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文档简介

5涂料、染料、洗涤剂的污染防治与清洁生产5.1涂料5.1.1概述我国在很早时期,在使用天然树脂(如桐油)生产涂料时,就已经注意到使用黄丹(密佗僧)可加快涂膜的干燥,形成了较早的一种传统催干剂。表面活性剂由于分子结构中同时含有亲水和亲油基少量加入即可显著改变界面性能。在1929年,表面活性剂首次被引入乳液聚合的领域,出现第一批乳液聚合专利,为发展水分散乳液体的涂料奠定了基础。应该说,没有乳化剂的发现和引入涂料领域,就不可能有当今世界上占涂料总产量近一半的乳胶涂料的时代。涂料和油漆

涂料和油漆实际上没有什么区别,可以理解为同一种东西的两种称呼。中国消费者习惯把水性涂料叫涂料,油性涂料叫油漆,其实并不准确。前者似乎含有更多科学的成分,在现代科技和工业领域的意义更广些。

1涂料的定义一般而言,涂料就是能涂覆在被涂物件表面并能形成牢固附着的连续薄膜的材料。它既可以是无机的,如搪瓷釉、电镀铜、电镀镍、电镀锌等。也可以是有机的,如大多数有机高分子材料。由于它在物体表面结成干薄膜,故又称涂膜或涂层。用于建筑物作装饰或保护的涂料称为建筑涂料。

当代,涂料是指:一种可借助特定的施工方法涂覆于物体表面,对被涂物有保护、装饰、色彩标志、特殊用途或几种作用兼而有之的一类成膜物质。

2涂料的作用涂料总是涂覆在被涂物表面,通过形成涂膜而起作用:(1)保护作用

物件暴露在大气中,总是受到光、水分、氧气及空气中的其他气体(如二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等)以及酸、碱、盐水溶液和有机溶剂等的侵蚀,造成金属腐蚀、木材腐朽、水泥风化等破坏现象,在物件表面涂上涂料,形成一层保护膜,可使物件免受侵蚀,使材料的寿命得以延长。一般工业用涂料均要求具有保护作用。(2)装饰作用

在物件表面涂上涂料,形成具有不同颜色、不同光泽和不同质感的涂膜,可以得到五光十色、绚丽多彩的外观,起到美化环境、美化人们生活的作用,例如,大家熟悉的建筑物的内外墙涂料、汽车涂料等。

(3)特殊功能作用

涂料还可以经过适当的配方设计,得到具有特殊功能的涂膜,如用于饮料厂或食品厂等场合的防霉涂料可以使涂饰该涂料的墙面具有防止霉菌生长的功能;输油管内壁的防结蜡涂料,可防腐、减少石蜡粘结在管壁上,减少输送阻力;防火涂料能够使被涂覆的物件产生防火特性。此外还有防水涂料、防结露涂料、导电涂料、绝缘涂料、静电屏蔽涂料、防辐射涂料、隔热涂料、防污涂料等等。(4)调节建筑物的使用功能

利用装饰涂料的各种不同特点和不同施工方法,可提高室内的自然亮度,起到吸声和隔声的效果,保持其环境清洁,给人们创造出生活和学习的良好气氛,以及美的感受。(5)标志及其他作用(见书P138)

3涂料的命名原则1.涂料命名

为了简化起见,在涂料命名时,除了粉末涂料外仍采用“漆”一词,以后的具体叙述中,各涂料品种也称为漆,在统称时仍用“涂料”一词。涂料命名原则规定如下:

全名=颜料或颜色名称+成膜物质名称+基本名称。

若颜料对漆膜性能起显著作用,则用颜料名称代替颜色名称。对于某些有专业用途及特性的产品,必要时在成膜物质后面加以阐明。

2.涂料型号

涂料型号由三部分组成:第一部分是成膜物质,用汉语拼音字母表示;第二部分是基本名称,用两位数字表示;第三部分是序号,以表示同类品种间的组成、配比或用途的不同。这样组成的一个型号就只表示一个涂料品种而不会重复。

3.辅助材料

辅助材料的型号分两个部分:第一部分是辅助材料种类;第二部分是序号。

4.基本名称编号原则

涂料基本名称编号原则是采用0099两位数字来表示。0009代表基本品种;1019代表美工漆;2029代表轻工用漆;3039代表绝缘漆;4049代表船舶漆;5059代表防腐蚀漆等,如下表所示。

涂料基本名称编号表代

表名

代表名称

00

清油

31

(覆盖)绝缘漆

60

防火漆

01

清漆

32

绝缘(磁烘)漆

61

耐热漆

02

厚漆

33

粘合绝缘漆

62

变色漆

03

调和漆

34

漆包线漆

63

涂布漆

04

磁漆

35

硅钢片漆

64

可剥漆

05

烘漆

36

电容器漆

65

粉末涂料

06

底漆

37

电阻漆、电容器漆

66

感光涂料

07

腻子

38

半导体漆

80

地板漆

08

水溶漆、乳胶漆

40

防污漆、防蛆漆

81

鱼网漆

09

大漆

41水线漆

82

锅炉漆

10

锤纹漆

42甲板漆、甲板防滑漆

83

烟囱漆

11

皱纹漆

43船壳漆

84

黑板漆

12

裂纹漆

44船底漆

85

调色漆

13

晶纹漆

50耐酸漆

86

标志漆

14

透明漆

51耐减漆

98

胶液

20

铅笔漆

52防腐漆

99

其他

22

木器漆

53防锈漆

23

罐头漆

54耐油漆

30

(浸渍)绝缘漆

55耐水漆

4涂料的分类涂料的分类方法很多,通常有以下几种分类方法:

(1)按涂料的形态可分为水性涂料、溶剂性涂料、粉末涂料、高固体分涂料等;

(2)按施工方法可分为刷涂涂料、喷涂涂料、辊涂涂料、浸涂涂料、电泳涂料等;

(3)按施工工序分为底漆、中涂漆(二道底漆)、面漆、罩光漆等;

(4)按功能可分为装饰涂料、防腐涂料、导电涂料、防锈涂料、耐高温涂料、示温涂料、隔热涂料等;

