TW201936501A

TW201936501A - 水性的疏水性二氧化矽分散液

Info

Publication number: TW201936501A
Application number: TW108102963A
Authority: TW
Inventors: 朗Ｈ阮; 卡維特Ｋ派; 史蒂芬雅各布斯; 天琦劉; 瑪莉莎Ｊ莫內洛; 加西亞安杰莉卡Ｍ山奇斯; 桂張良
Original assignee: 美商客寶公司
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2019-09-16
Also published as: JP2021511423A; DE112019000531T5; CN111655802B; NL2022455B1; FR3077065A1; TWI793254B; FR3077065B1; US11987501B2; CN116102915A; NL2022455A; CN116102915B; WO2019144910A1; US20210053833A1; JP7044889B2; CN111655802A

Abstract

本發明提供一種水性的疏水性二氧化矽分散液，其包括親水性微粒二氧化矽及疏水性微粒二氧化矽。

Description

水性的疏水性二氧化矽分散液

塗料用於賦予許多組合物之剛性及可撓性基板廣泛多種特性。腐蝕及刮擦保護、熱及電絕緣以及改良之美觀性僅為塗佈應用之寬頻譜中之若干實例。

隨著塗佈工業的發展，目標及要求變得更為嚴格。舉例而言，重要的係減少揮發性有機化合物(VOC)之排放，特別著重於室內及建築結構用途。工業應用以改良耐腐蝕性及其他保護性特徵以最佳化維護週期時間為目標。

在塗佈平滑表面時之重要考量為所賦予之光澤程度。在一些情況下，光亮可能會分散眼睛注意力，刺激眼睛或以其他方式不合需要。利用木材、皮革或其他平滑基板，高光澤度可干擾所要觸覺效能。習知地，光澤度可藉由覆蓋透明塗料與可提供消光效果之另一塗料而減弱。此增加專用於完成工作之成本、人工投入及總時間。另一方法依賴於通常呈固體微粒添加劑形式之消光劑，其可與塗料調配物組合以減少光澤度。已知消光劑包括無機顆粒，諸如含有金屬氧化物之顆粒。其中，二氧化矽通常視為選定試劑。

由於微粒二氧化矽具有低密度，可能需要特定技術來處置乾燥二氧化矽以易化處置及減少安全風險。可藉由使用二氧化矽之液體分散液降低處置乾燥二氧化矽顆粒的難度。此類分散液可用於產生塗料且可用於需要將二氧化矽顆粒均勻地遞送於表面上方之其他應用中。舉例而言，Doshi於2017年4月13日公開且以全文引用之方式併入本文中之美國專利公開案第2017/0101773號揭示二氧化矽氣凝膠漿液及分散液，可將其塗覆至棉絮以增強其絕熱特性。漿液可在棉絮層之間層化以形成夾層或多層結構。

Field於2009年12月22日頒予之美國專利第7,635,411 B2號描述了使用含有氣凝膠及纖維之漿液製備可撓性絕緣覆層。

Field於2002年11月12日頒予且以全文引用之方式併入本文中之美國專利第6,478,864 B1號揭示了例如包含樹脂(纖維素樹脂、醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、胺基甲酸酯、聚酯及其混合物)之表面塗料組合物；疏水性金屬氧化物顆粒，例如，二氧化矽、二氧化矽氣凝膠、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、氧化鈰及氧化鎂；及載劑，通常為有機溶劑、醇、酮、酯及醚。在塗覆至基板(通常為木材)之後，組合物之特徵為防潮性、有機醇耐受性及較低光澤度(50光澤度單位或更小)。在許多情況下，所用消光劑為藉由利用矽烷化劑改質水凝膠表面及對表面經改質凝膠進行乾燥而獲得之部分或完全疏水性氣凝膠。'864專利中特定參考的係根據國際公開案第WO 98/23366號(對應於Schwertfeger等人於2008年12月30日頒予之美國專利第7,470,725號)之教示內容所製備之二氧化矽氣凝膠。兩個文獻均以全文引用之方式併入本文中。

根據Field於2004年4月13日頒予且以全文引用之方式併入本文中之美國專利第6,720,368 B2號，無光澤觸變性油漆調配物包括樹脂系統及含有疏水性金屬氧化物之消光劑，其具有選自由以下組成之群的表面部分：三甲基矽基、乙烯基二甲基矽基、丙烯基二甲基矽基及二甲基矽基。油漆調配物在塗覆至基板之後具有使得其在用防下陷儀錶量測時不在約75微米(µm)之凹口高度處下陷的觸變性特性。

Field於2008年12月9日頒予且以全文引用之方式併入本文中之美國專利第7,462,654 B2號描述了包含樹脂系統及經由濕法產生之疏水性金屬氧化物氣凝膠且具有至少約350 m² /g之表面積的防腐表面塗料組合物。

用矽烷化劑對二氧化矽進行之表面處理提供可另外為塗料或分散液提供所需特性之疏水性顆粒。經疏水性表面處理之二氧化矽顆粒於水性介質中之分散需要分散劑。此類分散劑於介質中介導疏水性二氧化矽與極性更高的水分子之間的介面。然而，此類分散劑可干擾塗料或分散液之親水性二氧化矽組分之分散或可不利於用分散液製備之塗料或其他製品的最終特性。

因此，期望具有疏水性及親水性二氧化矽兩者尤其在高負載量下分散於其中之水性分散液。另外，期望此類水性分散液適用於賦予基板諸如光澤度、耐水性及其他期望特性之特性的塗佈及其他表面處理。

諸如(例如)煙霧狀(熱解的)二氧化矽、經沈澱之二氧化矽或蠟之常見試劑可用於減少塗料之光澤度。然而，光澤度需求愈低，習知消光劑之必需負載量愈高。反過來，此等高負載需求可導致製程困難及/或效能缺陷。

