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一种沥青基防卷材的制备方法

阅读:656发布:2020-05-13

专利汇可以提供一种沥青基防卷材的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 沥青 基防 水 卷材的制备方法,属于防水卷材技术领域。本发明以矿渣为原料,水玻璃为 碱 性激发剂, 碳 纤维 布为 增强材料 ,与 水泥 进行复合制备出无机胶凝材料作为填料;以热塑性聚 氨 酯改性EVA 树脂 和沥青为原料,制备出一种沥青基防水卷材; 碳纤维 丝在绝 氧 条件下具有良好的高温 力 学性能,熔点可达4000℃左右;碱性激发剂能使矿渣玻璃体结构解离,并重新排列生成水化 硅 酸 钙 凝胶和水化 铝 酸钙,使得制备的沥青基防水卷材具有良好的耐高温性能;EVA树脂具有永久的柔韧性,较好的耐酸碱性,能耐紫外线老化,以及良好的粘接性,热塑性聚氨酯改性EVA树脂,使得改性后的EVA树脂具有良好防水性能,制备的沥青基防水卷材具有良好的耐老化性能和防水性能。,下面是一种沥青基防卷材的制备方法专利的具体信息内容。

1.一种沥青基防卷材的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)取矿渣、水玻璃、水泥纤维布、去离子水,将矿渣、水玻璃、水泥和碳纤维布混合置于胶砂搅拌机中搅拌处理,即得混合物料,在混合物料中加入去离子水,在搅拌速度为
100~200r/min下搅拌10~15min,即得混合浆料,将混合浆料注入模中,恒温恒湿养护后拆模,即得半成品,将半成品进行破碎研磨,即得填料;
(2)将热塑性聚酯和EVA乳液混合,恒温搅拌处理,即得改性乳液;
(3)取沥青、改性乳液、填料,将沥青进行熔融处理,即得熔融物,在熔融物中加入填料,油浴搅拌处理,即得基料A,将基料A进行剪切处理,即得基料B,在基料B中加入改性乳液,进行搅拌处理,即得前驱体物料;
(4)将前驱体物料涂覆在无纺布层胎基层上、下表面,即得沥青层,将PE膜附在沥青层上,利用具有齿痕的成型辊挤压定型,即得坯体,将坯体经过冷却、计量收卷,即得沥青基防水卷材。
2.根据权利要求1所述的一种沥青基防水卷材的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述的矿渣、水玻璃、水泥、碳纤维布、去离子水之间的比例分别为:按重量份数计,分别称取20~30份矿渣、1~5份水玻璃、10~15份水泥、1~10份碳纤维布、20~40份去离子水。
3.根据权利要求1所述的一种沥青基防水卷材的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述的搅拌处理步骤为:将矿渣、水玻璃、水泥和碳纤维布混合置于胶砂搅拌机中,在搅拌速度为400~500r/min下搅拌1~3min。
4.根据权利要求1所述的一种沥青基防水卷材的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述的恒温恒湿养护步骤为:将混合浆料注入40mm×40mm×160mm的钢模中,将钢模置于温度
18~22℃,相对湿度为90%~98%下恒温恒湿养护20~24h。
5.根据权利要求1所述的一种沥青基防水卷材的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述的恒温搅拌处理步骤为:按质量比1∶1将热塑性聚氨酯和EVA乳液混合,在温度为130~140℃,搅拌速度为400~500r/min下搅拌15~20min。
6.根据权利要求1所述的一种沥青基防水卷材的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述的沥青、改性乳液、填料之间的比例分别为:按重量份数计,分别称取40~60份沥青、20~30份改性乳液、20~30份填料。
7.根据权利要求1所述的一种沥青基防水卷材的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述的熔融处理步骤为:将沥青置于温度为170~200℃下加热至熔融状态。
8.根据权利要求1所述的一种沥青基防水卷材的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述的油浴搅拌处理步骤为:在熔融物中加入填料,在温度为210~220℃,搅拌速度为500~
600r/min下油浴搅拌30~40min。
9.根据权利要求1所述的一种沥青基防水卷材的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述的剪切处理步骤为:将基料A在转速为3000~4000r/min下剪切40~50min。
10.根据权利要求1所述的一种沥青基防水卷材的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述的搅拌处理步骤为:在基料B中加入改性乳液,在搅拌速度为900~1000r/min下搅拌1~2h。