(5)按用途可分为建筑涂料、罐头涂料、汽车涂料、飞机涂料、家电涂料、木器涂料、桥梁涂料、塑料涂料、纸张涂料等。

即使对于于同一类类涂料品品种,其其性能和和用途也也各不相相同。例例如,大大家熟知知的建筑筑涂料可可以进一一步分为为内墙涂涂料(包包括平光光涂料、、半光涂涂料、有有光涂料料、防结结露涂料料、多彩彩涂料、、喷塑涂涂料、仿仿瓷涂料料、复层层涂料))、外墙墙涂料((包括平平光涂料料、半光光涂料、、复层涂涂料、防防水涂料料)和地地板涂料料。但作为学学科研究究,根据据我国石石油化工工部颁布布标准,,涂料以以主要成成膜物质质为基础础划分为为17大大类。((见P139表5--2)5涂料的的成分涂料的组组成可分分为成膜物质质、挥发发分、颜颜料、助助剂4部分。。(1)成成膜物质质又称基基料,是是使涂料料牢固附附着于被被涂物面面上形成成连续薄薄膜的主主要物质质,是构构成涂料料的基础础,决定定着涂料料的基本本性质。。它既可可以是热热塑性树树脂,也也可以是是热固性性树脂。。常用作作成膜物物质的树树脂有醇醇酸/聚聚酯树脂脂、酚醛醛/氨基基树脂、、天然及及合成橡橡胶类。。由于不不同的树树脂有不不同的化化学结构构,其化化学物理理性质和和机械性性能各异异,有的的耐候性性好,有有的耐溶溶剂性好好或机械械性能好好,因此此其应用用范围也也不同。。(2)挥挥发分主主要指溶溶剂,包包括有机机溶剂和和水。主主要作用用是使基基料溶解解或分散散成为粘粘稠的液液体,以以便涂料料的施工工。在涂涂料的施施工过程程中和施施工完毕毕后,这这些有机机溶剂和和水挥发发,使基基料干燥燥成膜。。溶剂的的选用除除考虑其其对基料料的相溶溶性或分分散性外外,还需需要注意意其挥发发性、毒毒性、闪闪点及价价格等。。一个涂涂料品种种既可以以使用单单一溶剂剂,又可可以使用用混合溶溶剂。常常将基料料和挥发发的混合合物称为为漆料。。(3)颜颜料为分分散在漆漆料中的的不溶的的微细固固体颗粒粒,分为为着色颜颜料和体体质颜料料。主要要用于着着色、提提供保护护、装饰饰以及降降低成本本等。(4)助助剂用量量很少,,主要用用来改善善涂料某某一方面面的性能能,如消消泡剂、、分散剂剂、乳化化剂、润润湿剂等等用来改改善涂料料生产过过程中的的性能;;防沉剂剂、防结结皮剂等等用来改改善涂料料的贮存存稳定性性等;流流平剂、、增稠剂剂、防流流挂剂、、成膜助助剂、固固化剂、、催化剂剂等用来来改善涂涂料的施施工性和和成膜性性等;防防霉剂、、UV吸吸收剂、、阻燃剂剂、防静静电剂等等用来改改善涂膜膜的某些些特殊性性能。6涂料工业业的生产现现状过去20年年,我国涂涂料行业快快速发展,,从一个极极不引人注目的小小行业,一一跃成为世世人瞩目的的行业。我我国涂料产量从从协会成立立时的65.6万吨吨,增至2004年年298万吨吨,产量、、销量翻了了两番,目前稳居世世界第二大涂料料生产国。。5.1.2涂料的污污染涂料的大分分多为树脂脂类有机高高分子化合合物溶于有有机溶剂组组成,且有机溶剂主主要是苯、、甲苯、酮酮类、醇类类等,一些些着色颜料料还含有金金属(如铅铅)、金属属氧化物、、硫化物及及盐类。这些物质质都不同程程度地具有有毒性,当当它们通过过呼吸道进进入人体时时,使人食食欲下降、、恶心、腹腹胀、咳嗽嗽,并刺激激中枢神经经系统,造造成智商低低下,使人人感到头痛痛、头晕、、失眠及记记忆力衰退退等。国家家对居住区区大气中苯苯和铅的最最大容许值值分别为0.8mg/m3和和0.0015mg/m3。。为减少涂涂料对人体体的伤害,,应尽量选选用有害化化学成分少少的环保型型涂料,在在使用涂料料的调漆和和作业过程程中戴防护护口罩和防防护眼镜,,外露皮肤肤可涂防护护膏。在涂涂料未干之之前,不要要在室内长长期停留。。居室内安安装通风设设备或适时时打开门窗窗通风换气气。在生活活中不要用用苯类溶剂剂揩擦皮肤肤上的油漆漆污垢。1对大气的的污染涂料对大气气的污染主主要是指涂涂料在生产产或使用过过程中产生生的挥发性性物质,即即VOC(VolatileOrganicCompound)排排放到大气气中,造成成污染。涂料中的化化学物质除除成膜基质质外,其余余物质如溶溶剂、增塑塑剂、添加加剂等,大大都是易挥挥发性的有有机物,并并带有一定定的毒性,,这些物质质是涂料污污染大气的的主要来源源,是大气气的主要污污染源之一一。特别是是有机溶剂剂,使用量量大,挥发发性强,对对人畜损害害程度较大大。涂料施施工后,全全部有机溶溶剂挥发释释放到大气气中。据报报道,全世世界每年向向大气排放放的碳氢化化合物约达达2000万吨,其其中约有350万吨吨是涂料中中的有机溶溶剂。有机溶剂挥挥发到大气气中造成的的污染称一一次性污染染或原发性性污染。空空气中的溶溶剂量超过过标准,通通过呼吸进进入人体后后会损害人人体。如伯伯醇类、酮酮类溶剂损损害人体的的神经系统统,羟基甲甲酯、甲酸酸酯会使肺肺中毒形成成肺气肿等等。目前人人们用于室室内装修的的人造板使使用大量的的脲醛树脂脂粘合剂,,其中游离离甲醛会不不断释放出出来而污染染室内空气气。我国居居室空气甲甲醛卫生标标准为0.08毫克克/立方米米,而中密密度纤维板板释放甲醛醛平均速率率达0.3毫克/立立方米·小小时,长长期吸入超超量甲醛会会使人体出出现头痛、、疲倦、咳咳嗽、哮喘喘等症状。。