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CN108532868B - 应用在具有加热功能的装饰板中的复合浆料 - Google Patents

应用在具有加热功能的装饰板中的复合浆料 Download PDF

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CN108532868B CN201810161708.3A CN201810161708A CN108532868B CN 108532868 B CN108532868 B CN 108532868B CN 201810161708 A CN201810161708 A CN 201810161708A CN 108532868 B CN108532868 B CN 108532868B
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Hubei Asia Ceramics Co ltd
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Asia Building Materials Co ltd
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Abstract

本发明公开了应用在具有加热功能的装饰板中的复合浆料，该具有加热功能的装饰板包括装饰板本体、粘合在装饰板本体上的发热层、粘合在发热层上的金属反射层、粘合在金属反射层上的隔热层；所述复合浆料包括用于分散加热材料，并将加热材料固化在装饰板本体上的固化浆料以及用于粘附无机层与金属层的粘合浆料；所述粘合浆料涂布在发热层与金属反射层之间，以及涂布在金属反射层与隔热层之间。本发明的两种浆料有效解决了材料各个组成之间无法牢固结合的问题，从而产品使功用效能和应用性能大幅提升，实现了产品在装饰效果与加热功能上的完美统一。

Description

应用在具有加热功能的装饰板中的复合浆料
技术领域
本发明涉及一种功能性建筑装饰材料技术，尤其涉及一种应用在具有加热功能的装饰板中的复合浆料。
背景技术
现有技术中的装饰板作为一种常用的家用装饰材料，被广泛应用于底面和墙面的装饰。近年来，也有一些具有加热功能的装饰材料面世，其工艺原理是将加热材料如电加热丝、加热管埋设在装饰板内，通过加热或传热方式实现装饰板的加热。但是，现有的装饰板的材料相对单一，要么只有装饰效果，要么只解决加热问题；受材料特性制约，结合牢固性差、耐用性差，使用寿命短。而且安装难度大，配套条件要求高，加热方式的接触面积较小，总体加热效率很低，热传导效能低；产品实际使用过程中存在安全方面的顾虑，可靠性不足。
另外，中国专利CN107097478A公布了一种具有加热功能的陶瓷砖及其制备方法。但该发明缺乏适合的粘结剂，原粘结剂为高分子材料，不环保，抗老化能力差，在悬挂状态下粘结不牢固。而且该产品非常厚重，安装难度大，只能用在地面，需要专业技师和配套施工材料，不宜大面积推广。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种应用在具有加热功能的装饰板中的复合浆料。本发明的两种浆料有效解决了材料各个组成之间无法牢固结合的问题，从而产品使功用效能和应用性能大幅提升，实现了产品在装饰效果与加热功能上的完美统一。
本发明的目的采用如下技术方案实现：应用在具有加热功能的装饰板中的复合浆料，该具有加热功能的装饰板包括装饰板本体、粘合在装饰板本体上的发热层、粘合在发热层上的金属反射层、粘合在金属反射层上的隔热层，所述复合浆料包括用于分散加热材料，并将加热材料固化在装饰板本体上的固化浆料以及用于粘附无机层与金属层的粘合浆料；所述粘合浆料涂布在发热层与金属反射层之间，以及涂布在金属反射层与隔热层之间。
进一步地，所述固化浆料以水为溶剂，加入无机-有机复合粘结剂、固化助剂而制成的环保水性浆料；所述发热层中加热材料为石墨烯粉体，所述石墨烯粉体、无机-有机复合粘结剂、固化助剂的用量比例为100：(5-25):(0.1-2)；所述固化浆料的固含量为10-80％。
进一步地，所述无机-有机复合粘结剂由无机结构单元和有机结构单元组成，无机结构单元、有机结构单元的重量比为1:(0.5-2)；所述无机结构单元选自水玻璃、硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、氟硅酸钠、磷酸二氢铝中的一种或两种以上的组合；所述有机结构单元选自聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或两种以上的组合物。