如上文所論述，美國專利第6,478,864 B1號描述了併入有金屬氧化物之塗料組合物。其中，由Schwertfeger等人(國際公開案第WO 98/23366號或其英文等效者，亦即美國專利第7,470,725號)提供之方法(實施例)中所描述之疏水性金屬氧化物顆粒(例如，藉由對水性凝膠進行表面改質而無先前溶劑交換及後續乾燥所獲得之疏水性氣凝膠)經展示呈現與親水性金屬氧化物顆粒相比優良的耐水性及耐醇性。併入有此材料之塗料描述為具有消光效果。然而，引用並不在所揭示之各種試劑之消光特性或效能之間進行區分，且並不引起關於將此等材料併入分散液或塗料組合物中的任何可能的困難之任何關注。

在較佳實施例中，可使用可為呈微粒形式之疏水性氣凝膠的疏水性微粒二氧化矽、煙霧狀二氧化矽、經沈澱之二氧化矽或膠態二氧化矽。水性的二氧化矽分散液及本文中所描述之塗料分散液及組合物亦含有親水性微粒二氧化矽，例如，煙霧狀二氧化矽、膠態二氧化矽及/或經沈澱之二氧化矽。在許多實施例中，微粒二氧化矽提供於合適的分散液中。疏水性及親水性微粒二氧化矽之組合可用於分散液中以進行各種塗覆，例如，用於各種塗料系統中，特定言之，水基及/或透明或著色調配物，諸如丙烯酸系樹脂、乙烯系樹脂、聚胺甲酸酯、聚胺甲酸酯/丙烯酸混合物或如此項技術中已知或經開發之其他者。疏水性及親水性二氧化矽之分散液亦可用於為包括織物之紡織品及覆層以及其他棉絮結構提供疏水性、耐水性以及在疏水性氣凝膠之情況下的額外絕熱性，或用於產生覆層結構。

在一個實施例中，水性的疏水性二氧化矽分散液包含水性基底分散液與疏水性微粒二氧化矽及分散劑之混合物，該水性基底分散液包含至少5 wt%，例如，至少10%或至少15%之親水性微粒二氧化矽。疏水性微粒二氧化矽之甲醇數目為至少60個，較佳至少70個，例如至少80個或至少90個。分散液中微粒二氧化矽之總量為至少15重量%。分散劑包括至少一個陽離子或可陽離子化基團且具有2至20之HLB比率。

替代地或另外，水性的疏水性二氧化矽分散液包括：至少5 wt%之選自由煙霧狀二氧化矽、膠態二氧化矽及經沈澱之二氧化矽組成之群的親水性微粒二氧化矽；包含選自由煙霧狀二氧化矽、膠態二氧化矽、二氧化矽氣凝膠及經沈澱之二氧化矽組成之群的微粒二氧化矽之疏水性二氧化矽；甲醇數目為至少60個之疏水性二氧化矽；及具有至少一個陽離子或可陽離子化基團及2至20之HLB比率的分散劑。水性的疏水性二氧化矽分散液中二氧化矽之總量為至少15重量%。

水性塗料組合物或分散液可包括本文中所描述之水性的疏水性二氧化矽分散液及聚合物組分之任何實施例，且此類水性塗料組合物或分散液可用於塗佈基板。用於水下粒化之浴液可包括水性的疏水性二氧化矽分散液。紡織品或棉絮可用包括水性的疏水性二氧化矽分散液之處理組合物處理。

根據本文中所描述的實施例中之任一者之水性的疏水性二氧化矽分散液可與聚合物組分組合以形成塗料組合物。塗料組合物可使用預定方法塗覆至表面並使其固化，由此產生經塗佈表面。經塗佈表面在60°下量測之光澤度可比對照經塗佈表面之光澤度(60°)低至少15%。對照經塗佈表面係利用在無微粒二氧化矽的情況下產生但以相同方式(亦即，使用相同類型之裝置以如預定方法中之相同方法)塗覆之對照塗料組合物產生。

替代地或另外，製備塗料組合物之方法包括使根據本文中所描述的實施例中之任一者之水性的疏水性二氧化矽分散液與聚合物組分組合以形成塗料組合物。

替代地或另外，製備水性的疏水性二氧化矽分散液之方法包括將以下各者混合：a)包含選自由煙霧狀二氧化矽、膠態二氧化矽、二氧化矽氣凝膠及經沈澱之二氧化矽組成之群的微粒二氧化矽之疏水性二氧化矽，b)具有至少一個陽離子或可陽離子化基團及2至20之HLB比率的分散劑及c)包含至少5%的選自由煙霧狀二氧化矽、膠態二氧化矽及經沈澱之二氧化矽組成之群的親水性微粒二氧化矽之水性基底分散液，以形成混合物。疏水性二氧化矽之甲醇數目為至少60個，且水性的疏水性二氧化矽分散液之二氧化矽總含量為至少15 wt%。

在本文中之分散液或方法之任何實施例中，水性基底分散液可包括酸性及/或鹼性穩定劑，例如，氨、氫氧化銨、氫氧化鉀或鹽酸。水性的疏水性二氧化矽分散液可包括小於10%之C1-C4烷基醇且/或可包括額外微粒二氧化矽，例如煙霧狀二氧化矽、膠態二氧化矽、經沈澱之二氧化矽，該額外微粒二氧化矽之甲醇數目可小於50個。分散劑可包括環氧乙烷及環氧丙烷寡聚物，且環氧乙烷單體單元與環氧丙烷單體單元之莫耳比可為0.1至11。

疏水性微粒二氧化矽可包括呈微粒形式且孔隙率為至少90%、顆粒密度為120至150 kg/m³ 及BET表面積為700至800 m² /g之疏水性二氧化矽氣凝膠。替代地或另外，疏水性微粒二氧化矽可包括疏水性經處理煙霧狀二氧化矽，例如，經矽氧烷化合物、六甲基二矽氮烷或烷基三烷氧基矽烷或烷基二烷氧基矽烷處理。疏水性二氧化矽與親水性二氧化矽之重量比可為5:95至95:5。分散液中疏水性二氧化矽與水之重量比可為至少1:10。

