CN110847532A - 一种高强高韧特斯林墙布 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及墙布技术领域，具体涉及一种高强高韧特斯林墙布，特斯林墙布由特斯林纱线编织而成，所述特斯林纱线包括PVC皮层和涤纶芯层，所述PVC皮层由改性PVC粒子熔融挤出而成，所述改性PVC粒子包括PVC、环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体、无机填料及助剂。聚丙烯酸酯弹性体具有强度高、韧性高和耐寒性好的优点，将其作为本发明PVC的增韧剂，可以较好改善PVC的抗拉强度、断裂伸长率和耐寒性，而长链的环氧大豆油作为聚丙烯酸酯的壳层参与到交联结构中后，聚丙烯酸酯弹性体在柔韧性好上会有所改善，与PVC基体也具有较好的相容性，因此也可以更好地提高PVC的断裂伸长率。
Description
技术领域
本发明涉及墙布技术领域，具体涉及一种高强高韧特斯林墙布。
背景技术
特斯林是无梭机生产的特种纺织品，采用特殊包复结构的复合纱线，即PVC/PET皮芯型纱线。芯体采高强涤纶工业长丝，皮层为耐老化，抗紫外线辐射的聚氯乙烯PVC材料。涤纶长丝引伸包复，经拉光冷却形成表面光滑、防水、防油、无毒、凉爽感的复合线。经纱通过智能型整经机制成织轴，无须上浆，直接在绕性剑杆织机上织造成网，再整理成最终产品。
虽然特斯林的力学性能主要由高强的涤纶芯纱所决定，但是在受力点是发生在皮层，因此作为PVC皮层的拉伸性能同等重要。拉伸性能主要体现的指标为抗拉强度和断裂伸长率，二者一般成反相关关系，即抗拉强度高则断裂伸长率一般较低。在抗拉强度的改善上，一般可以通过无机填料的加入来补强，但对于断裂伸长率往往容易产生的误区在于：抗冲击强度和断裂伸长率均为韧性的表现，因此二者的改性手段是相通的。但实际上，二者并不是等同的概念，采用改善抗冲击强度的主要手段，例如ACR、MBS和CPE等，在改善断裂伸长率上并不适用。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种力学性能较佳的特斯林墙布及其制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种高强高韧特斯林墙布，由特斯林纱线编织而成，所述特斯林纱线包括PVC皮层和涤纶芯层，所述PVC皮层由改性PVC粒子熔融挤出而成，所述改性PVC粒子包括如下重量份的原料：
所述增韧剂为环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体，所述环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体通过如下方法制得：
(1)环氧大豆油丙烯酸酯的制备：取50重量份的环氧大豆油和0.2重量份的阻聚剂混合并升温至95℃，恒速滴加6重量份的丙烯酸和0.5重量份的三苯基膦，滴加完毕后升温至115℃，反应至产物的酸值低于10mg/KOH，然后减压蒸馏去除阻聚剂，即得到环氧大豆油丙烯酸酯；
(2)种子乳液的制备：将10重量份甲基丙烯酸甲酯、4重量份丙烯酸和1重量份十二烷基硫酸钠和40重量份的水进行混合乳化，得到种子乳液；
(3)预聚合：往所述种子乳液加入0.1重量份的过硫酸铵，升温至80℃，保温反应60min，得到预聚合液；
(4)环氧大豆油丙烯酸酯与预聚合液聚合：往所述预聚合液中加入所述环氧大豆油丙烯酸酯和过硫酸铵，升温至85℃，保温反应50min，得到聚合物溶液，预聚合液、环氧大豆油丙烯酸酯和过硫酸铵的重量比为2:1:0.01；
(5)破乳：往所述聚合物溶液中加入硫酸镁进行破乳，洗涤、过滤、干燥，即得到所述增韧剂。
其中，所述阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚。
其中，所述PVC粉为山东齐鲁化石的PVC S-1000，具有较高的加工性能和机械性能。
其中，所述无机填料为纳米碳酸钙。
其中，所述增塑剂由环氧大豆油和对苯二甲酯二辛酯按重量比4-5:1的比例组成。
其中，所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
其中，所述润滑剂为硬脂酸酰胺、滑石粉和聚乙烯蜡中的至少一种。
其中，所述阻燃剂为聚磷酸铵、可膨胀石墨、氢氧化镁和氢氧化铝中的至少一种。
其中，所述抗紫外剂为UV-327和/或UV-531。
其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂168组成的混合物。
其中，所述改性PVC粒子的制备方法为：将各原料进行混合后，加入至双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度144-148℃、二区温度157-165℃、三区温度150-155℃、四区温度144-150℃和五区温度140-145℃。
本发明的有益效果在于：