说明书全文

一种沥青基防卷材的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种沥青基防水卷材的制备方法,属于防水卷材技术领域。

背景技术

[0002] 防水材料作为建筑物桥梁不可或缺的重要部分,可防止雨水、生活用水、地下水和潮气对建筑材料的侵蚀,避免建筑物结构强度的下降和使用寿命的缩短。经过多年的发展,国内外防水材料的品种数量和各项性能都有很大提高。大体上可以把防水材料按照材质的不同,分为无机防水材料和有机防水材料,也就是刚性防水材料和柔性防水材料,而有机类防水材料的防水效果最好,在防水领域占有有机防水材料大致可分为沥青基防水卷材,高聚物防水卷材,防水涂料等。
[0003] 作为一种常见的传统防水卷材,沥青基防水卷材的胎基是以原纸、纤维毡、纤维布、塑料膜或纺织物等材料中的一种或数种复合而成,石油沥青或者聚合物改性沥青作为浸润材料,最后用浸润材料来浸润胎基而制成的长条片状防水卷材。在我国的防水材料中,沥青基防水卷材成本低,加工工艺成熟,占有很大一部分市场份额,但现在已逐渐的被其他高性能的防水卷材替代。根据使用沥青的不同,沥青基防水卷材可以分为沥青防水卷材和聚合物改性沥青防水卷材两种。
[0004] 沥青防水卷材又叫沥青油毡,是以滑石粉、板岩粉、粉等无机填料填充到沥青中,与胎基进行浸涂或辊压制成的柔性片状防水卷材。沥青材料可以是页岩沥青、焦油沥青、石油沥青等,胎基包括纤维毡、原纸、纤维织物、布、麻布、塑料膜、金属箔等材料,表面防粘措施可以撒布粉状、片状、粒状矿物质材料或贴覆合成高分子薄膜、金属膜等材料。最初研制的沥青防水卷材是沥青油纸和沥青纸胎防水卷材,其耐低温性、耐高温性和耐老化性都不好,即使科研技术人员对沥青的性能进行改性,并研制开发出不同胎体的沥青防水卷材,性能依然无法满足特殊场合的使用。所以成本低的沥青防水卷材,因为使用年限不长,需要经常更换,现在已经除了一些要求不高的场合,一般不再使用。
[0005] 现在经常应用聚合物改性沥青,来制备沥青防水卷材,耐高温和耐低温性能都得到很好的改善。
[0006] 高聚物改性沥青防水卷材是一类片状类可卷曲的柔性防水材料。它的胎基主要是玻纤毡、聚酯毡、黄麻布、聚乙烯膜、聚酯无纺布等,浸润材料是以高分子聚合物改性过的沥青,防粘粉一般用粉状、片状、粒状等矿物质材料,或者用合成高分子薄膜等做为覆面材料。
[0007] 由于石油沥青在高温时,易流淌,低温时又会发脆,实际应用效果不好,为了改善沥青的耐高低温性差的特点,人们加入分子量高的聚合物来改性沥青。经过高聚物改性的的沥青防水卷材不仅耐高低温性变好,拉伸强度变高,伸长率变大,而且憎水性、耐腐蚀性和黏结性也变好,相应提高了沥青防水卷材的防水性。聚合物改性沥青防水卷材的改性材料有很多种,不同的改性材料,得到的防水卷材的性能和应用场合也就不同。我们按照改性用的聚合物材料的种类不同,可以把高聚物改性沥青防水卷材分为橡胶改性沥青防水卷材、塑料改性沥青防水卷材、橡塑共混改性沥青防水卷材三大类。作为沥青改性剂,聚合物应具备以下几个条件:改性用的聚合物与沥青的相容性要好,这样改性材料能在共混物胶料中更好的分散,提高应用和性能的稳定性;聚合物改性剂需要也是必须具有的作用,是能改善沥青低温变脆硬,高温易流淌的劣性,显著地提高耐高低温性能和耐气候性;作为沥青的性能改性剂,高聚物不能使沥青的砧度有很显著的增加,降低其加工性能,也就是不能选择分子量过高,不易加工的高聚物;目前,人们选择作为改性沥青防水卷材的橡胶主要有SBS,丁苯橡胶(SBR),再生胶,废胶粉等,改性用的塑料主要为APP,橡塑共混物主要为SBS和APP等,其他的还有自粘聚合物,塑橡胶等。
[0008] 为了提高高聚物改性沥青防水卷材的可加工性、机械性能和降低成本。防水卷材中需要加入助熔剂材料,主要有芳油、润滑油、三线油等,无机填充材料可以提高防水卷材的耐磨性和耐候性,且对加工成型有利,还可以调节勃度和硬度,是不可或缺的添加材料,最主要的是可以大大降低成本,填充料主要有滑石粉、滑石菱镁矿、砚台粉、泥板岩粉、白石粉、粉煤灰等。人们最常应用石粉作为填充料。填充料应满足以下要求:密度与沥青越接近越好;粒径合适;亲水系数越小越好。避免防水卷材生产、运输和储存过程中粘结的覆面材料一般应用PE膜、矿物粒料或铝箔等。