在本文中所描述之塗料組合物或分散液之任何實施例中，微粒二氧化矽總含量相對於總固體可為0.1至30重量%，且/或組合物可進一步包括至少一種額外消光劑。聚合物組分可為透明的且可包括丙烯酸系調配物、乙烯系調配物、聚胺甲酸酯調配物或丙烯酸/聚胺甲酸酯混合調配物。乾燥後，所得塗料在60°下量測之光澤度可比以相同方式製備但無微粒二氧化矽之乾燥對照組合物或分散液的光澤度低至少15%。

根據本文中所描述的實施例中之任一者之塗料組合物或分散液可塗覆至一或多層中之表面。在製備塗料組合物時，聚合物組分可呈水性溶液或分散液形式。經塗料組合物塗佈之表面的Konig硬度可高達對照經塗佈表面之Konig硬度的至少94%。對照經塗佈表面係由具有相同組合物但無微粒二氧化矽但以相同方式(亦即，使用相同類型之裝置以與根據本文中所提供之一實施例的塗料組合物相同的方法)塗覆之對照塗料組合物製備。

實踐本發明呈現出許多優勢。舉例而言，本文中所描述之分散液、處理組合物及塗料組合物通常依賴於可商購前驅體可易於製備，且可根據標準方法塗覆及固化。

所用疏水性二氧化矽材料可提供相對於廣泛使用之二氧化矽經改良之消光效能。此外，其可與其他消光劑組合使用，而在製備過程中沒有明顯困難。即使在低負載之疏水性微粒二氧化矽下亦可獲得有效的光澤度降低，從而實現成本降低。反過來，低負載亦增加選項、可撓性及自由度以併入有其他效能添加劑，而又不需要抗沈降化合物。

在使用點或在製造塗料或處理系統或其組分期間，可將疏水性二氧化矽添加至不同類型之塗料及處理組合物。其在許多介質中呈現優良的分散均一性、高透明度、清晰度及調配物可撓性。較長塗料壽命、極少濕氣吸附、良好儲存壽命及降低之VOC排放為其他具有吸引力之屬性。特定言之，氣凝膠可產生極度疏水性、高孔隙率及極佳光擴散特性。

在與親水性微粒二氧化矽(諸如煙霧狀二氧化矽)結合使用時，本文中所描述之疏水性二氧化矽對機械屬性具有很少或沒有負面影響，從而獲得例如具有諸如以下之特性的塗料：Konig硬度、鉛筆硬度及至少與其光澤對應物相當且有時高於其光澤對應物之其他硬度。所獲得之減弱光澤度可減少或消除光亮、眩光及鏡像效應，從而減輕視覺疲勞及/或實現所要美觀性。通常，無光澤表面不太易於隨時間推移而變得難看，可較佳地隱藏小刮痕或其他瑕疵且可為木材、皮革及其他平滑表面帶來吸引人的觸覺或視覺效果。

在一些情況下，無光澤塗料可呈現高耐磨性、耐腐蝕性、耐化學性及/或抗污染性、UV及/或高溫穩定性及/或在水存在或潮濕條件下之穩定性。在許多情況下，尤其對於水性調配物，其塗覆可在無攻擊性VOC排放的情況下進行。

儘管用於消光之替代性操作需要在光澤基底上方塗覆低光澤度頂塗層，但可易於在其固化之前併入塗料系統中之消光劑大大地簡化了塗佈製程，降低人工成本，消除增加的等待時間且減少與乾燥多於一個塗層相關聯之無意損害的機會。

替代地或另外，根據本文中之任何實施例之水性的疏水性二氧化矽分散液可用以製備用於紡織品或棉絮之處理組合物或用作用於水下粒化之浴液。替代地或另外，此類水性的疏水性二氧化矽分散液可用於製備組合物以製得濕式佈層(wet-laid)覆層。

現將更特定地參考附圖描述且在申請專利範圍中指出本發明之上述及其他特徵，包括各部分之建構及組合的各種細節，及其他優勢。應理解，體現本發明之特定方法及裝置藉助於說明來展示且並不展示為對本發明之限制。本發明之原理及特徵可用於各種及諸多實施例中而不背離本發明之範疇。

本申請案主張2018年1月25日申請之美國臨時申請案第62/621,684號之優先權，該申請案之全部內容以引用之方式併入本文中。

在一個實施例中，水性的疏水性二氧化矽分散液包含至少5 wt%，例如，至少10%或至少15%之第一親水性微粒二氧化矽及疏水性微粒二氧化矽。疏水性微粒二氧化矽之甲醇數目為至少60個，較佳至少70個，例如至少80個或至少90個。分散液中微粒二氧化矽之總量為至少15重量%。分散液包括具有至少一個陽離子或可陽離子化基團及2至20之HLB比率的分散劑。

水性的疏水性二氧化矽分散液之溶劑包含至少70%水，例如，至少80%水、至少90%水、至少95%水或至少99%水。當使用額外溶劑製備之分散液或調配物在將塗料沈積於基板上時經乾燥或固化時，使用額外溶劑，尤其較短烷基醇會引起非所要有機物種之蒸發。然而，較高沸點溶劑可有助於與水性的疏水性二氧化矽分散液一起使用之調配物之樹脂及其他組分的分散。水性的疏水性二氧化矽分散液可進一步包括消泡劑。

二氧化矽(一種具有二氧化矽(silicon dioxide；SiO₂ )作為基本結構單元之無機材料)以各種分子形式存在，該等分子形式包括例如單體、二聚物、寡聚物、環狀形式及聚合物。另外，二氧化矽可為非晶形、結晶、水合、溶劑化或乾式的，且可以各種微粒及聚集狀態存在。

此處特別受關注的為「熱解的」或「煙霧狀」二氧化矽，一種通常具有2-20 nm之粒度且由氣相形成之材料。此類二氧化矽可在本文中之水性的疏水性二氧化矽分散液及其他組合物中用作親水性二氧化矽或經適當表面處理用作疏水性二氧化矽。在一個製造製程中，二氧化矽(通常為砂)在約2000℃下蒸發且經冷卻以形成無水非晶形二氧化矽顆粒。替代地，二氧化矽可在還原劑(例如，焦炭)存在的情況下在約1500℃下昇華以形成SiO，其可經氧化形成微粒二氧化矽。產生煙霧狀二氧化矽之其他方法包括例如在高溫下氧化SiCl₄ 或在甲烷或氫存在的情況下燃燒SiCl₄ 。