据统计,,每年北京京地区室内内VOC((挥发性有有机物)污污染导致10万人慢慢性中毒。。室内VOC是城城市肺癌增增加的重要要因素。涂料中VOC排入大大气后,还还可以与空空气中的NOx作作用,产生生光化学烟烟雾,形成成大气的二二次污染,,对人体造造成更深程程度的损害害。历史上上世界八大大公害之一一的1966年美国国洛杉矶光光化学烟雾雾事件,造造成3000多人死死亡,其罪罪魁祸首就就是空气中中大量的VOC与NOx发生生光化反应应产生的光光化学烟雾雾。在我国,涂涂料每年生生产量达160万吨吨左右,有有机溶剂量量至少在80万吨以以上,涂料料溶剂对大大气的污染染问题已相相当严重。。2对水系的的污染(1)对海海洋的污染染涂料对海洋洋的污染主主要是船体体防污涂料料对海洋水水体的污染染。防污涂涂料的作用用是阻止海海中生物如如贻贝、海海藻等在吃吃水线下船船体的生长长。因为船船体长了海海生物就会会增加阻力力,使航速速下降,燃燃料消耗会会增加40%~50%。船体体涂以防污污漆,可减减少海生物物的依附,,保持其清清洁。自20世纪纪60年代代人们发现现有机锡的的防污特性性以来,有有机锡特别别是三丁基锡(TBT))防污涂料料到越来越越广泛的应应用。有机锡防污污涂料可有有效减少海海洋污损生生物对海洋洋船舶和建建筑物造成成的危害。。80年代代以来,人人们发现TBT对对环境有许许多负面影影响,每年年均有3000吨TBT等防防污涂料进进入海洋,,从而对海海洋环境产产生很大影影响,甚至至对海湾、、港口、船船坞等局部部海域的海海洋生物带带来毁灭性性威胁。例如,20世纪70年代末有有机锡污染染曾使法国国防卡琼湾湾的牡蛎养养殖业一度度瘫痪,幼幼蚝和成体体牡蛎养殖殖业直接经经济损失近近1.5亿亿美元。有关毒性试试验表明,,有机锡锡尤其是TBT和TPT对鱼鱼类毒性很很大。鱼类类对TBT有很强的的富集能力力,富集系系数为100~1000。近近20年以以来,曾发发现鲸和海海豚大批冲冲滩自杀,,其主要原原因是鲸和和海豚喜欢欢追逐海船船,海船中中的有机锡锡毒害了动动物脑神经经细胞,使使其丧失方方向,具有有集体行动动习性的动动物当其中中一头中毒毒冲滩后,,其余便盲盲目跟进形形成“集体体自杀”。。有机锡防污污涂料对海海洋生态环环境和海洋洋渔业资源源破坏性影影响已引起起了人类的的警觉和重重视,限制制乃至禁止止使用有机机锡防污涂涂料还在进进行之中,,取而代之之的将是无无锡或其他他新型的无无毒防污涂涂料,以保保护海洋水水体和保持持海洋生态态的平衡。。(2)对淡淡水系统的的污染涂料生产和和使用过程程中产生的的废水,含含有大量有有毒的无机机、有机化化合物,不不经处理或或经不完全全处理后排排入江、河河、湖泊,,会造成淡淡水咸化,,破坏地球球水资源循循环。淡水水资源量的的日益减少少直接威胁胁着地球生生物的生存存。涂料废水中中的重金属属离子可以以在河底泥泥层沉积和和富集,或或渗入地下下水中进一一步污染地地表淡水,,引起淡水水资源恶化化,加重了了环境中淡淡水资源的的危机。涂涂料生产中中产生的废废水量很大大,如生产产1吨氨基基树脂可产产生1.1~1.21吨废水水。生产酚醛树树脂产生的的废水也很很类似,废废水中常含含有酚类、、苯类等有有毒有机物物。涂料在使用用过程中,,涂膜不断断老化,漆漆膜粉化而而不断开裂裂、剥落,,其中的颜颜料、填料料(多为铅铅、铬、镉镉等重金属属离子无机机物)被雨雨水冲刷,,慢慢排入入水中,造造成污染。。另外,大大气的污染染也可交叉叉引起水质质污染。大大气中有毒毒的有机物物尘粒被雨雨水夹带落落入地面,,流入江河河造成污染染。3合成涂涂料对生态态的影响及及对人体健健康的影响响合成涂料中中的未完全全反应单体体、有机溶溶剂、添加加剂、重金金属离子等等大部分带带有毒性,,对地球生生态和人体体健康带来来极大的甚甚至是不可可逆转的影影响。污染染物可直接接或间接地地进入生物物体或者人人体,干扰扰或改变体体内正常生生理功能,,能引起种种群变异或或减少。近近年来有资资料报道已已表明,多环芳烃((PAHs)、多氯氯联苯(PCBs))、表面活活性剂及增增塑剂等许多化学物物都具有类雌激素(estrogenlike)的作用用。该类物物质进入脊脊椎动物体体内会影响响脊椎动物物的生殖,,进入人体体能产生致致癌、致畸畸的作用。。其生殖毒毒性研究是是当前毒理理学研究热热点之一。。而有机锡化化合物作为为防污涂料料进入海洋洋环境,尤尤其是TBT化合物物,是进入入海洋环境境毒性最大大的污染物物之一。TBT化合合物能够使使牡蛎壳增增厚、空腔腔以及螺类类性畸变((imposex));在牡蛎蛎贝壳的空空腔中有大大量的胶状状蛋白质,,不能正常常钙化;TBT可以以影响螺体体内激素代代谢,在雌雌体内产生生雄性激素素睾酮,雌雌体表现雄雄性特征。。由于环境污污染对人类类健康的危危害是显而而易见的。。在近几十十年来,人人类恶性肿肿瘤的激增增,生殖质质量下降,,人体免疫疫系统的失失调等等,,无不与环环境污染存存在重大关关系,污染染的失控发发展甚至危危及人类的的生存。