发明内容

[0009] 本发明所要解决的技术问题:针对传统沥青防水卷材耐老化性能较差的问题,提供了一种沥青基防水卷材的制备方法。
[0010] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:(1)取矿渣、水玻璃、水泥纤维布、去离子水,将矿渣、水玻璃、水泥和碳纤维布混合置于胶砂搅拌机中搅拌处理,即得混合物料,在混合物料中加入去离子水,在搅拌速度为
100~200r/min下搅拌10~15min,即得混合浆料,将混合浆料注入模中,恒温恒湿养护后拆模,即得半成品,将半成品进行破碎研磨,即得填料;
(2)将热塑性聚酯和EVA乳液混合,恒温搅拌处理,即得改性乳液;
(3)取沥青、改性乳液、填料,将沥青进行熔融处理,即得熔融物,在熔融物中加入填料,油浴搅拌处理,即得基料A,将基料A进行剪切处理,即得基料B,在基料B中加入改性乳液,进行搅拌处理,即得前驱体物料;
(4)将前驱体物料涂覆在无纺布层胎基层上、下表面,即得沥青层,将PE膜附在沥青层上,利用具有齿痕的成型辊挤压定型,即得坯体,将坯体经过冷却、计量收卷,即得沥青基防水卷材。
[0011] 步骤(1)所述的矿渣、水玻璃、水泥、碳纤维布、去离子水之间的比例分别为:按重量份数计,分别称取20~30份矿渣、1~5份水玻璃、10~15份水泥、1~10份碳纤维布、20~40份去离子水。
[0012] 步骤(1)所述的搅拌处理步骤为:将矿渣、水玻璃、水泥和碳纤维布混合置于胶砂搅拌机中,在搅拌速度为400~500r/min下搅拌1~3min。
[0013] 步骤(1)所述的恒温恒湿养护步骤为:将混合浆料注入40mm×40mm×160mm的钢模中,将钢模置于温度为18~22℃,相对湿度为90%~98%下恒温恒湿养护20~24h。
[0014] 步骤(2)所述的恒温搅拌处理步骤为:按质量比1∶1将热塑性聚氨酯和EVA乳液混合,在温度为130~140℃,搅拌速度为400~500r/min下搅拌15~20min。
[0015] 步骤(3)所述的沥青、改性乳液、填料之间的比例分别为:按重量份数计,分别称取40~60份沥青、20~30份改性乳液、20~30份填料。
[0016] 步骤(3)所述的熔融处理步骤为:将沥青置于温度为170~200℃下加热至熔融状态。
[0017] 步骤(3)所述的油浴搅拌处理步骤为:在熔融物中加入填料,在温度为210~220℃,搅拌速度为500~600r/min下油浴搅拌30~40min。
[0018] 步骤(3)所述的剪切处理步骤为:将基料A在转速为3000~4000r/min下剪切40~50min。