用於產生煙霧狀金屬氧化物之經良好記錄之製程包括在氫焰及氧焰中水解合適的饋入儲備蒸氣(諸如用於煙霧狀氧化鋁之氯化鋁或用於煙霧狀二氧化矽之四氯化矽)。大致球形之熔融顆粒形成於燃燒製程中，且粒徑可經由對照製程參數而變化。此等熔融球形(稱為初級顆粒)藉由在其接觸點進行碰撞彼此融合以形成分支鏈三維鏈狀聚集物。由於初級顆粒之間的融合而將聚集物之形成視為不可逆的。在冷卻及收集期間，聚集物進行可導致一些機械纏結的進一步碰撞以形成黏聚物。認為此等黏聚物藉由凡得瓦爾力(van der Waals force)鬆散地結合在一起且可藉由合適的介質中之適當分散液逆轉，亦即去黏聚。

已研發出用於產生熱解二氧化矽顆粒之替代性方法，如例如美國專利第4,755,368號、第6551567號及第6,702,994號、美國專利公開案第20110244387號；Mueller等人, 「Nanoparticle synthesis at high production rates by flame spray pyrolysis」,Chemical Engineering Science, 58 : 1969 (2003)；Naito等人, NIP 28：數位列印技術及數位製造國際會議(International Conference on Digital Printing Technologies and Digital Fabrication) 2012, 2012, 第179-182頁中所公開之「New Submicron Silica Produced by the Fumed Process」及Kodas及Hampden-Smith,Aerosol Processing of Materials, Wiley-VCH, 1998中所描述，以上所有者之內容皆以引用之方式併入本文中。已知用於製備熱解二氧化矽顆粒之其他方法。

在一些實施例中，用於本文中所描述之分散液及塗料中之熱解二氧化矽的BET表面積為50至550 m² /g，諸如(例如) 75至150、150至250、250至350或350至400 m² /g。質量平均聚集物大小可為130奈米(nm)至240 nm，例如，150至210 nm，如藉由光相關光譜分析所量測。

煙霧狀二氧化矽之非限制性實例包括可購自Cabot Corporation之CAB-O-SIL®煙霧狀二氧化矽、可購自Wacker Chemie AG之HDK®煙霧狀二氧化矽產品及可購自德國埃森Evonik Industries之AEROSIL®煙霧狀二氧化矽。

除煙霧狀二氧化矽以外的微粒二氧化矽亦可在本文中之水性的疏水性二氧化矽分散液及本文中之其他組合物中用作親水性二氧化矽或經適當表面處理用作疏水性二氧化矽。在一個實例中，親水性微粒二氧化矽為膠態二氧化矽。如此項技術中已知，諸如二氧化矽顆粒之膠態金屬氧化物顆粒通常為非聚集單獨離散(初級)顆粒，其形狀通常為球形或接近球形，但其可具有其他形狀(例如，通常具有橢圓形、正方形或矩形橫截面之形狀)。聚集膠態二氧化矽亦可用於本文中所提供之分散液及塗料中。膠態二氧化矽可商購或可藉由已知方法由各種起始材料(例如，濕法類型二氧化矽)製備。膠態二氧化矽顆粒通常以類似於經沈澱之金屬氧化物顆粒之方式(亦即，其自水性介質凝結)製造但保持分散於液體介質(通常單獨的水或與共溶劑及/或穩定劑一起)中。金屬氧化物顆粒可例如由衍生自pH約9至約11之鹼金屬矽酸鹽溶液的矽酸製備，其中矽酸鹽陰離子進行聚合以產生具有所要平均粒度之呈水性分散液形式之離散二氧化矽顆粒。通常，膠態二氧化矽起始材料將可供用作溶膠，其在合適的溶劑(最通常單獨的水或與共溶劑及/或穩定劑一起)中為膠態二氧化矽之分散液。參見例如Stoeber等人, 「Controlled Growth of Monodisperse Silica Spheres in the Micron Size Range」, Journal of Colloid and Interface Science, 26, 1968, 第62-69頁；Akitoshi Yoshida, Silica Nucleation, Polymerization, and Growth Preparation of Monodispersed Sols, in Colloidal Silica Fundamentals and Applications, 第47-56頁 (H. E. Bergna及W. O. Roberts編, CRC Press: Boca Raton, Fla., 2006)；及Iler, R. K., The Chemistry of Silica, 第866頁 (John Wiley & Sons: New York, 1979)。適用於本發明之可商購膠態二氧化矽之非限制性實例包括來自Nissan Chemical之SNOWTEX®產品、可購自W.R. Grace & Co.之LUDOX®產品、可購自Nyacol Nanotechnologies, Inc.之NexSil^™ 及NexSil^™ 一系列產品、可購自Fuso Chemical之Quartron™產品及可購自AkzoNobel之Levasil®產品。適合於與本文中所提供之水性分散液一起使用之膠態二氧化矽的典型初始粒度為5 nm至300 nm，例如，10 nm至100 nm、20 nm至80 nm、30 nm至250 nm、60 nm至200 nm、150 nm或更小、130 nm或更小或100 nm或更小。

經沈澱之二氧化矽亦可在本文中之水性的疏水性二氧化矽分散液及其他組合物中用作親水性二氧化矽或經適當表面處理用作疏水性二氧化矽。經沈澱之二氧化矽顆粒可利用習知技術製造且通常在高鹽濃度、酸或其他凝結劑之影響下藉由使所要顆粒自水性介質中凝聚來形成。二氧化矽顆粒藉由熟習此項技術者已知之習知技術來過濾、洗滌、乾燥且與其他反應產物之殘餘物分離。通常將經沈澱之顆粒聚集，意義在於諸多初級顆粒彼此凝聚以形成略微球形之聚集叢集。一般熟習此項技術者將易於認識到，此類聚集叢集在結構上不同於煙霧狀或熱解製備之顆粒，其為聚集初級顆粒之鏈狀結構，其中初級顆粒彼此融合。可商購的經沈澱之二氧化矽之非限制性實例包括來自PPG Industries, Inc.之Hi-Sil®產品、來自WR Grace & Co.之Perkasil®產品、來自Solvay S.A.之Zeosil®產品、來自JM Huber Corp.之Hubersil®產品及可購自Evonik Industries之SIPERNAT®產品。用於本文中之水性分散液的經沈澱之二氧化矽之表面積(BET)可為20 m² /g至450 m² /g，例如，30 m² /g至400 m² /g、60 m² /g至250 m² /g或80 m² /g至200 m² /g。