1、聚丙烯酸酯弹性体具有强度高、韧性高和耐寒性好，将其作为本发明PVC的增韧剂，可以较好改善PVC的抗拉强度、断裂伸长率和耐寒性，而长链的环氧大豆油作为聚丙烯酸酯的壳层参与到交联结构中后，聚丙烯酸酯弹性体在柔韧性好上会有所改善，与PVC基体也具有较好的相容性，因此也可以更好地提高PVC的断裂伸长率；
2、本发明在PVC中加入热稳定剂、阻燃剂、抗紫外剂和抗氧剂等助剂，可以有效改善PVC的热稳定性、阻燃性和耐老化性；
3、本发明采用环氧大豆油作为主增塑剂，与环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体具有相同的分子结构，根据相似相容的原理，可以有效改善环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体与PVC的相容性，提高增韧剂的分散性；此外，环氧大豆油作为主增塑剂更符合绿色经济的要求。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种高强高韧特斯林墙布，由特斯林纱线编织而成，所述特斯林纱线包括PVC皮层和涤纶芯层，所述PVC皮层由改性PVC粒子熔融挤出而成，所述改性PVC粒子包括如下重量份的原料：
所述增韧剂为环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体，所述环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体通过如下方法制得：
(1)环氧大豆油丙烯酸酯的制备：取50重量份的环氧大豆油和0.2重量份的阻聚剂混合并升温至95℃，恒速滴加6重量份的丙烯酸和0.5重量份的三苯基膦，滴加完毕后升温至115℃，反应至产物的酸值低于10mg/KOH，然后减压蒸馏去除阻聚剂，即得到环氧大豆油丙烯酸酯；
(2)种子乳液的制备：将10重量份甲基丙烯酸甲酯、4重量份丙烯酸和1重量份十二烷基硫酸钠和40重量份的水进行混合乳化，得到种子乳液；
(3)预聚合：往所述种子乳液加入0.1重量份的过硫酸铵，升温至80℃，保温反应60min，得到预聚合液；
(4)环氧大豆油丙烯酸酯与预聚合液聚合：往所述预聚合液中加入所述环氧大豆油丙烯酸酯和过硫酸铵，升温至85℃，保温反应50min，得到聚合物溶液，预聚合液、环氧大豆油丙烯酸酯和过硫酸铵的重量比为2:1:0.01；
(5)破乳：往所述聚合物溶液中加入硫酸镁进行破乳，洗涤、过滤、干燥，即得到所述增韧剂。
其中，所述阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚。
其中，所述PVC粉为山东齐鲁化石的PVC S-1000。
其中，所述无机填料为纳米碳酸钙，纳米碳酸钙的粒径为40nm。
其中，所述增塑剂由环氧大豆油和对苯二甲酯二辛酯按重量比4.5:1的比例组成。
其中，所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。例如，所述钙锌复合热稳定剂为CH400钙锌复合热稳定剂(或者为CH401、CH402钙锌复合热稳定剂)
其中，所述润滑剂为硬脂酸酰胺和滑石粉按重量比1:1组成的混合物。
其中，所述阻燃剂为聚磷酸铵和氢氧化铝按重量比1:1组成的混合物。
其中，所述抗紫外剂为UV-327和UV-531按重量比1:1组成的混合物。
其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比1:1组成的混合物。
其中，所述改性PVC粒子的制备方法为：将各原料进行混合后，加入至双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度146℃、二区温度161℃、三区温度153℃、四区温度147℃和五区温度143℃。
实施例2
一种高强高韧特斯林墙布，由特斯林纱线编织而成，所述特斯林纱线包括PVC皮层和涤纶芯层，所述PVC皮层由改性PVC粒子熔融挤出而成，所述改性PVC粒子包括如下重量份的原料：
所述增韧剂为环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体，所述环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体通过如下方法制得：
(1)环氧大豆油丙烯酸酯的制备：取50重量份的环氧大豆油和0.2重量份的阻聚剂混合并升温至95℃，恒速滴加6重量份的丙烯酸和0.5重量份的三苯基膦，滴加完毕后升温至115℃，反应至产物的酸值低于10mg/KOH，然后减压蒸馏去除阻聚剂，即得到环氧大豆油丙烯酸酯；
(2)种子乳液的制备：将10重量份甲基丙烯酸甲酯、4重量份丙烯酸和1重量份十二烷基硫酸钠和40重量份的水进行混合乳化，得到种子乳液；
(3)预聚合：往所述种子乳液加入0.1重量份的过硫酸铵，升温至80℃，保温反应60min，得到预聚合液；