[0019] 步骤(3)所述的搅拌处理步骤为:在基料B中加入改性乳液,在搅拌速度为900~1000r/min下搅拌1~2h。
[0020] 本发明与其他方法相比,有益技术效果是:(1)本发明以矿渣为原料,水玻璃为性激发剂,碳纤维布为增强材料,与水泥进行复合制备出无机胶凝材料作为填料;以热塑性聚氨酯改性EVA树脂和沥青为原料,制备出一种沥青基防水卷材;碳纤维布具有轻质高强、耐腐蚀、抗老化、耐久性好等特点,碳纤维丝在绝条件下具有良好的高温学性能,熔点可达4000℃左右;矿渣玻璃体的主要结构单元是
4- 5- 4- 5-
氧四面体[SiO4] 和铝氧四面体[AlO4] ,碱性激发剂能使矿渣玻璃体的[SiO4] 、[AlO4]结构解离,并重新排列生成水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和水化铝酸钙,制备的无机胶凝材料具有良好的耐高温性能,使得制备的沥青基防水卷材具有良好的耐高温性能;EVA树脂具有永久的柔韧性,较好的耐酸碱性,能耐紫外线老化,以及良好的粘接性,热塑性聚氨酯改性EVA树脂,使得改性后的EVA树脂具有良好防水性能,制备的沥青基防水卷材具有良好的耐老化性能和防水性能;
(2)本发明以硅酸盐为主的玻璃体中,存在着[SiO4]4-、[Si2O7]6-、[Si6O18]12-等多种负离子基团,这些基团时分时合;随着温度下降,聚合过程逐渐占优势,形成由不等数目的[SiO4]4-四面体以不同的连接方式聚合而成的链状或网状结构;矿渣玻璃体是以[SiO4]4-四面体为基本结构单元,[SiO4]4-之间由“桥氧”连接成空间网络,而四配位的Al3+以[AlO4]5-四面体的形式参与组网;Ca2+、Mg2+以及六配位的Al3+等离子处于网络链条之外,但又以一定的配位状态分布于网络结构中;矿渣由多数连续的富钙相和少数不连续的富硅相组成,富硅相被富钙相严密包裹,形成矿渣玻璃体的主要结构特征;富钙相中的Ca-O、Mg-O键比富硅相中的Si-O键弱得多,具有较高的热力学不稳定性;因此,矿渣是一种分相玻璃体,富钙相是矿渣玻璃体具有较高水硬活性的根源,经碱激发的矿渣,不仅具有很高的活性,而且在应用中,耐高温性能非常优异;
(3)本发明中热塑性聚氨酯在耐高低温性能方面具有优势,其高温剪切强度仍高于
12MPa,并且具有较好的耐水性、耐温性、耐蠕变性和耐腐性等特点,由于热塑性聚氨酯分子链间存在着氢键,其本身分子链中的酯基与EVA中的酯基也存在着相互作用,故EVA分子链之间通过热塑性聚氨酯分子链间的氢键产生更强的相互作用,表现为软化点逐渐提高。