親水性二氧化矽組分或其部分可提供於分散液中，該分散液在本文中通常稱為「起始」或「基底」分散液、調配物或組合物。如本文中所使用，「分散液」係指其中顆粒分散於不同組合物(或狀態)之連續相中且很少或沒有沈降的系統。在許多情況下，本文中所使用之分散液係水性的，且在特定實例中，其含有呈至少50重量%，例如，50至95重量%，諸如55至80、85或90重量%之量的水。

水性的疏水性二氧化矽分散液中親水性二氧化矽之量可變化。在許多實施例中，二氧化矽以至少5 wt%、至少10 wt%、至少15 wt%或至少20 wt%，例如，5至40重量%、10重量%至30重量%、15重量%至25重量%或更小、5重量%至20重量%、10重量%至17重量%、5重量%至12重量%或5重量%至10重量%之量存在於分散液中。特定實例利用10至35重量%，例如12至30重量%、10至25重量%或15至20重量%之親水性二氧化矽負載。可選擇其他負載量。

除了親水性微粒二氧化矽及水以外，起始分散液亦可包括消泡劑。分散液可不含額外的分散劑及界面活性劑，且可例如利用諸如鹽酸或其他酸之酸或諸如氨或氫氧化鉀或氫氧化銨或其他鹼之鹼來靜電穩定。亦可使用酸及鹼之組合。

親水性微粒二氧化矽分散液可為酸性或鹼性的，其中說明性pH值為3.5至10.5或11。在一些實施方案中，所選起始分散液之pH小於7，例如6或更小，例如4或更小，諸如(例如) 3至9或5至8。在其他實施中，起始分散液之pH為7至11，例如8至10.5。含二氧化矽之分散液可相對於所採用親水性二氧化矽之性質、負載、pH、黏度、最終用途及/或其他參數最佳化，且可包括煙霧狀二氧化矽、膠態二氧化矽或經沈澱之二氧化矽。在其他實施例中，起始分散液含有兩種或更多種類型之二氧化矽。含有煙霧狀二氧化矽之即用型可商購分散液包括可購自Cabot Corporation之CAB-O-SPERSE®產品及可購自Evonik Industries之AERODISP®產品。二氧化矽亦可利用合適的混合器或研磨機(諸如轉子-定子研磨機)分散於水中。

在一個實施例中，水性的疏水性二氧化矽分散液藉由將親水性微粒二氧化矽之分散液(例如如上文所描述之基底分散液)與疏水性微粒二氧化矽混合來產生。疏水性二氧化矽總量可一次或在一些實施例中以兩個或多個增量併入基底分散液中。

在一個實施例中，為了提供疏水性微粒二氧化矽，未經處理的煙霧狀、經沈澱或膠態二氧化矽顆粒(其通常為親水性的)可經與二氧化矽表面締合或共價連接至二氧化矽表面之試劑處理，(例如)以添加一些疏水性特徵。二氧化矽處理劑可為任何適合之二氧化矽處理劑且可共價鍵結於二氧化矽顆粒之表面或可呈現為非共價鍵結塗料。通常，二氧化矽處理劑共價或非共價鍵結於二氧化矽。

在許多情況下，二氧化矽處理劑可為聚矽氧流體(例如非官能化聚矽氧流體或官能化聚矽氧流體)、環狀矽氧烷、疏水化矽烷、官能化矽烷、矽氮烷或例如如此項技術中已知之其他二氧化矽處理劑。

在某些實施例中，二氧化矽處理劑包含疏水化矽烷。舉例而言，二氧化矽處理劑可為具有下式之化合物：R_4-n SiX_n ，其中n為1-3，各R獨立地選自由以下組成之群：氫、C1-C18烷基、C3-C18鹵烷基及C6-C14芳族基，且各X獨立地為C1-C18烷氧基或鹵基。在某些實施例中，二氧化矽處理劑包含官能化矽烷。官能化矽烷可包含選自由以下組成之群的至少一個官能基：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、胺基、酸酐、環氧基、鹵素、羥基、硫、乙烯基、異氰酸酯及其組合。在某些實施例中，二氧化矽處理劑包含矽氮烷，例如，二氧化矽處理劑可為六甲基二矽氮烷、八甲基三矽氮烷、環狀矽氮烷及其類似者。對煙霧狀二氧化矽之處理亦可實現顆粒上電荷之逆轉，例如自負電荷逆轉至正電荷。在本文中之各種實施例中用作疏水性二氧化矽的二氧化矽之較佳疏水性處理劑包括六甲基二矽氮烷、烷基三烷氧基矽烷及烷基二烷氧基矽烷，諸如八甲基三甲氧基矽烷、六甲基二矽氧烷；及矽氧烷化合物，包括但不限於環狀矽氧烷、聚矽氧流體，及包括聚二甲基矽氧烷之矽氧烷聚合物，及諸如單官能及雙官能羥基封端之PDMS的官能化矽氧烷聚合物，及包括甲基氫矽氧烷及/或甲基羥基矽氧烷單體單元的二甲基矽氧烷共聚物。

疏水性二氧化矽可自Cabot Corporation以CAB-O-SIL名稱、自Wacker Chemie AG以HDK名稱，及自Evonik Industries以Aerosil名稱購得。例示性疏水性煙霧狀二氧化矽包括來自Cabot之CAB-O-SIL TS-720、TS-382及TS-530二氧化矽。市售疏水性經沈澱之二氧化矽可自PPG Industries, Inc.以Agilon名稱，及自Evonik Industries以Coupsil名稱購得。疏水性膠態二氧化矽可如美國專利第7811540號、第8202502號、第8435474號、第8455165號及第8895145號以及美國公開案第2008/0070146號中所描述般產生，以上所有者之內容以引用之方式併入本文中。