(4)环氧大豆油丙烯酸酯与预聚合液聚合：往所述预聚合液中加入所述环氧大豆油丙烯酸酯和过硫酸铵，升温至85℃，保温反应50min，得到聚合物溶液，预聚合液、环氧大豆油丙烯酸酯和过硫酸铵的重量比为2:1:0.01；
(5)破乳：往所述聚合物溶液中加入硫酸镁进行破乳，洗涤、过滤、干燥，即得到所述增韧剂。
其中，所述阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚。
其中，所述PVC粉为山东齐鲁化石的PVC S-1000。
其中，所述无机填料为纳米碳酸钙，纳米碳酸钙的粒径为50nm。
其中，所述增塑剂由环氧大豆油和对苯二甲酯二辛酯按重量比4:1的比例组成。
其中，所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
其中，所述润滑剂为硬脂酸酰胺。
其中，所述阻燃剂为聚磷酸铵。
其中，所述抗紫外剂为UV-327。
其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比1:1组成的混合物。
其中，所述改性PVC粒子的制备方法为：将各原料进行混合后，加入至双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度144℃、二区温度157℃、三区温度150℃、四区温度144℃和五区温度140℃。
实施例3
一种高强高韧特斯林墙布，由特斯林纱线编织而成，所述特斯林纱线包括PVC皮层和涤纶芯层，所述PVC皮层由改性PVC粒子熔融挤出而成，所述改性PVC粒子包括如下重量份的原料：
所述增韧剂为环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体，所述环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体通过如下方法制得：
(1)环氧大豆油丙烯酸酯的制备：取50重量份的环氧大豆油和0.2重量份的阻聚剂混合并升温至95℃，恒速滴加6重量份的丙烯酸和0.5重量份的三苯基膦，滴加完毕后升温至115℃，反应至产物的酸值低于10mg/KOH，然后减压蒸馏去除阻聚剂，即得到环氧大豆油丙烯酸酯；
(2)种子乳液的制备：将10重量份甲基丙烯酸甲酯、4重量份丙烯酸和1重量份十二烷基硫酸钠和40重量份的水进行混合乳化，得到种子乳液；
(3)预聚合：往所述种子乳液加入0.1重量份的过硫酸铵，升温至80℃，保温反应60min，得到预聚合液；
(4)环氧大豆油丙烯酸酯与预聚合液聚合：往所述预聚合液中加入所述环氧大豆油丙烯酸酯和过硫酸铵，升温至85℃，保温反应50min，得到聚合物溶液，预聚合液、环氧大豆油丙烯酸酯和过硫酸铵的重量比为2:1:0.01；
(5)破乳：往所述聚合物溶液中加入硫酸镁进行破乳，洗涤、过滤、干燥，即得到所述增韧剂。
其中，所述阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚。
其中，所述PVC粉为山东齐鲁化石的PVC S-1000。
其中，所述无机填料为纳米碳酸钙，纳米碳酸钙的粒径为60nm。
其中，所述增塑剂由环氧大豆油和对苯二甲酯二辛酯按重量比4:1的比例组成。
其中，所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
其中，所述润滑剂为滑石粉。
其中，所述阻燃剂为可膨胀石墨。
其中，所述抗紫外剂为UV-327。
其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比1:1组成的混合物。
其中，所述改性PVC粒子的制备方法为：将各原料进行混合后，加入至双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度148℃、二区温度165℃、三区温度155℃、四区温度150℃和五区温度145℃。
实施例4
一种高强高韧特斯林墙布，由特斯林纱线编织而成，所述特斯林纱线包括PVC皮层和涤纶芯层，所述PVC皮层由改性PVC粒子熔融挤出而成，所述改性PVC粒子包括如下重量份的原料：
所述增韧剂为环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体，所述环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体通过如下方法制得：
(1)环氧大豆油丙烯酸酯的制备：取50重量份的环氧大豆油和0.2重量份的阻聚剂混合并升温至95℃，恒速滴加6重量份的丙烯酸和0.5重量份的三苯基膦，滴加完毕后升温至115℃，反应至产物的酸值低于10mg/KOH，然后减压蒸馏去除阻聚剂，即得到环氧大豆油丙烯酸酯；
(2)种子乳液的制备：将10重量份甲基丙烯酸甲酯、4重量份丙烯酸和1重量份十二烷基硫酸钠和40重量份的水进行混合乳化，得到种子乳液；
(3)预聚合：往所述种子乳液加入0.1重量份的过硫酸铵，升温至80℃，保温反应60min，得到预聚合液；