具体实施方式

[0021] 按重量份数计,分别称取20~30份矿渣、1~5份水玻璃、10~15份水泥、1~10份碳纤维布、20~40份去离子水,将矿渣、水玻璃、水泥和碳纤维布混合置于胶砂搅拌机中,在搅拌速度为400~500r/min下搅拌1~3min,即得混合物料,在混合物料中加入去离子水,在搅拌速度为100~200r/min下搅拌10~15min,即得混合浆料,将混合浆料注入40mm×40mm×160mm的钢模中,将钢模置于温度为18~22℃,相对湿度为90%~98%下恒温恒湿养护20~
24h后拆模,即得半成品,将半成品进行破碎研磨,即得填料;按质量比1∶1将热塑性聚氨酯和EVA乳液混合,在温度为130~140℃,搅拌速度为400~500r/min下搅拌15~20min,即得改性乳液;按重量份数计,分别称取40~60份沥青、20~30份改性乳液、20~30份填料,将沥青置于温度为170~200℃下加热至熔融状态,即得熔融物,在熔融物中加入填料,在温度为
210~220℃,搅拌速度为500~600r/min下油浴搅拌30~40min,即得基料A,将基料A在转速为3000~4000r/min下剪切40~50min,即得基料B,在基料B中加入改性乳液,在搅拌速度为
900~1000r/min下搅拌1~2h,即得前驱体物料;将前驱体物料涂覆在无纺布层胎基层上、下表面,即得沥青层,将PE膜附在沥青层上,利用具有齿痕的成型辊挤压定型,即得坯体,将坯体经过冷却、计量收卷,即得沥青基防水卷材。
[0022] 实施例1取矿渣、水玻璃、水泥、碳纤维布、去离子水,将矿渣、水玻璃、水泥和碳纤维布混合置于胶砂搅拌机中搅拌处理,即得混合物料,在混合物料中加入去离子水,在搅拌速度为100r/min下搅拌10min,即得混合浆料,将混合浆料注入钢模中,恒温恒湿养护后拆模,即得半成品,将半成品进行破碎研磨,即得填料;将热塑性聚氨酯和EVA乳液混合,恒温搅拌处理,即得改性乳液;取沥青、改性乳液、填料,将沥青进行熔融处理,即得熔融物,在熔融物中加入填料,油浴搅拌处理,即得基料A,将基料A进行剪切处理,即得基料B,在基料B中加入改性乳液,进行搅拌处理,即得前驱体物料;将前驱体物料涂覆在无纺布层胎基层上、下表面,即得沥青层,将PE膜附在沥青层上,利用具有齿痕的成型辊挤压定型,即得坯体,将坯体经过冷却、计量收卷,即得沥青基防水卷材。矿渣、水玻璃、水泥、碳纤维布、去离子水之间的比例分别为:按重量份数计,分别称取20份矿渣、1份水玻璃、10份水泥、1份碳纤维布、20份去离子水。搅拌处理步骤为:将矿渣、水玻璃、水泥和碳纤维布混合置于胶砂搅拌机中,在搅拌速度为400r/min下搅拌1min。恒温恒湿养护步骤为:将混合浆料注入40mm×40mm×160mm的钢模中,将钢模置于温度为18℃,相对湿度为90%下恒温恒湿养护20h。恒温搅拌处理步骤为:按质量比1∶1将热塑性聚氨酯和EVA乳液混合,在温度为130℃,搅拌速度为400r/min下搅拌
15min。沥青、改性乳液、填料之间的比例分别为:按重量份数计,分别称取40份沥青、20份改性乳液、20份填料。熔融处理步骤为:将沥青置于温度为170℃下加热至熔融状态。油浴搅拌处理步骤为:在熔融物中加入填料,在温度为210℃,搅拌速度为500r/min下油浴搅拌
30min。剪切处理步骤为:将基料A在转速为3000r/min下剪切40min。搅拌处理步骤为:在基料B中加入改性乳液,在搅拌速度为900r/min下搅拌1h。
[0023] 实施例2取矿渣、水玻璃、水泥、碳纤维布、去离子水,将矿渣、水玻璃、水泥和碳纤维布混合置于胶砂搅拌机中搅拌处理,即得混合物料,在混合物料中加入去离子水,在搅拌速度为150r/min下搅拌12min,即得混合浆料,将混合浆料注入钢模中,恒温恒湿养护后拆模,即得半成品,将半成品进行破碎研磨,即得填料;将热塑性聚氨酯和EVA乳液混合,恒温搅拌处理,即得改性乳液;取沥青、改性乳液、填料,将沥青进行熔融处理,即得熔融物,在熔融物中加入填料,油浴搅拌处理,即得基料A,将基料A进行剪切处理,即得基料B,在基料B中加入改性乳液,进行搅拌处理,即得前驱体物料;将前驱体物料涂覆在无纺布层胎基层上、下表面,即得沥青层,将PE膜附在沥青层上,利用具有齿痕的成型辊挤压定型,即得坯体,将坯体经过冷却、计量收卷,即得沥青基防水卷材。