我国在木器器涂装、金金属防腐、、汽车面漆漆等行业仍仍使用溶剂剂型为主的的涂料,每每年向大气气中排放的的VOC总总量就达76万吨之之多,从事事涂料生产产、涂料喷喷刷作业工工人的健康康因此受到到很大损害害。如含苯或含含苯溶剂型型涂料作业业环境空气气中苯浓度度通常为几几十至上千千毫克/立立方米,人人长期处于于这种环境境中,轻者者出现头晕晕、头痛、、乏力、记记忆力减退退、血象改改变等症状状,重者造造成再生性性贫血、白白血病等。。目前世界上上涂料每产产量约2300万吨吨,近30%为溶剂剂型。解决决涂料VOC对人体体健康的损损害问题已已到了刻不不容缓的地地步,因此此,开发使使用低污染染无毒的““绿色涂料料”已成为为世界涂料料行业当务务之急。涂料是现代代社会中的的第二大污污染源。第第一污染源源是交通运运输业带来来的,比如如汽车尾气气、油品渗渗透等。因因此,涂料料对环境的的污染问题题越来越受受到重视。。美国洛杉杉矶地区在在1967年实施了了限制涂料料溶剂容量量的66法法规,自此此以后,国国外对涂料料中溶剂的的用量的限限定也愈来来愈严格。。开始只对对一些可发发生光化学学反应的溶溶剂实施限限制,但后后来发现几几乎所有的的溶剂都能能发生光化化学反应((除了水、、丙酮等以以外)。我我们应该尽尽量减少这这些溶剂的的用量。5.1.3绿色涂料料1绿色涂料料的界定由于传统涂涂料对环境境与人体健健康有影响响,所以现现在人们都都在想办法法开发绿色色涂料,,所谓“绿色涂料料”是指节节能、低污污染的水性性涂料、粉粉末涂料、、高固体含含量涂料(或称无溶溶剂涂料)和辐射固固化涂料等等。第一个层次次是涂料总总有机挥发发量(VOC),有有机挥发物物对我们的的环境我们们的社会和和人类自身身构成直接接的危害。第二个层次次是溶剂的的毒性,亦亦即那些和和人体接触触或吸入后后可导致疾疾病的溶剂剂。大家熟知的的苯、甲醇醇便是有毒毒的溶剂。。乙二醇的的醚类曾是是一类水性性涂料常用用的溶剂,,在20世世纪70年年代,它作作为无毒溶溶剂而被大大量的使用用;但在20世纪80年代初初发现乙二二醇醚是一一类剧毒的的溶剂,那那时,实验验室的此类类溶剂都被被没收,严严禁使用。。例如,聚乙乙烯吡咯烷烷酮是一类类人造血浆浆,制备它它的单体乙乙烯基吡咯咯烷酮曾被被认为是一一种无毒的的化学品,,80年代代末曾被介介绍给光固固化涂料界界,被认为为是一种具具有高稀释释效率、高高聚合速度度的活性单单体,而且且用它作为为活性稀释释剂所得漆漆膜性能优优异。但是是不久就发发现它是一一种致癌物物,因此被被禁止使用用。有毒的的溶剂对生生产和施工工人员都会会造成直接接危害。第三个层次次是对用户户安全问题题:一般说来来涂料干燥燥以后,它它的溶剂基基本上可以以挥发掉,,但这要有有一个过程程,特别是是室温固化化的涂料,,有的溶剂剂挥发得很很慢,这些些溶剂的量量虽然不大大,但由于于用户长时时间的接触触,溶剂若若有毒,也也会造成对对人体健康康的伤害,,因此在制制备时一定定要限制有有毒溶剂的的使用。2高固体体分涂料料溶液型涂涂料的一一类改进进品种。。通常的的溶液型型涂料在在施工粘粘度下,,固体分分低,一一般只有有30%左右,,所得涂涂膜较薄薄,要反反复涂装装多次。。高固体体分涂料料用分子子量分布布很窄的的、官能能团含量量较多的的低分子子聚合物物为成膜膜物质,,在可施施工粘度度时含固固量可高高达55%~62%。。涂装一一次即可可得到2~3倍倍于通常常溶剂型型涂料的的厚度的的涂膜,,减少了了施工次次数。同同时节约约溶剂,,减少对对环境的的污染,,而涂膜膜性能仍仍能保持持较高水水平。唯唯成膜物物质的制制备难度度较大。。已得到到实际应应用的有有:(1)高固固体分氨氨基聚酯酯(或称称无油醇醇酸)烘烘漆,制制备较容容易,是是卷材涂涂料的一一类品种种,多用用于工业业产品制制造;((2)高高固体分分热固性性丙烯酸酸涂料,,有很好好的户外外耐久性性,适用用于汽车车等产品品涂饰。。3水基涂涂料4液体无无溶剂涂涂料无溶剂涂涂料包括括粉末涂料料和光固化涂涂料。由于涂涂料不含含溶剂,,对环境境的污染染问题可可得到较较彻底的的解决。。因此,,它们受受到极大大的重视视,发展展十分迅迅速。粉粉末涂料料现在在在我国已已有了相相当大的的规模,,得到了了广泛的的应用。。光固化化涂料在在我国的的发展有有一段曲曲折的过过程,发发展相对对落后,,但近几几年已经经有了很很大的变变化。5粉末涂涂料粉末涂料料就是不不包含有有机溶剂剂,固体体分含量量为100%的的涂料。。粉末涂涂料归为为绿色涂涂料是由由于其VOC接接近于零零,且比比传统溶溶剂型涂涂料的综综合效能能高,可可达90%以上上。节节能降耗耗可达30%~~50%,涂层层耐候、、耐久和和耐化学学性优越越,使其其品种和和产量在在不断提提高和扩扩大。粉末涂料料产量仅仅次于水水性涂料料,约占占总量的的20%。粉末末涂料除除无溶剂剂VOC污染优优点外,还可进进行涂装装后回收收利用过过喷粉末末,克服服了涂料料喷涂过过程中过过喷浪费费现象,,提高了了涂料利利用率。。粉末涂料料发展方方向低温固化化性粉末末涂料粉粉末涂料料的烘干干温度低低温化以以后能带带来以下下效果::