替代地或另外，疏水性微粒二氧化矽為疏水性氣凝膠。如本文中所使用，術語「氣凝膠」係指作為分散介質之具有空氣之凝膠。舉例而言，可使用之合適的氣凝膠描述於美國專利第7,470,725號中，其全部內容以引用之方式併入本文中。如此專利中所教示，氣凝膠可藉由使水凝膠表面改質且對經改質凝膠進行乾燥來製備。

在本文中所揭示之許多實施中，氣凝膠為完全(fully/completely/entirely)疏水性的。此類氣凝膠呈現對內表面之極高覆蓋度，其接近於理論上可能的覆蓋度。如本文中所使用，覆蓋度為氣凝膠之內表面區域中每平方奈米的有機表面基團之數目。可如'725專利中所描述進行判定覆蓋度。

通常，所用氣凝膠具有高孔隙率，例如至少90%，例如90%至95%，例如91%至95%、92%至95%、93%至95%或94%至95%。亦可利用孔隙率高於95%之氣凝膠。

較佳地，疏水性氣凝膠提供為微粒材料(粒化物)。可利用之例示性氣凝膠具有下表1中所展示之特性：
表1
a：為保持疏水性

如已知，不透明材料既非透明的亦非半透明的。實際上，吸收及/或反射在不透明表面處導入之所有可見光波，其中無一者透射。相比之下，透明及半透明材料使可見光波通過。然而，在半透明的情況下，光經擴散且一般而言，半透明材料另一側上之物體並不清晰可見。

許多氣凝膠可商購。在特定實施方案中，呈微粒形式之合適的氣凝膠可自Cabot Corporation以諸如Enova®氣凝膠之名稱購得。特定實例包括ENOVA® MT 1100氣凝膠、ENOVA® MT 1200氣凝膠、ENOVA IC3130氣凝膠、ENOVA IC3110氣凝膠、ENOVA IC3120氣凝膠、ENOVA IC3100氣凝膠及ENOVA LA1000氣凝膠。

水性的疏水性二氧化矽分散液包括甲醇數目為至少60個，較佳地至少70個，例如至少80個或至少90個之親水性微粒二氧化矽及疏水性微粒二氧化矽兩者。不受任何特定理論束縛，咸信另外的親水性二氧化矽上之殘餘疏水性基團促進疏水性微粒二氧化矽之分散。水性的疏水性二氧化矽分散液可進一步包含甲醇數目為50個或更少，例如至多40個或至多30個之額外微粒二氧化矽。此類二氧化矽可如上文所描述部分地疏水化。

較佳地，水性的疏水性二氧化矽分散液含有小於10 wt%之C1-C4烷基醇，例如小於5%、小於1%、小於0.1 wt%醇或小於0.01 wt%醇。當水性的疏水性二氧化矽分散液視情況與其他組分組合且用於蒸發或乾燥溶劑之最終用途應用中時，醇(例如甲醇、乙醇及醇之各種異構體，諸如丁醇及丙醇)的使用導致非所要揮發性物種蒸發。

獨立於額外微粒二氧化矽或醇之存在，水性的疏水性二氧化矽分散液包括分散劑。親水性微粒二氧化矽不必完全分散疏水性二氧化矽。較佳地，分散劑包括可與疏水性二氧化矽上之任何殘餘矽烷醇基團相互作用之陽離子或可陽離子化基團，且亦包括可與水性介質相互作用之親水性基團及除了陽離子或可陽離子化基團以外亦可與疏水性二氧化矽之表面相互作用的基團兩者。陽離子或可陽離子化基團可為一級胺或二級胺或一級膦或二級膦。較佳地，分散劑之HLB為2至20，例如2至5、5至10、10至15或15至20。更佳地，分散劑具有環氧乙烷(EO)及環氧丙烷(PO)寡聚基團，最佳地EO/PO比率為0.1至11，例如0.2至7、0.5至9、1至8、2至10.5或3至6。環氧丙烷基團可藉由與疏水性二氧化矽表面相互作用來促進分散但仍可溶於水性溶劑中，相對於額外分散劑進一步穩定分散液。分散劑之重量平均分子量可為400至4000，例如500至1200、800至1500、1300至2000、1500至2200、1800至3000或2500至3500。已發現，陽離子分散劑成功地分散疏水性二氧化矽而不使得親水性二氧化矽分散液膠凝且不導致使用水性的疏水性二氧化矽分散液產生之塗料渾濁。不受任何特定理論束縛，咸信渾濁係由分散液中親水性及疏水性二氧化矽之分離造成的。此外，咸信本文中之例示性及較佳實施例之分散劑有助於使用水性的疏水性二氧化矽分散液產生之塗料的耐水性。

此外，已發現，當與含有諸如煙霧狀二氧化矽之親水性二氧化矽的基底分散液組合時，疏水性微粒二氧化矽，特定言之疏水性煙霧狀二氧化矽或氣凝膠可帶來產生所要消光效果及清晰度之光擴散特性及允許其成功併入之流變屬性，從而產生可高度透明的穩定二氧化矽分散液及塗料。此外，當塗料組合物或分散液經固化時，限制水性的疏水性二氧化矽分散液中醇的量減少了釋放至環境之揮發性物種的量。此使得採用本文中所提供之水性的疏水性二氧化矽分散液之塗料組合物及分散液更適合於室內使用或在較大表面積內使用。

在添加疏水性二氧化矽粒化物之前、期間或之後，諸如上文所描述之其他成分亦可引入至基底分散液中。實例包括但不限於溶劑、添加劑、穩定劑、遮光劑、顏料等等。可添加抗沈降劑，但在許多情況下，並不需要該等抗沈降劑。在一些情形下，一或多種額外成分(例如遮光劑)存在於例如氣凝膠顆粒內。