(4)环氧大豆油丙烯酸酯与预聚合液聚合：往所述预聚合液中加入所述环氧大豆油丙烯酸酯和过硫酸铵，升温至85℃，保温反应50min，得到聚合物溶液，预聚合液、环氧大豆油丙烯酸酯和过硫酸铵的重量比为2:1:0.01；
(5)破乳：往所述聚合物溶液中加入硫酸镁进行破乳，洗涤、过滤、干燥，即得到所述增韧剂。
其中，所述阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚。
其中，所述PVC粉为山东齐鲁化石的PVC S-1000。
其中，所述无机填料为纳米碳酸钙，纳米碳酸钙的粒径为40nm。
其中，所述增塑剂由环氧大豆油和对苯二甲酯二辛酯按重量比4.3:1的比例组成。
其中，所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
其中，所述润滑剂为聚乙烯蜡。
其中，所述阻燃剂为氢氧化铝。
其中，所述抗紫外剂为UV-327和UV-531按重量比2:1组成的混合物。
其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比2:1组成的混合物。
其中，所述改性PVC粒子的制备方法为：将各原料进行混合后，加入至双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度145℃、二区温度159℃、三区温度151℃、四区温度145℃和五区温度142℃。
实施例5
一种高强高韧特斯林墙布，由特斯林纱线编织而成，所述特斯林纱线包括PVC皮层和涤纶芯层，所述PVC皮层由改性PVC粒子熔融挤出而成，所述改性PVC粒子包括如下重量份的原料：
所述增韧剂为环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体，所述环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体通过如下方法制得：
(1)环氧大豆油丙烯酸酯的制备：取50重量份的环氧大豆油和0.2重量份的阻聚剂混合并升温至95℃，恒速滴加6重量份的丙烯酸和0.5重量份的三苯基膦，滴加完毕后升温至115℃，反应至产物的酸值低于10mg/KOH，然后减压蒸馏去除阻聚剂，即得到环氧大豆油丙烯酸酯；
(2)种子乳液的制备：将10重量份甲基丙烯酸甲酯、4重量份丙烯酸和1重量份十二烷基硫酸钠和40重量份的水进行混合乳化，得到种子乳液；
(3)预聚合：往所述种子乳液加入0.1重量份的过硫酸铵，升温至80℃，保温反应60min，得到预聚合液；
(4)环氧大豆油丙烯酸酯与预聚合液聚合：往所述预聚合液中加入所述环氧大豆油丙烯酸酯和过硫酸铵，升温至85℃，保温反应50min，得到聚合物溶液，预聚合液、环氧大豆油丙烯酸酯和过硫酸铵的重量比为2:1:0.01；
(5)破乳：往所述聚合物溶液中加入硫酸镁进行破乳，洗涤、过滤、干燥，即得到所述增韧剂。
其中，所述阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚。
其中，所述PVC粉为山东齐鲁化石的PVC S-1000。
其中，所述无机填料为纳米碳酸钙，纳米碳酸钙的粒径为40nm。
其中，所述增塑剂由环氧大豆油和对苯二甲酯二辛酯按重量比4.8:1的比例组成。
其中，所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
其中，所述润滑剂为硬脂酸酰胺和聚乙烯蜡按重量比2:1组成的混合物。
其中，所述阻燃剂为可膨胀石墨和氢氧化镁按重量比3:1组成的混合物。
其中，所述抗紫外剂为UV-327和UV-531按重量比3:1组成的混合物。
其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比3:1组成的混合物。
其中，所述改性PVC粒子的制备方法为：将各原料进行混合后，加入至双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度147℃、二区温度163℃、三区温度154℃、四区温度148℃和五区温度144℃。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：
所述增韧剂为ACR增韧剂，所述ACR增韧剂为日本三菱的P-551A。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：
所述增塑剂为对苯二甲酯二辛酯。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于：
所述增韧剂为ACR增韧剂，所述ACR增韧剂为日本三菱的P-551A，所述增塑剂为对苯二甲酯二辛酯。
将实施例1和对比例1-4的PVC制成试样，按照GB/T1040 2006进行拉伸强度的断裂伸长率的性能测试，测试结果如下表：
| 拉伸强度(MPa) | 断裂伸长率(％) | |
| 实施例1 | 27.3 | 306 |
| 对比例1 | 20.5 | 271 |
| 对比例2 | 22.9 | 254 |