*节能能,降低低烘干室室的运转转成本。。

*适用用于粉末末涂装底底材的增增加。*由由于烘烘干室的的负荷减减轻,使使用寿命命会增长长,亦可可减少维维修费用用、发热热量,可可抑制室室温上升升。*老老涂装经经改造后后可使用用原烘干干室,而而且升温温时间或或烘干后后冷却时时间缩短短,减少少了生产产周期。。耐候性粉粉末涂料料为为使粉粉末涂料料能全面面取代优优质的合合成树脂脂涂料,,适用于于户外产产品的涂涂装,国国外涂料料公司开开发了很很多品牌牌的高性性能耐候候粉末涂涂料。铝铝建材用用粉末涂涂料,建建材的表表面处理理一般用用阳极氧氧化法。。在欧美美采用粉粉末涂装装约占30%,,亚洲各各国也在在逐渐增增加。美美国的铝铝合金建建筑材料料的涂装装规格AAMA-605要求求在佛罗罗里达州州的试验验场地暴暴晒5年年,过去去只有聚聚偏二氟氟化乙烯烯树脂通通过了这这一要求求。英国国一家公公司开发发的聚酯酯粉末涂涂料D-2000耐候候性非常常优异,,且价格格较氟树树脂低,,可以大大量生产产。粉末涂料料现以其其完全不不含溶剂剂、涂装装效率高高、保护护和装饰饰综合性性能等特特点适应应了涂料料工业对对节约资资源、能能源,减减少环境境污染,,提高功功效方面面的要求求具有独独特的经经济效益益和社会会效益,,受到全全世界的的重视,,得以飞飞速发展展。因此此,合理理有效地地利用资资源,改改善环境境将成为为21世世纪发展展的主题题。为了进一一步增强强粉末涂涂料的生生命力,,扩大其其应用范范围,粉粉末涂料料今后拟拟向以下下几个方方向发展展:*低低温固化化

*合成成原子和和分子构构件*功功能化*专专用化化*美美术化*研研究开开发新型型固化剂剂6辐射固固化涂料料用高能辐辐射引发发涂膜内内成膜物物质聚合合固化的的涂料。。根据所所用辐射射源可分分为光(紫外外光)固固化涂料料和电子子束固化化涂料等。辐射射固化由由于被涂涂底物不不需要加加热,因因此像纸纸张、塑塑料、木木材等一一些不能能用一般般加热法法干燥的的材料,,都可采采用此法法固化。。由于辐辐射固化化时间较较短,特特别适合合于高速速涂装。。7新型涂涂料———氟碳涂涂料氟碳涂料料是以含含氟树脂脂为主要要成膜物物的系列列涂料的的统称,,它是在在氟树脂脂基础上上经过改改性、加加工而成成的一种种新型涂涂层材料料,其主主要特点点是树脂脂中含有有大量的的F-C键,其其键能为为485KJ/mol在所有有化学键键中堪称称第一.在受热热、光((包括紫紫外线))的作用用下,F-C难难以断裂裂,因此此显示出出超长的的耐候性性及耐化化学介质质腐蚀,,故其稳稳定性是是所有树树脂涂料料中最好好的。这这就基本本决定了了它具有有比一般般其它类类型涂层层材质更更为优异异的使用用性能,,因此在在行业内内有“涂涂料王””之称。。作为一种种高科技技功能性性涂料和和一种全全新的表表面装饰饰防护材材料,其其耐候性性、化学学抗性等等诸多性性能等均均优于目目前市面面上流行行的聚氨氨酯、有有机硅、、丙烯酸酸树酯等等高档涂涂料,户户外使用用寿命有有长达20年的的数据。。氟树脂脂有常温温固化、、低温烘烘烤等系系列品种种,同时时具有修修补再生生涂性,,施工方方法与一一般涂料料基本相相同。氟氟涂料已已在建筑筑、化学学、电气气电子、、机械、、航空、、航天、、家庭用用品等领领域得到到广泛的的应用,,尤其是是在重污污染、强强腐蚀的的环境中中,更显显示了其其优越的的防护性性能。氟涂料的的发展历历经了60多年年,经历历了热熔熔型、常常温交联联型固化化型、水水基型三三个发展展阶段。。8涂料助助剂的发发展助剂类型型主要要发展趋趋势①乳化剂剂1)水性性低分分子量聚聚合物代代替传统统乳化剂剂、实现现无皂聚合2)反应型乳乳化剂3)功能型乳化化剂②流平剂高高效、相容性性广泛,具有有可重涂性、、不含有机硅硅③分散剂1)高分子子分散剂2)带有高高效稳定基团团的分散剂④防污剂1)高效低毒毒无锡防污剂剂2)天然然产品提提取物防污剂3)多功功能防污剂⑤防霉剂1)高效安全全性能的防霉霉杀菌剂2)混合防霉霉剂⑥引发剂1)官能团引引发剂,除引引发自由基反反应外,也参参加固化反应.2)新型光敏敏引发剂剂⑦消光剂1)低污染涂涂料,如水性性漆、乳胶粉粉末涂料和高高固体、无溶剂涂涂料用消光光剂.2)对光泽无影影响高分子腊消光剂⑧流变剂1)酰胺腊2)微凝胶胶⑨氟碳表表面活1)开发价价格适中的氟碳表面面张力调节剂剂性剂⑩增稠剂1)PU类增增稠剂2)综合型增增稠剂绿色涂装技术术涂装是涂料在在底物表面附附着膜化的过过程。涂装过过程中喷涂、、剥落和设备备清洗三过程程会产生废物物污染,如喷喷涂中涂料的的散发和清洗洗设备试剂废废液。绿色涂装是根据涂料的的品种类型、、工件表面质质量、涂装工工件的批量而而采用合适的的涂装工艺条条件和程序,,减少有毒废废物的排放,,回收利用废废旧物料的环环保型涂装。。不同的涂料品品种和不同的的工序产生不不同类型的废废物污染,污污染预防和回回收利用方法法则各异。企企业可根据自自身产品的实实际情况,采采用合适的工工艺工序或调调整原有的工工艺条件或原原料材料比,,尽可能将废废物污染及危危害降到最低低。某装饰材料厂厂生产表面喷喷涂的金属装装饰板,喷涂涂所用的溶剂剂为甲苯,废废气中甲苯浓浓度为600毫克/立方方米。该厂采采用炭吸附和和催化床组成成集成工艺处处理废气,经经过吸附、催催化氧化、脱脱附等处理,,甲苯的净排排放浓度为60毫克/立立方米,符合合国家《大气气污染排放标标准》。涂料料的绿色涂装装是刚刚起步步的涂料清洁洁生产的重要要组成部分,,也是绿色涂涂料的重要内内容之一。5.1.4绿绿色涂料涂装装技术前景1绿色涂料发发展前景随着国家环保保体制的日益益完善,随着着人们的环保保意识的不断断深入,环保保涂料必是大大势所趋。绿绿色环保涂料料则具有相当当好性能:第一,它无毒毒、无害,不不污染环境且且不会危害人人体健康;因因为绿色环保保涂料是一种种无机涂料,,而无机涂料料的基料材料料往往直接取取于自然界,,相对于一些些有机涂料基基料来说,无无机涂料基料料的生产及使使用过程中对对环境的污染染小,产品多多数是以水为为分散介质,,无环境和健健康方面的不不良影响。第二,绿色环环保涂料一般般为水性或水水乳性物质,,无异味、不不燃烧,施工工及运输不需需特别要求;;第三,绿色环环保涂料大都都是新型外保保温建材,在在墙体结构中中,特种胶泥泥将墙体与基基材紧紧地结结合在一起,,不会分离。。绿色环保涂涂料的高弹性性和防水作用用,不仅能使使其涂层很好好地密闭保护护墙体,墙体体上会沾染灰灰尘和种种空空气污染物,,但一经雨水水冲刷就会干干干净净,并并且色泽的持持久性也较之之同类产品提提高1倍以上上,其中性能能最好的能保保持10年,,能使采用它它的建筑物的的外墙长久地地保持其美丽丽容颜。它具具有多功能性性,如防霉、、防辐射、防防紫外线、阻阻燃等特点。。两者相比较,,不难看出,,环保涂料进进入市场广泛泛推广不过是是一个时间问问题,绿色环环保涂料必然然会迎来盛世世。2涂料的清洁洁生产清洁生产的定定义清清洁生产通常常是指在产品品生产过程和和预期消费中中,既合理利利用自然资源源,把对人类类和环境的危危害减至最小小,又能充分分满足人类需需要,使社会会经济效益最最大化的一种种生产模式。。清洁生产的内内容清清洁生产的内内容有三个方方面:

*自自然资源和和能源利用的的最合理化;;

*经济济效益最大化化;

*对对人类和环境境的危害最小小化。清洁生产的方方法清清洁生产的方方法通常有两两种:*源头治理理。即在废物产生生之前最大限限度地减少或或降低废物的的产生量和毒毒性;*现场循环环回收利用。。清洁生产的出出现是人类工工业生产迅速速发展的历史史必然,是一一项迅速发展展中的新生事事物,是人类类对工业化大大生产所制造造出有损于自自然生态人类类自身污染这这种负面作用用逐渐认识所所作出的反应应和行动。自自1989年年,联合国开开始在全球范范围内推行清清洁生产以来来,全球先后后有8个国家家建立了清洁洁生产中心,,推动着各国国清洁生产不不断向深度和和广度拓展。。涂料的清洁生生产是“绿色色”涂料的重重要组成部分分。包括两个个方面的内容容:

*源源头治理,,针对生产末末端产生的污污染物开发行行之有效的治治理技术;*开发发替代产品,,调整工艺过过程,优化系系统配置,使使污染物减至至最少。近20年来,,涂料污染严严重化趋势迫迫使人们投入入了大量的财财力、物力进进行末端治理理,但由于工工业化的扩展展,污染物的的迅速增加,,末端治理出出现了很大的的局限性。人人们开始醒悟悟到,与其治治理末端污染染,不如开发发替代产品,,调整工艺和和配置,把废废物消灭在生生产之前,亦亦即涂料清洁洁生产,以最最大限度地减减少污染。为取代代有害有毒涂涂料,各种各各样的新型环环保涂料应运运而生。根据据产品实际要要求,可选用用效用广,低低VOC值,,水中溶解度度低,在自然然环境中能够够降解,在食食品链中无生生物或毒性积积累的涂料。。如前所述可可采用水性涂涂料、粉末涂涂料或高固体体分涂料,减减少或停止使使用有毒重金金属颜料等。。再以船船底防防污涂涂料为为例,,目前前市场场上已已有多多种环环保型型无锡锡防污污涂料料流行行。((甲醛醛)丙丙烯酸酸类树树脂涂涂料存存在聚聚合物物析出出问题题,但但以乳乳酸类类聚合合物为为基料料的防防污涂涂料可可生物物降解解、有有析出出但无无残留留。而而以有有机硅硅树脂脂和表表面处处理剂剂组成成的非非析出出型防防污涂涂料正正在开开发研研究之之中,,相信信不久久将会会得到到广泛泛应用用。改进生生产过过程,,改造造、替替代落落后生生产工工艺,,调整整原料料、能能源使使用,,优化化生产产程序序等。。为防防止喷喷涂过过程溶溶剂散散发,,可使使用辐辐射固固化配配方,,实现现溶剂剂瞬间间挥发发完全全,调调整喷喷枪工工件间间距,,保持持喷枪枪与工工件表表面的的垂直直喷涂涂,适适当降降低涂涂料雾雾化气气压等等等。。对于工工件涂涂前的的表面面处理理,尽尽量使使用无无毒清清除剂剂,或或采用用如光光辐射射法等等物理理方法法处理理。对于设设备清清洗流流程,,可尽尽量进进行连连续大大批量量生产产,减减少清清洗次次数;;水或或溶剂剂可建建立现现场循循环利利用系系统重重复使使用。。总而言言之,,涂料料的清清洁生生产是是涂料料工业业向绿绿色涂涂料发发展的的新阶阶段,,生产产企业业提高高产品品质量量和服服务质质量,,使涂涂料更更好地地造福福人类类的生生产模模式和和手段段。涂涂料清清洁生生产的的推广广和实实施在在国家家有关关部门门采取取的一一系列列环保保措施施下,,得到到了加加强和和保证证。3涂料料涂装装的新新方向向4几种种有趣趣的新新产品品5展望望1)有毒有有害涂涂料将将被淘淘汰有毒毒有害害涂料料在涂涂料历历史发发展的的长河河中曾曾为人人类作作出了了巨大大的贡贡献,,至今今仍在在市场场上占占有一一定的的份量量。但但其对对环境境和人人类健健康的的负面面影响响使其其今日日风光光不再再,在在未来来新世世纪最最终遭遭受被被淘汰汰的命命运。。无毒毒无害害的绿绿色涂涂料替替代有有毒有有害涂涂料是是必然然的趋趋势。。人们们自意意识到到毒性性涂料料对环环境的的污染染和人人类健健康的的影响响,就就开始始制定定了一一系列列相关关的法法令、、法规规和措措施,,限制制或禁禁止有有毒有有害涂涂料的的生产产和使使用。。如2000年年初初国国家家经经贸贸委委发发布布《《淘淘汰汰落落后后生生产产能能力力、、工工艺艺和和产产品品目目录录((第第一一批批))》》((6号号令令))中中明明令令禁禁止止生生产产有有毒毒建建筑筑内内外外墙墙涂涂料料107涂涂料料,,代代之之以以均均醋醋乳乳剂剂漆漆、、醋醋丙丙乳乳酸酸漆漆和和苯苯丙丙乳乳酸酸漆漆涂涂料料,,在在这这些些乳乳酸酸漆漆中中不不含含甲甲醛醛和和铅铅、、镉镉、、铬铬等等重重金金属属污污染染,,目目前前已已在在市市场场上上占占领领了了主主要要地地位位。。人们们还还通通过过提提高高涂涂料料生生产产使使用用健健康康标标准准,,达达到到限限制制或或淘淘汰汰有有毒毒有有害害涂涂料料的的目目的的,,促促进进高高科科技技环环保保型型涂涂料料的的发发展展。。