进一步地，所述固化助剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；所述硅烷偶联剂选自偶联剂KH-550、偶联剂KH-570、偶联剂KH-560、偶联剂A-151、偶联剂A-171中的一种或两种以上的组合物；所述钛酸酯偶联剂选自TMC-201、TMC-102、TMC-101中的一种或两种以上的组合物。
进一步地，所述固化浆料的粘度为50-500cst。
进一步地，所述粘合浆料选取适用于石墨烯无机层与金属反射层的界面粘接以及金属反射层与隔热层的界面粘接的耐热环保水性胶，再加入无机功能粒子和助粘剂配制成粘合浆料；所述耐热环保水性胶、无机功能粒子和助粘剂的用量比例为100：(1-20):(0.1-2)。
进一步地，所述耐热环保水性胶由软单体结构单元、硬单体结构单元和耐热无机结构单元组成；软单体结构单元、硬单体结构单元和耐热无机结构单元的重量比为100：(75-100)：(10-30)；所述软单体结构单元选自丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯中的一种或两种以上的组合物；所述硬单体结构单元选自丙烯酸甲酯、丙烯酸环己酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈中的一种或两种以上的组合物；所述耐热无机结构单元选自氧化硅、氧化铝、氧化钛的一种或两种以上的组合物。
进一步地，所述无机功能粒子选自二氧化硅、高岭土、钛白粉、氧化铝、氧化镁、氧化锆、沸石粒子中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，所述助粘剂为树脂类附着力促进剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本申请一方面将石墨烯粉体均匀分散在固化浆料中，通过涂布工艺制备石墨烯发热层时表现出优越的分散性能和粘合性能；另一方面，本发明的粘合浆料在无机层(石墨烯发热层或隔热层)与金属界面中表现出优越的粘合性能；不同层级间根据材料属性的变化粘合胶亦不同，本发明的两种浆料有效解决了材料各个组成之间无法牢固结合的问题，从而产品使功用效能和应用性能大幅提升，实现了产品在装饰效果与加热功能上的完美统一。
(2)本发明的固化浆料的主体组分为无机非金属材料，采用抗老化、零甲醛的无机粘合胶进行粘合固化，产品整个结构固化为一体，形成完全封闭的系统，安全性和耐用性非常优异。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
应用在具有加热功能的装饰板中的复合浆料，该具有加热功能的装饰板包括装饰板本体、粘合在装饰板本体上的发热层、粘合在发热层上的金属反射层、粘合在金属反射层上的隔热层；所述复合浆料包括用于分散加热材料，并将加热材料固化在装饰板本体上的固化浆料以及用于粘附无机层与金属层的粘合浆料；所述粘合浆料涂布在发热层与金属反射层之间，以及涂布在金属反射层与隔热层之间。
本申请一方面将石墨烯粉体均匀分散在固化浆料中，通过涂布工艺制备石墨烯发热层时表现出优越的分散性能和粘合性能；另一方面，本发明的粘合浆料在无机层(石墨烯发热层或隔热层)与金属界面中表现出优越的粘合性能；不同层级间根据材料属性的变化粘合胶亦不同，本发明的两种浆料有效解决了材料各个组成之间无法牢固结合的问题，从而产品使功用效能和应用性能大幅提升，实现了产品在装饰效果与加热功能上的完美统一。
本发明的装饰板，含多个功能层和粘结界面，包括非金属装饰板(优选为陶瓷板)，非金属石墨烯层、金属反射层和无机-有机复合的隔热层，需要根据不同界面特性选择胶水，石墨烯发热层使用的胶水需要选择可以粘接石墨烯碳材料以及对非金属陶瓷基板-非金属石墨烯层界面具有良好粘接能力的无机-有机复合胶水，选择的胶水需要重点考虑增加无机组分和非极性有机组分的比例，以达到最佳的粘结效果；而选择粘接非金属石墨烯发热层-金属反射层以及金属反射层-无机-有机复合隔热层的胶水则要平衡无机组分、非极性有机组分和极性有机组分的比例，以便可以对两种界面均能起到优良的粘接力。
本发明采用的两种浆料是无机-有机复合胶水，兼具无机组分赋予胶水的耐热、抗老化、防水、环保的功能和有机组分赋予胶水的强粘结力、柔韧性的功能；并且针对不同粘接界面的需求，可以优化调整无机-有机组分的比例以发挥最佳的粘接力和耐久性。
作为进一步优选方案，所述固化浆料以水为溶剂，加入无机-有机复合粘结剂、固化助剂而制成的环保水性浆料；所述发热层中加热材料为石墨烯粉体，所述石墨烯粉体、无机-有机复合粘结剂、固化助剂的用量比例为100：(5-25):(0.1-2)；所述固化浆料的固含量为10-80％。制得的高效发热层具备厚度均匀，外观平整、附着力牢靠、柔性和阻燃，即附着力牢靠＞100N/m、最佳使用温度0-80℃，阻燃等级达到国标B1级以上。