| 对比例3 | 24.1 | 278 |
由实施例1、对比例1的对比可知，相对常规的ACR增韧剂，本发明环氧大豆油改性聚氨酯对PVC的机械性能的提升更加显著。从实施例1和对比例2的对比可知，对苯二甲酯二辛酯一般比环氧大豆油更适合作为主增塑剂，但是由于对苯二甲酯二辛酯对于环氧大豆油改性聚氨酯相容性改性作用并不如环氧大豆油，因此对比例3也不能达到最佳的性能；从对比例1-3的对比可知，当采用常规增韧剂时，采用对苯二甲酯二辛酯相对环氧大豆油可以具有更高的改善作用，也证明了本发明机械性能的提升不仅仅只是因为增塑剂或增韧剂的单独的作用，二者复配是起到了改善相容性的作用，从而具有更佳的机械性能表现。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高强高韧特斯林墙布，其特征在于：由特斯林纱线编织而成，所述特斯林纱线包括PVC皮层和涤纶芯层，所述PVC皮层由改性PVC粒子熔融挤出而成，所述改性PVC粒子包括如下重量份的原料：
所述增韧剂为环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体，所述环氧大豆油改性聚丙烯酸酯弹性体通过如下方法制得：
(1)环氧大豆油丙烯酸酯的制备：取50重量份的环氧大豆油和0.2重量份的阻聚剂混合并升温至95℃，恒速滴加6重量份的丙烯酸和0.5重量份的三苯基膦，滴加完毕后升温至115℃，反应至产物的酸值低于10mg/KOH，然后减压蒸馏去除阻聚剂，即得到环氧大豆油丙烯酸酯；
(2)种子乳液的制备：将10重量份甲基丙烯酸甲酯、4重量份丙烯酸和1重量份十二烷基硫酸钠和40重量份的水进行混合乳化，得到种子乳液；
(3)预聚合：往所述种子乳液加入0.1重量份的过硫酸铵，升温至80℃，保温反应60min，得到预聚合液；
(4)环氧大豆油丙烯酸酯与预聚合液聚合：往所述预聚合液中加入所述环氧大豆油丙烯酸酯和过硫酸铵，升温至85℃，保温反应50min，得到聚合物溶液，预聚合液、环氧大豆油丙烯酸酯和过硫酸铵的重量比为2:1:0.01；
(5)破乳：往所述聚合物溶液中加入硫酸镁进行破乳，洗涤、过滤、干燥，即得到所述增韧剂。
2.根据权利要求1所述的一种高强高韧特斯林墙布，其特征在于：所述阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚。
3.根据权利要求1所述的一种高强高韧特斯林墙布，其特征在于：所述无机填料为纳米碳酸钙。
4.根据权利要求1所述的一种高强高韧特斯林墙布，其特征在于：所述增塑剂由环氧大豆油和对苯二甲酯二辛酯按重量比4-5:1的比例组成。
5.根据权利要求1所述的一种高强高韧特斯林墙布，其特征在于：所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
6.根据权利要求1所述的一种高强高韧特斯林墙布，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸酰胺、滑石粉和聚乙烯蜡中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种高强高韧特斯林墙布，其特征在于：所述阻燃剂为聚磷酸铵、可膨胀石墨、氢氧化镁和氢氧化铝中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种高强高韧特斯林墙布，其特征在于：所述抗紫外剂为UV-327和/或UV-531。
9.根据权利要求1所述的一种高强高韧特斯林墙布，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂168组成的混合物。
10.根据权利要求1所述的一种高强高韧特斯林墙布，其特征在于：所述改性PVC粒子的制备方法为：将各原料进行混合后，加入至双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度144-148℃、二区温度157-165℃、三区温度150-155℃、四区温度144-150℃和五区温度140-145℃。
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Legal Events
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Denomination of invention: A high-strength and high toughness Tesla wallpaper Granted publication date: 20210511 Pledgee: Heshan Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: Guangdong yalisjia New Material Co.,Ltd. Registration number: Y2024980017740 |