矿渣、水玻璃、水泥、碳纤维布、去离子水之间的比例分别为:按重量份数计,分别称取25份矿渣、3份水玻璃、12份水泥、5份碳纤维布、30份去离子水。搅拌处理步骤为:将矿渣、水玻璃、水泥和碳纤维布混合置于胶砂搅拌机中,在搅拌速度为450r/min下搅拌2min。恒温恒湿养护步骤为:将混合浆料注入40mm×40mm×160mm的钢模中,将钢模置于温度为20℃,相对湿度为94%下恒温恒湿养护22h。恒温搅拌处理步骤为:按质量比1∶1将热塑性聚氨酯和EVA乳液混合,在温度为135℃,搅拌速度为450r/min下搅拌
18min。沥青、改性乳液、填料之间的比例分别为:按重量份数计,分别称取50份沥青、25份改性乳液、25份填料。熔融处理步骤为:将沥青置于温度为185℃下加热至熔融状态。油浴搅拌处理步骤为:在熔融物中加入填料,在温度为215℃,搅拌速度为550r/min下油浴搅拌
35min。剪切处理步骤为:将基料A在转速为3500r/min下剪切45min。搅拌处理步骤为:在基料B中加入改性乳液,在搅拌速度为950r/min下搅拌1h。
[0024] 实施例3取矿渣、水玻璃、水泥、碳纤维布、去离子水,将矿渣、水玻璃、水泥和碳纤维布混合置于胶砂搅拌机中搅拌处理,即得混合物料,在混合物料中加入去离子水,在搅拌速度为200r/min下搅拌15min,即得混合浆料,将混合浆料注入钢模中,恒温恒湿养护后拆模,即得半成品,将半成品进行破碎研磨,即得填料;将热塑性聚氨酯和EVA乳液混合,恒温搅拌处理,即得改性乳液;取沥青、改性乳液、填料,将沥青进行熔融处理,即得熔融物,在熔融物中加入填料,油浴搅拌处理,即得基料A,将基料A进行剪切处理,即得基料B,在基料B中加入改性乳液,进行搅拌处理,即得前驱体物料;将前驱体物料涂覆在无纺布层胎基层上、下表面,即得沥青层,将PE膜附在沥青层上,利用具有齿痕的成型辊挤压定型,即得坯体,将坯体经过冷却、计量收卷,即得沥青基防水卷材。矿渣、水玻璃、水泥、碳纤维布、去离子水之间的比例分别为:按重量份数计,分别称取30份矿渣、5份水玻璃、15份水泥、10份碳纤维布、40份去离子水。搅拌处理步骤为:将矿渣、水玻璃、水泥和碳纤维布混合置于胶砂搅拌机中,在搅拌速度为500r/min下搅拌3min。恒温恒湿养护步骤为:将混合浆料注入40mm×40mm×160mm的钢模中,将钢模置于温度为22℃,相对湿度为98%下恒温恒湿养护~24h。恒温搅拌处理步骤为:
按质量比1∶1将热塑性聚氨酯和EVA乳液混合,在温度为140℃,搅拌速度为500r/min下搅拌
20min。沥青、改性乳液、填料之间的比例分别为:按重量份数计,分别称取60份沥青、30份改性乳液、30份填料。熔融处理步骤为:将沥青置于温度为200℃下加热至熔融状态。油浴搅拌处理步骤为:在熔融物中加入填料,在温度为220℃,搅拌速度为600r/min下油浴搅拌
40min。剪切处理步骤为:将基料A在转速为4000r/min下剪切50min。搅拌处理步骤为:在基料B中加入改性乳液,在搅拌速度为1000r/min下搅拌2h。
[0025] 对照例:东莞某公司生产的防水卷材。
[0026] 将实施例及对照例制备得到的防水卷材进行检测,具体检测如下:拉伸强度:按GB12953-2003,常温,拉伸速率250mm/min。
[0027] 撕裂强度:按GB/T529-1999,常温,拉伸速率(500±50)mm/min。
[0028] 耐热空气老化性能:按GB18244测定,热老化条件:哑铃状样条,竖直悬挂在不停旋转的转盘,热空气,80℃×168h,热老化后常温静置调节时间24h。
[0029] 具体测试结果如表1。
[0030] 表1性能表征对比表检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 对照例
拉伸强度/MPa 14 13 12 6
撕裂强度/MPa 30 29 28 15
性能保持率/% 90 91 92 50
由表1可知,本发明制备的防水卷材具有良好的机械性能和耐老化性能。
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