作为进一步优选方案，所述无机-有机复合粘结剂由无机结构单元和有机结构单元组成，无机结构单元、有机结构单元的重量比为1:(0.5-2)；所述无机结构单元选自水玻璃、硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、氟硅酸钠、磷酸二氢铝中的一种或两种以上的组合；所述有机结构单元选自聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或两种以上的组合物。
作为进一步优选方案，所述固化助剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；所述硅烷偶联剂选自偶联剂KH-550、偶联剂KH-570、偶联剂KH-560、偶联剂A-151、偶联剂A-171中的一种或两种以上的组合物。所述钛酸酯偶联剂选自TMC-201、TMC-102、TMC-101中的一种或两种以上的组合物。
作为进一步优选方案，所述固化浆料的粘度为50-500cst。
作为进一步优选方案，所述粘合浆料选取适用于石墨烯无机层与金属反射层的界面粘接以及金属反射层与隔热层的界面粘接的耐热环保水性胶，再加入无机功能粒子和助粘剂配制成粘合浆料；所述耐热环保水性胶、无机功能粒子和助粘剂的用量比例为100：(1-20):(0.1-2)。这样的粘合涂层具有耐热、绝缘(体积电阻率≥7×1014Ω·cm)，粘接力优异(＞100N/m)的特点。
作为进一步优选方案，所述耐热环保水性胶由软单体结构单元、硬单体结构单元和耐热无机结构单元组成；软单体结构单元、硬单体结构单元和耐热无机结构单元的重量比为100：(75-100)：(10-30)；所述软单体结构单元选自丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯中的一种或两种以上的组合物；所述硬单体结构单元选自丙烯酸甲酯、丙烯酸环己酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈中的一种或两种以上的组合物；所述耐热无机结构单元选自氧化硅、氧化铝、氧化钛的一种或两种以上的组合物。
作为进一步优选方案，所述无机功能粒子选自二氧化硅、高岭土、钛白粉、氧化铝、氧化镁、氧化锆、沸石粒子中的一种或两种以上的混合物。所述无机功能粒子主要起补强和提高胶层耐热性能，对于提高胶层的粘结强度、耐热性、耐老化性能有显著作用。
作为进一步优选方案，所述助粘剂用于提高涂层的粘结力，具体选自树脂类附着力促进剂(环氧化合物、酰胺化合物、氯化聚烯烃)、硅烷偶联剂(KH550、KH560、KH570)、钛酸酯偶联剂(单烷氧基型、单烷氧基焦磷酸酯型、螯合型、配位体型)中的一种。
实施例1固化浆料
固化浆料以水为溶剂，加入无机-有机复合粘结剂、固化助剂而制成的环保水性浆料；所述发热层中加热材料为石墨烯粉体，所述石墨烯粉体、无机-有机复合粘结剂、固化助剂的用量比例为100：5:0.1；所述固化浆料的固含量为25％。所述固化浆料的粘度为75cst。其中，无机-有机复合粘结剂由无机结构单元和有机结构单元组成，无机结构单元、有机结构单元的重量比为1:0.5；所述无机结构单元选自水玻璃、硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、氟硅酸钠、磷酸二氢铝中的一种或两种以上的组合；所述有机结构单元选自聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或两种以上的组合物。所述固化助剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；所述硅烷偶联剂选自偶联剂KH-550、偶联剂KH-570、偶联剂KH-560、偶联剂A-151、偶联剂A-171中的一种或两种以上的组合物。
实施例2固化浆料
固化浆料以水为溶剂，加入无机-有机复合粘结剂、固化助剂而制成的环保水性浆料；所述发热层中加热材料为石墨烯粉体，所述石墨烯粉体、无机-有机复合粘结剂、固化助剂的用量比例为100：15:1；所述固化浆料的固含量为55％。所述固化浆料的粘度为250cst。其中，无机-有机复合粘结剂由无机结构单元和有机结构单元组成，无机结构单元、有机结构单元的重量比为1:1.5；所述无机结构单元选自水玻璃、硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、氟硅酸钠、磷酸二氢铝中的一种或两种以上的组合；所述有机结构单元选自聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或两种以上的组合物。所述固化助剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；所述硅烷偶联剂选自偶联剂KH-550、偶联剂KH-570、偶联剂KH-560、偶联剂A-151、偶联剂A-171中的一种或两种以上的组合物。