如如国国际际海海洋洋委委员员会会已已通通过过禁禁令令““涂涂漆漆作作业业安安全全————涂涂漆漆工工艺艺安安全全标标准准””((GB6514-86),,2008年年1月月2日日以以后后所所有有使使用用含含锡锡涂涂料料的的船船只只禁禁止止在在海海上上运运行行,,从从而而间间接接的的迫迫使使涂涂料料生生产产企企业业将将产产品品向向绿绿色色环环保保型型转转变变。。国家家技技术术监监督督局局对对建建筑筑粘粘剂剂产产品品质质量量进进行行统统检检时时发发现现,,被被抽抽查查的的22家家107胶胶生生产产企企业业,,质质量量总总会会不不合合格格,,主主要要原原因因是是甲甲醛醛含含量量严严重重超超标标。。有有毒毒有有害害的的107涂涂料料是是80年年代代初初期期开开发发的的以以聚聚乙乙烯烯缩缩甲甲醛醛为为主主要要成成膜膜物物的的涂涂料料。。还有有个个别别企企业业把把107胶胶、、羧羧甲甲基基淀淀粉粉((CMS))、、羧羧甲甲基基纤纤维维素素((CMS))当当成成合合成成树树脂脂乳乳液液,,加加入入颜颜料料简简单单加加工工之之后后伪伪冒冒乳乳胶胶漆漆出出售售,,严严重重地地干干扰扰建建筑筑涂涂料料市市场场的的健健康康发发展展。。如如果果低低质质有有害害的的107涂涂料料、、改改性性淀淀粉粉涂涂料料和和改改性性纤纤维维素素涂涂料料继继续续生生产产、、销销售售和和使使用用,,既既是是对对有有限限资资源源的的浪浪费费,,也也必必将将对对环环境境造造成成严严重重污污染染,,更更是是对对人人民民健健康康的的不不负负责责任任。。2)新世世纪绿色色涂料发发展方向向21世纪绿绿色涂料料除无毒毒无害化化外,用用途更广广,性能能更加优优良。发发展的重重点有以以下几个个方面:*重点发展展乳胶漆漆:乳胶漆漆是一种种以合成成乳液为为粘结剂剂,加入入填料和和少量助助剂,以以水作溶溶剂的涂涂料。具具有低毒毒无害、、没有污污染、无无火灾危危险等特特点。*无机矿物物涂料:主要成成份是无无毒的硅硅酸盐加加上无机机矿物的的颜料、、填料。。*固体涂料料:主要由由粉末涂涂料和辐辐射固化化涂料组组成VOC为零零,安全全可靠。。3)我国国绿色环环保涂料料前景广广阔我国对绿绿色环保保涂料的的研究始始于20世纪80年代代。到目目前为止止已取得得令人振振奋的成成果。各各种环保保涂料层层出不穷穷。由中中国涂料料标准化化技术委委员会委委员王栓栓研制的的一种新新型涂料料,与同同型普通通化学涂涂料放入入两个鱼鱼缸中,,1小时时后,放放在普通通涂料缸缸中的鱼鱼儿已中中毒死亡亡,而放放入新型型涂料缸缸中的鱼鱼儿却照照样活蹦蹦乱跳。。我国政府府非常重重视绿色色涂料的的生产和和发展,,已把发发展绿色色涂料问问题提高高到可持持续发展展战略决决策的地地位,管管理部门门通过制制定各种种措施,,调整涂涂料的品品种结构构,以安安全清洁洁为主导导,增加加高科技技含量,,逐步实实现涂料料由传统统型向环环保型转转变。习题1.涂料料的构成成如何??2.涂料料有哪些些主要功功能?3.涂料料由哪几几部分组组成?每每一部分分各起什什么么作用用?4.涂料料的分类类如何??其选用用原则有有哪些??5.各种种涂料的的主要成成分和特特性如何何?6.举例例说明特特种涂料料的应用用。5.2染染料5.2.1概述述染色是一一门古老老的技艺艺。而我我国是最最早有染染色实践践的国家家,在距距今约3000年的周周代已经经有掌管管染色的的“染人人”,亦亦被称为为“染草草之官””。在距距今2000多多年前的的的西汉汉初期,,染色已已达到了了相当高高的水平平,此有有湖南长长沙马王王堆西汉汉古墓的的出土文文物为证证。19世纪纪中期以以前,所所使用的的染料都都源于自自然界,,称为天天然染料料如:从从蓝草中中提取的的靛蓝,,从茜草草中得到到得茜素素,以及及海螺的的分泌物物经氧化化后得到到得染料料泰尔柴柴,从苏苏木中提提取的苏苏木精,,从雌性性胭脂虫虫得到的的胭脂红红等等。。到1856,,科学的的曙光终终于在一一次推进进了染料料工业的的发展,,英国的的化学家家伯琴((W.H.Perkin)在在一次偶偶然的机机会中制制得了苯苯胺紫,,宣告了了合成染染料时代代得到来来。伴随随着有机机合成工工业的发发展,染染料工业业也在不不断的进进步中,,新的合合成染料料不断被被发现,,到1971年年为止染染料索引引中已收收录了1895只合成成染料,,而现在在全世界界每年都都要新出出现数百百支新型型染料。。5.2.2染料料的分类类染料的分分类方法法有三种种:按来源划划分(天天然和合合成染料料)、按按应用性性能划分分、按化化学结构构划分。常用后后两种分分类方法法。染料按应应用性能能分为以以下几类类:1.直接接染料(direct