通常，使用合適的混合手段，例如高速混合器(諸如可購自BYK-Chemie及Eiger之彼等混合器)藉由混合製程將所用疏水性二氧化矽組分及/或其他成分添加至起始分散液中。可採用低、適中或高攪動。視最終用途應用所需的粒度而定，其可適合於研磨水性的疏水性二氧化矽分散液。合適的混合裝置、速率、持續時間及/或其他條件可藉由常規實驗測定。

對於塗佈應用，疏水性二氧化矽可單獨或與至少一種其他固體材料組合使用，固體材料通常為消光應用中已知之材料，諸如(例如)蠟或甲醇數目小於50個，例如小於30個之額外微粒二氧化矽，例如經沈澱之二氧化矽、膠態或煙霧狀二氧化矽。此類二氧化矽亦可經表面處理且又具有比水性的疏水性二氧化矽分散液之疏水性二氧化矽更低的疏水性。

甲醇數目可使用60 mL之起始溶液、300 rpm之攪拌速率、2 mL/min之甲醇流動速率根據製造商之說明書使用Rhesca Wet-101P粉末潤濕性測試儀(Rhesca Co. Ltd.)來量測。起始溶液藉由在添加樣品之前在1000 rpm下攪拌至少5分鐘來脫氣。量測通常在30%甲醇之起始溶液中使用0.1 g樣品進行。然而，可視樣品之疏水性而定採用或高或低疏水性起始溶液。測試藉由用甲醇滴定起始溶液進行；甲醇數目為當最初位於起始溶液頂部上的樣品開始潤濕或下沉至溶液中時溶液中甲醇的量。替代地，粉末之臨界甲醇數目可藉由將樣品小心地倒入至具有已知甲醇濃度之甲醇-水溶液表面上來測定。若樣品並不潤濕至溶液中，則其甲醇數目高於溶液中甲醇之濃度。

在藉由將疏水性二氧化矽組分與起始(含親水性二氧化矽)分散液組合所獲得之水性的疏水性二氧化矽分散液中，疏水性二氧化矽可相對於水性的疏水性二氧化矽分散液之總重量以1至20重量%的量，例如以1至5、5至20、10至20、15至20、5至10、5至15或15至20重量%的量存在。存在於基底分散液中之疏水性二氧化矽與親水性二氧化矽(包括甲醇數目小於50個之額外二氧化矽)的重量比可為5:95至95:5，例如，10:90至90:10、15:85至85:15、20:80至80:20、30:70至70:30、35:65至65:35、40:60至60:40或45:55至55:45。微粒二氧化矽於水性的疏水性二氧化矽分散液中之總量為至少15重量%，例如，至少16重量%、至少17重量%、至少18重量%、至少19重量%、至少20重量%、至少22重量%或至少25重量%，例如15重量%至35重量%、18重量%至30重量%或18重量%至28重量%。疏水性二氧化矽可相對於水以至少1:10，例如，至少1:9、至少1:8、至少1:7或至少1:6，例如1:10至2:9或1:10至1:5或1:6之質量比存在於水性的疏水性二氧化矽分散液中。

光澤度為光反射功能：反射及導入的光愈多，表面呈現的光澤愈多。添加諸如微米大小的熱解二氧化矽之消光劑在以任何角度產生光散射表面上形成微粗糙度且因此降低光澤度。塗料組合物中併入有此類較大顆粒之缺點之一為隨時間推移，其展示塗料中之硬沈降。已發現，隨著添加疏水性二氧化矽粒子，此類沈降問題可消除。然而，歸因於高孔隙率、疏水性及空氣截流，疏水性二氧化矽粒子可傾向於漂浮至分散液之頂部且產生混濁或半透明(而非透明的)相分離外觀。進一步發現，藉由將分散液之微粒二氧化矽(疏水性及親水性)總百分比相對於水性的疏水性二氧化矽分散液之總重量保持在15 wt%或更大，例如，20 wt%、25 wt%、30 wt%或更大，可減少或消除相分離行為。不受任何特定理論束縛，當固體大於此臨界值時，顆粒形成強到足以阻止疏水性顆粒絮凝或膠凝而又弱得足以經泵抽至任何塗料調配物中之網路結構。

水性的疏水性二氧化矽分散液之pH可為7至9.5，諸如(例如)，7.5至9。

水性的疏水性二氧化矽分散液可穩定數小時、數天或數週。在一個實例中，水性的疏水性二氧化矽分散液在50℃下穩定至少2、3、4、5、6、7或8週，例如2至8週或4至8週或更久。穩定分散液較佳呈流體狀態，但亦可形成靜止時增加分散液黏度但在攪動或攪拌下易於斷裂以使分散液恢復成可流動或可泵抽流體之二氧化矽網路。穩定性可藉由添加適合量之溶劑增強，該溶劑較佳為通常用於所要最終用途調配物中之溶劑；例如，塗料調配物通常採用二甲基乙醇胺或二醇醚溶劑，諸如二丙二醇烷基醚，諸如二丙二醇正丁基醚(DPnB)、丙二醇正丁基醚(PnB)及二丙二醇甲醚(DPM)。

在另一實施例中，本文中之揭示內容與塗料組合物、無光澤塗料及產生上述者之方法相關。在許多實施例中，塗料組合物包括聚合物(樹脂)組分、親水性二氧化矽組分及疏水性二氧化矽組分。

聚合物組分可與塗料及油漆工業中已知或已研發的一或多種調配物有關。可採用單組分或多組分系統。在許多情況下，系統係水基的且/或產生透明塗料。如本文中所使用，適用於聚合物、樹脂、塗料系統等之術語「水基」、「水性(water-borne)」或「水可還原」係指聚合物、樹脂、系統等存在於水性介質中或可分散或溶解於水性介質中之組合物、分散液或調配物。透明(clear)塗料係透明的(transparent)。在許多實施例中，聚合組分在硬化後產生光澤的塗料。