实施例3固化浆料
固化浆料以水为溶剂，加入无机-有机复合粘结剂、固化助剂而制成的环保水性浆料；所述发热层中加热材料为石墨烯粉体，所述石墨烯粉体、无机-有机复合粘结剂、固化助剂的用量比例为100：25:2；所述固化浆料的固含量为75％。所述固化浆料的粘度为500cst。其中，无机-有机复合粘结剂由无机结构单元和有机结构单元组成，无机结构单元、有机结构单元的重量比为1:2；所述无机结构单元选自水玻璃、硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、氟硅酸钠、磷酸二氢铝中的一种或两种以上的组合；所述有机结构单元选自聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或两种以上的组合物。所述固化助剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；所述硅烷偶联剂选自偶联剂KH-550、偶联剂KH-570、偶联剂KH-560、偶联剂A-151、偶联剂A-171中的一种或两种以上的组合物。
实施例1-3配制的固化浆料，通过喷涂、印刷、辊涂、计量棒式等方式涂布在陶瓷板材的背面，并通过干燥固化成型工艺，制得具备厚度均匀，外观平整、附着力牢靠、柔性和阻燃的高效发热层，即附着力牢靠＞100N/m、最佳使用温度0-80℃，阻燃等级达到国标B1级以上的高效发热层。该加热膜电热辐射转化效率高达87％，能够发射出远红外线直接作用于人体，安静加热，绿色环保无污染。
实施例4粘合浆料
粘合浆料选取适用于石墨烯无机层与金属反射层的界面粘接以及金属反射层与隔热层的界面粘接的耐热环保水性胶，再加入无机功能粒子和助粘剂配制成粘合浆料；所述耐热环保水性胶、无机功能粒子和助粘剂的用量比例为100：1:0.1。所述耐热环保水性胶由软单体结构单元、硬单体结构单元和耐热无机结构单元组成；软单体结构单元、硬单体结构单元和耐热无机结构单元的重量比为100：75：10。其中，所述软单体结构单元选自丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯中的一种或两种以上的组合物；所述硬单体结构单元选自丙烯酸甲酯、丙烯酸环己酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈中的一种或两种以上的组合物；所述耐热无机结构单元选自氧化硅、氧化铝、氧化钛的一种或两种以上的组合物。所述无机功能粒子选自二氧化硅、高岭土、钛白粉、氧化铝、氧化镁、氧化锆、沸石粒子中的一种或两种以上的混合物。所述助粘剂为树脂类附着力促进剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种。
实施例5粘合浆料
粘合浆料选取适用于石墨烯无机层与金属反射层的界面粘接以及金属反射层与隔热层的界面粘接的耐热环保水性胶，再加入无机功能粒子和助粘剂配制成粘合浆料；所述耐热环保水性胶、无机功能粒子和助粘剂的用量比例为100：10:1。所述耐热环保水性胶由软单体结构单元、硬单体结构单元和耐热无机结构单元组成；软单体结构单元、硬单体结构单元和耐热无机结构单元的重量比为100：85：20。其中，所述软单体结构单元选自丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯中的一种或两种以上的组合物；所述硬单体结构单元选自丙烯酸甲酯、丙烯酸环己酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈中的一种或两种以上的组合物；所述耐热无机结构单元选自氧化硅、氧化铝、氧化钛的一种或两种以上的组合物。所述无机功能粒子选自二氧化硅、高岭土、钛白粉、氧化铝、氧化镁、氧化锆、沸石粒子中的一种或两种以上的混合物。所述助粘剂为树脂类附着力促进剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种。
实施例6粘合浆料
