオキシプロピレントリオール25重量部と平均
分子量3000、総不飽和度0.(II meq/gの
ポリオキシプロピレンジオール75重量部の混合物に混
合2.4−及び2.6−)−リレンジイソシアネート(
混合割合80/ 20)  (商品名T−80日本ボリ
ウレタン工業■製品)13.1重量部を加え、反応容器
中で100℃で5時間反応を行い、遊離イソシアネート
含量2.8wt%のポリウレタンプレポリマーを得た。
一方、硬化剤としては平均分子量3000、総不飽和度
0.08 meq/gのポリオキシプロピレンジオール
100重量部とジオクチルフタレート41重量部、樹脂
酸処理炭酸カルシウム135重量部、酸化チタン11重
量部、オクチル酸鉛(鉛含量20%)2重量部の混合物
をニーダーにて均一混合して均質なペースト状分散物と
したものを用いた。このプレポリマーからなる主剤10
0重量部と硬化剤349重量部を均一になるまでよく混
合して2mm厚のシート状に成型し、25℃にて7日間
、50℃にて7日間養生したが、硬化物は軟弱で充分硬
化せず実用に耐えるものではなかった。
(実施例4) ポリオールC50重量部とポリオールC50重量部の混
合物に2.4−及び2.6−1−リレンジイソシアネー
ト(混合割合80/20)  (商品名T−80日本ポ
リウレタン工業■製A)4.4重量部を加え、反応容器
中で100℃で5時間反応を行い、遊離イソシアネート
含量1.0wt%のポリウレタンプレポリマーを得た。
このプレポリマー100重量部に対してジオクチルフタ
レート50重量部、樹脂酸処理炭酸カルシウム50重量
部、酸化チタン10重量部を加え、ニーダ−にて均一混
合して均質な一液型ポリウレタン系硬化性組成物を得た
。上記組成物を空気中で7日以上湿気硬化させ、2mm
厚の完全硬化シートを得た。このシートの物性並びに硬
化特性を表1に示す。
(比較例2) 平均分子量3.000、総不飽和度0.04meq/g
のポリオキシプロピレントリオール5o重量部と平均分
子量2.000、総不飽和度0.04meq/gのポリ
オキシプロピレンジオール50重量部の混合物に混合2
.4及び2.6− トリレンジイソシアネート(混合割
合80/20)  (商品名T″−80日本ポリウレタ
ン工業■製品) 17.4重量部を加え、反応容器中で
100℃で5時間反応を行い、遊離イソシアネート含量
3.6wt%のポリウレタンプレポリマーを得た。
このプレポリマー100重量部に対してジオクチルフタ
レート50重量部、樹脂酸処理炭酸カルシウム50重量
部、酸化チタン10重量部を加え、ニーダーにて均一混
合して均質な一液型ポリウレタン系硬化性組成物を得た
上記組成物を湿気硬化させて2mm厚の完全硬化シート
を製造した。このシートの物性並びに硬化特性を表1に
示す。
(実施例5) ポリオールA 100重量部とポリオールC50重量部
の混合2.4−及び2.6−トリレンジイソシアネート
(混合割合80/ 20)  (商品名T−80日本ポ
リウレタン工業■製品)9.6重量部を加え、反応容器
中で100℃で5時間反応を行い、遊離イソシアネート
含量1.5wt%のポリウレタンプレポリマーを合成し
、これを主剤とした。
一方硬化剤は平均分子量2,000、総不飽和度0.0
2meq/gのポリオキシプロピレンジオール40部、
平均分子量4.000、総不飽和度0.02meq/g
のポリオキシプロピレントリオール35部、4.4−メ
チレンビス(2−クロロアニリン)2部、カーボン60
部、炭酸カルシウム35部、ジオクチルフタレート24
部およびオクチル酸鉛4部の混合物をニーグーにて均一
混合して均質なペースト状分散物を調整した。
この主剤100重量部と硬化剤81重量部を均一になる
まカよく混合して2 mm厚のシート状に成型し、25
℃にて7日間、50℃にて7日間養生し、完全硬化物を
得た。このシートの物性並びに硬化特性を表1に示す。
(実施例6) ポリオールE 100重量部に混合2.4−及び2.6
−トリレンジイソシアネート(混合割合80/ 20)
(商品名T−80日本ポリウレタン工業■製品)10.