dyes)该该类染料料与纤维维分子之之间以范范德化力力和氢键键相结合合,分子子中含有有磺酸基基、羧基基而溶于于水,在在水中以以阴离子子形式存存在,可可使纤维维直接染染色。2.酸性性染料((aciddyes)在在酸性性介质中中,染料料分子内内所含的的磺酸基基、羧基基与蛋白白纤维分分子中的的氨基以以离子键键相合,,主要用用于蛋白白纤维((羊毛、、蚕丝、、皮革))的染色色。3.分散散染料((dispersedyes)该该类染染料水溶溶性小,,染色时时借助分分散剂呈呈分散状状态而使使疏水性性纤维((涤纶、、锦纶等等)染色色。4.活性性染料((reactiondyes)染染料料分子中中存在能能与纤维维分子的的羟基、、氨基发发生化学学反应的的基团。。通过与与纤维成成共价键键而使纤纤维着色色。又称称反应染染料。主主要用于于棉、麻麻、合成成纤维的的染色,,也可用用于蛋白白纤维的的着色。。5.还原原染料((vat

dyes))有有不溶和和可溶于于水两种种。不溶溶性染料料在碱性性溶液中中还原成成可溶性性,染色色再经过过氧化使使其在纤纤维上恢恢复其不不溶性而而使纤维维着色。。可溶性性则省去去还原一一步。该该类染料料主要用用于纤维维素纤维维的染色色和印花花。6.阳离离子染料料(cationic

dyes))

因在在水中呈呈阳离子子状态而而得名。。用于晴晴纶纤维维的染色色,常并并入碱性性染料类类。7.冰染染染料((azoicdyes)为为不不溶性偶偶氮染料料,染色色时需在在冷冻条条件(0-5℃℃)下进进行,由由重氮和和偶分组组分直接接在纤维维上反应应形成沉沉淀而染染色。8.缩聚聚染料((polycondesation

dyes))该该类染料料染色时时脱去水水溶性基基团缩合合成大分分子不溶溶性染料料附着在在纤维上上,称为为缩聚染染色。此此外还还有氧化化染料、、硫化染染料等。。化学结构构分类((主要是是根据染染料所含含共轭体体系的结结构来分分)。可可分为::偶氮、、酞菁、、蒽醌、、菁类、、靛族、、芳甲烷烷、硝基基和亚硝硝基等染染料。在在有的大大类别中中又可分分为若干干小类。。实际上上,现现在有有些染染料很很难仅仅以其其结构构和使使用性性能来来分类类,上上述两两种分分类方方法均均有待待于进进一步步完善善。5.2.3染料料的污污染问问题1简介介2偶氮氮染料料致癌癌问题题3染料料中的的环境境激素素4重金金属的的污染染绿色染染料应包括括以下下几方方面内内容:1、不不含在在特定定条件件下会会裂解解产生生22种(或24种种)致致癌芳芳香胺胺的偶偶氮染染料,,或染染料中中不含含有22种种(或或24种)游离离致癌癌芳香香胺;;2、染染料本本身无无致癌癌性和和致敏敏性;;3、可可萃取取的重重金属属在限限值以以下;;4、甲甲醛含含量在在限值值以下下;5、不不含环环境激激素;;6、不不含杀杀虫剂剂和含含氯有有机载载体的的持续续性有有机污污染物物;7、不不会产产生环环境污污染的的化学学物质质;8、非非结构构性因因素的的现用用染料料采用用清洁洁生产产和新新技术术。除以上上内容容外,,绿色色染料料还必必须在在染色色性能能(包包括色色光和和鲜艳艳度、、上染染率、、固色色率、、提升升率、、匀染染性、、重现现性等等),,牢度度性能能,简简化应应用工工艺,,降低低能耗耗、水水耗,,减少少印染染污水水和价价格等等方面面,超超过被被禁用用的染染料及及现用用的非非禁用用染料料的水水平。。5.2.4几种种环保保型染染料1活性性染料料普施施安XL++体系系2蒽醌醌类生生物染染料3其他他若干干环保保型染染料的的开发发动向向4天然然染料料5.2.5新染染色技技术1前处处理2超临临界CO2染色色工艺艺3后整整理5.2.6废水水污染染的治治理1物理理化学学法1.1吸吸附法法在在物物理化化学法法中应应用最最多的的是吸吸附法法。吸吸附法法是利利用吸吸附剂剂表面面的活活性,将分分子态态的污污染物物浓集集于其其表面面而达达到去去除目目的,目前前主要要采用用活性性炭吸吸附法法。吸吸附法法处理理染料料废水水具有有投资资少、、周期期短等等特点点,适适用于于规模模较小小的企企业,但应应对吸吸附染染料后后的吸吸附剂剂再生生及废废吸附附剂的的后处处理引引起重重视,以减减少二二次污污染。。1.2膜膜分离离技术术膜膜分离离技术术用于于印染染废水水处理理具有有能耗耗低、、工艺艺简单单、不不污染染环境境等特特点。。但是是膜分分离技技术由由于浓浓差极极化、、膜污污染及及膜的的价格格较贵贵,更更换频频率较较快,使处处理成成本较较高,从而而严重重阻碍碍了膜膜分离离技术术的更更大规规模的的工业业应用用。1.3萃萃取技技术萃萃取技技术是是利用用不溶溶或难难溶于于水的的溶剂剂将染染料分分子从从水中中萃取取出来来。实实验证证明,电泳泳萃取取技术术是一一种很很好的的染料料回收收技术术。近近年来来液膜膜技术术发展展较快快,利利用液液膜技技术萃萃取含含染料料废水水中的的染料料物质质,具具有明明显的的经济济效益益和环环境效效益。。2化学学法2.1混混凝法法混混凝法法工艺艺流程程简单单,操操作管管理方方便,设备备投资资省,占地地面积积小,对疏疏水性性染料料脱色色效果果很高高。但但该法法运行行费用用较高高,泥泥渣量量多且且脱水水困难难,对对亲水水性染染料以以及对对水体体中其其他可可溶性性N、、P化化合物物去除除率差差,需需开发发新型型高效效混凝凝剂。。2.2FFenntoon((过氧氧化氢氢和硫硫酸亚亚铁))法法用用Feenttonn试剂剂对含含染料料废水水进行行混凝凝前的的预处处理,脱色色率可可达96.77%,而直直接混混凝法法脱色色率仅仅为

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