粘合浆料选取适用于石墨烯无机层与金属反射层的界面粘接以及金属反射层与隔热层的界面粘接的耐热环保水性胶，再加入无机功能粒子和助粘剂配制成粘合浆料；所述耐热环保水性胶、无机功能粒子和助粘剂的用量比例为100：20:2。所述耐热环保水性胶由软单体结构单元、硬单体结构单元和耐热无机结构单元组成；软单体结构单元、硬单体结构单元和耐热无机结构单元的重量比为100：100：30。其中，所述软单体结构单元选自丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯中的一种或两种以上的组合物；所述硬单体结构单元选自丙烯酸甲酯、丙烯酸环己酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈中的一种或两种以上的组合物；所述耐热无机结构单元选自氧化硅、氧化铝、氧化钛的一种或两种以上的组合物。所述无机功能粒子选自二氧化硅、高岭土、钛白粉、氧化铝、氧化镁、氧化锆、沸石粒子中的一种或两种以上的混合物。所述助粘剂为树脂类附着力促进剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种。
实施例4-6配制的粘合浆料，通过喷涂、辊涂、计量棒式等方式将浆料涂布在石墨烯发热层或金属反射层上，并通过干燥固化成型，这样的涂层具有耐热、绝缘(体积电阻率≥7×1014Ω·cm)，粘接力优异(＞100N/m)，可以将反射层与发热层或反射层与隔热层的牢靠的结合在一起。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (4)

1.应用在具有加热功能的装饰板中的复合浆料，该具有加热功能的装饰板包括装饰板本体、粘合在装饰板本体上的发热层、粘合在发热层上的金属反射层、粘合在金属反射层上的隔热层，其特征在于，所述复合浆料包括用于分散加热材料，并将加热材料固化在装饰板本体上的固化浆料以及用于粘附无机层与金属层的粘合浆料；所述粘合浆料涂布在发热层与金属反射层之间，以及涂布在金属反射层与隔热层之间；
所述固化浆料以水为溶剂，加入无机-有机复合粘结剂、固化助剂而制成的环保水性浆料；所述发热层中加热材料为石墨烯粉体，所述石墨烯粉体、无机-有机复合粘结剂、固化助剂的用量比例为100∶(5-25)∶(0.1-2)；所述固化浆料的固含量为10-80％；所述无机-有机复合粘结剂由无机结构单元和有机结构单元组成，无机结构单元、有机结构单元的重量比为1∶(0.5-2)；所述无机结构单元选自水玻璃、硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、氟硅酸钠、磷酸二氢铝中的一种或两种以上的组合；所述有机结构单元选自聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或两种以上的组合物；所述固化浆料的粘度为50-500cst；
所述粘合浆料选取适用于石墨烯无机层与金属反射层的界面粘接以及金属反射层与隔热层的界面粘接的耐热环保水性胶，再加入无机功能粒子和助粘剂配制成粘合浆料；所述耐热环保水性胶、无机功能粒子和助粘剂的用量比例为100∶(1-20)∶(0.1-2)；所述耐热环保水性胶由软单体结构单元、硬单体结构单元和耐热无机结构单元组成；软单体结构单元、硬单体结构单元和耐热无机结构单元的重量比为100∶(75-100)∶(10-30)；所述无机功能粒子选自二氧化硅、高岭土、钛白粉、氧化铝、氧化镁、氧化锆、沸石粒子中的一种或两种以上的混合物。
2.如权利要求1所述的复合浆料，其特征在于，所述固化助剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；所述硅烷偶联剂选自偶联剂KH-550、偶联剂KH-570、偶联剂KH-560、偶联剂A-151、偶联剂A-171中的一种或两种以上的组合物；所述钛酸酯偶联剂选自TMC-201、TMC-102、TMC-101中的一种或两种以上的组合物。
3.如权利要求1所述的复合浆料，其特征在于，所述软单体结构单元选自丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯中的一种或两种以上的组合物；所述硬单体结构单元选自丙烯酸甲酯、丙烯酸环己酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈中的一种或两种以上的组合物；所述耐热无机结构单元选自氧化硅、氧化铝、氧化钛的一种或两种以上的组合物。
4.如权利要求1所述的复合浆料，其特征在于，所述助粘剂为树脂类附着力促进剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种。
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