5重量部を加え、反応容器中で100℃で5時間反応を
行い、遊離インシアネート含量2.3wt%のポリウレ
タンプレポリマーを得た。
一方、硬化剤としてはポリオールC100重量部とジオ
クチルフタレート28重量部、樹脂酸処理炭酸カルシウ
ム131重量部、酸化チタン7重量部、オクチル酸鉛(
鉛含量20%)0.8重量部の混合物をニーグーにて均
一混合して均質なペースト状分散物としたものを用いた
。このポリウレタンプレポリマーからなる主剤100重
量部と硬化剤695重量部を均一になるまでよく混合し
て2mm厚のシート状に成型し、25℃にて7日間硬化
させた。物性測定のためさらに50℃にて7日間養生し
て完全硬化物とし、このシートの物性を測定した。この
物性並びに硬化特性を表1に示す。
表1 [発明の効果] 以上に示す様に水酸基当たりの分子量が1,500〜1
5,000、総不飽和度が0.07meq/g以下のポ
リオキシアルキレンポリオールを主成分とするポリオー
ルと有機ポリイソシアネートを反応させて得られるイソ
シアネート基末端ポリウレタンプレポリマーを使用する
ことによってタックの増加、硬化速度の低下を抑えて柔
軟性にすぐれたシーリング材、防水材等に有用な常温硬
化性のポリウレタン系硬化性組成物を簡便に得られるこ
とが本発明によって明らかになった。
1)指触による触感法により0、○、△、×の4段階に
評価した。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水酸基当たりの分子量が1,500〜15,00
    0、総不飽和度が0.07meq/g以下のポリオキシ
    アルキレンポリオールを主成分とするポリオールと有機
    ポリイソシアネートを反応させて得られるイソシアネー
    ト基末端ポリウレタンプレポリマーを硬化成分する常温
    硬化性のポリウレタン系硬化性組成物。
  2. (2)ポリオキシアルキレンポリオールの水酸基当たり
    の分子量が2,000〜15,000、総不飽和度が0
    .04meq/g以下である、請求項第1項記載の組成
    物。
  3. (3)ポリオキシアルキレンポリオールの水酸基数が3
    〜8である、請求項第1項記載の組成物。
  4. (4)ポリオキシアルキレンポリオールが、オキシプロ
    ピレン基含有量70wt%以上のポリオキシプロピレン
    系ポリオールである、請求項第1項記載の組成物。
  5. (5)請求項第1項記載のポリウレタン系硬化性組成物
    からなる、水分硬化性のシーリング材あるいは防水材。
  6. (6)水酸基当たりの分子量が1,500〜15,00
    0、総不飽和度が0.07meq/g以下のポリオキシ
    アルキレンポリオールを主成分とするポリオールと有機
    ポリイソシアネートを反応させて得られるイソシアネー
    ト基末端ポリウレタンプレポリマーと第2のポリオキシ
    アルキレンポリオールの組み合わせを硬化成分する常温
    硬化性のポリウレタン系硬化性組成物。
  7. (7)ポリオキシアルキレンポリオールの水酸基当たり
    の分子量が2,000〜15,000、総不飽和度が0
    .04meq/g以下である、請求項第6項記載の組成
    物。
  8. (8)ポリオキシアルキレンポリオールの水酸基数が3
    〜8である、請求項第6項記載の組成物。
  9. (9)ポリオキシアルキレンポリオールが、オキシプロ
    ピレン基含有量70wt%以上のポリオキシプロピレン
    系ポリオールである、請求項第6項記載の組成物。
  10. (10)第2のポリオキシアルキレンポリオールが水酸
    基当たりの分子量が1,500〜15,000、総不飽
    和度が0.07meq/g以下のポリオキシアルキレン
    ポリオールである、請求項第6項記載の組成物。
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