聚合系統通常根據正經塗佈之表面類型、塗覆技術、室內或室外環境、固化產物之特性及/或其他考慮因素針對所要最終用途來進行調配。聚胺甲酸酯、乙烯基樹脂、丙烯酸樹脂及混合物(諸如(例如)聚胺甲酸酯/丙烯酸混合物)僅為可用以實踐本文中所提供之各種實施例之可能實例中的一些。

除了樹脂物種以外，聚合組分亦可包括其他成分，諸如(例如)用於油漆及塗料調配物中之彼等成分。因此，可存在溶劑、界面活性劑、固化劑、乳化劑、顏料及/或其他添加劑。

水性的疏水性二氧化矽分散液與聚合物組分(例如用於水性透明塗料應用中之聚合物組分)組合以產生「塗料」分散液、調配物或組合物。用於水基塗料之合適的聚合物組分之實例包括(但不限於)聚胺甲酸酯、丙烯酸、乙烯、環氧基聚合物、混合物(諸如聚胺甲酸酯/丙烯酸混合物)及如此項技術中已知之其他者。在單組分系統中，聚合物組分表示整個系統。在多組分系統中，聚合物組分可表示系統中之一個、多個或所有成分。

水性的疏水性二氧化矽分散液可使用如此項技術中已知或如經研發或經調適用於特定情形之可供使用的設備及技術以任何所要順序與聚合物組分組合。舉例而言，水性的疏水性二氧化矽分散液可添加至一或多種聚合物組分中，或該(等)組分可添加至水性的疏水性二氧化矽分散液中。在多組分系統中，一些或所有組分可同時添加。在其他系統中，一個聚合物組分首先與水性的疏水性二氧化矽分散液組合，其中所得組合物與其餘組分組合。

例如水、水基、醇類、二醇類、水溶性乙酸酯類、酮類或如此項技術中已知之其他溶劑的溶劑可用於促進混合製程之一或多個步驟。例如固化劑、流變改質劑、抗沈降劑、穩定劑及/或其他添加劑之其他成分亦可存在例如作為聚合組分之部分，或可在所進行之混合操作之前、期間或之後引入以將水性的疏水性二氧化矽分散液與聚合物組分組合。在一些情形下，本文中所描述之塗料組合物可包括除微粒二氧化矽以外的固體材料。實例包括著色劑、遮光劑、額外消光劑等等。

通常，水性的疏水性二氧化矽分散液及聚合物組分使用任何適合之裝置(例如高速混合器，諸如可購自BYK-Chemie及Eiger之彼等高速混合器)混合。混合速率、混合時間、組分組合之次序、總量以單步驟或多個(兩個或更多個)步驟添加及其他參數可變化且可藉由常規實驗微調。

在一些實施中，塗料組合物之pH為至少7，例如7.5至9.5，例如8至9。

通常，包括親水性二氧化矽、疏水性二氧化矽及諸如上文所描述之聚合物組分之塗料組合物通常係穩定的直至經塗覆為止。在一些實施例中，此類分散液保持穩定至少15分鐘，通常更久，例如30分鐘、45分鐘、一小時或更久，例如兩小時、三小時或若干小時，有時甚至一天或更久。經製造以在產生點而非在使用點併入有親水性及疏水性二氧化矽組分之即用型分散液可穩定數月，在許多情況下一年或更久。

存在(在本文中亦稱為「負載」)於塗料組合物中之疏水性二氧化矽及其他二氧化矽添加劑的量可視諸如黏度、所要光澤度、混合技術及/或設備、分散液之穩定性或壽命及/或其他考慮因素而變化。良好消光效果連同可接受之流變特性可利用相對於總固體之0.1至30重量%，例如0.5至5、1至10、5至15、15至25或25至30重量%之二氧化矽總負載來獲得。總固體量通常包括來源於水性的疏水性二氧化矽分散液之固體材料以及存在於聚合物組分(例如，分散劑或聚合物)中之固體。在測定總固體量中另外考慮到的係用於製備給定塗料組合物之任何其他固體添加劑(例如，所添加之二氧化矽或其他消光劑)。由於額外二氧化矽消光劑可包括於塗料組合物中，來源於水性的疏水性二氧化矽分散液之親水性及疏水性二氧化矽與諸如煙霧狀二氧化矽之其他二氧化矽消光劑的比率可為5:95至95:5，例如，10:90至90:10、15:85至85:15、20:80至80:20、30:70至70:30、35:65至65:35、40:60至60:40或45:55至55:45。

在特定實施例中，塗料組合物含有親水性煙霧狀二氧化矽；疏水性氣凝膠及另一或「額外」消光劑，諸如(例如)蠟；另一種二氧化矽，例如經沈澱之二氧化矽、膠態二氧化矽、煙霧狀二氧化矽(例如，相對於存在於起始分散液中之任何煙霧狀二氧化矽具有不同特性的煙霧狀二氧化矽)；另一類型之氣凝膠；已知減少光澤度之其他物質；物質之組合等等。額外消光劑可以相對於針對疏水性二氧化矽組分所使用之方式相同、類似或不同的方式引入塗料組合物中。

塗料組合物可用於塗佈基板，諸如(例如)金屬、塑膠、木材、金屬、乙烯樹脂、混凝土、各種建築材料、皮革、人造皮革等等。

室內及室外基板兩者均可例如藉由選擇如此項技術中已知、如製造商所建議或如經由常規實驗所測定之適當聚合物組分來進行塗佈。舉例而言，一些情形可受益於提供一定可撓性且可具有略微較低脆性的塗料，其他情形可受益於極堅韌塗料。

作為視情況選用之第一步驟，可清潔或以其他方式製備表面。

塗料組合物使用此項技術中已知或藉由常規實驗測定之技術及設備、由製造商提供之指南、先前經驗等等塗覆於一或多層中。如已知或如經研發或經改質用於特定情形，可利用輥、刷、噴霧器、特定設備或其他裝置及/或技術。塗佈製程通常與可受塗覆器控制且可減少或最小化所需層之數目的高膜堆積有關。在許多情形下，本文中所描述之塗料組合物具有良好潤濕特性且與正經塗佈之表面形成較強的結合。高固體含量及少數VOC問題為塗覆製程之其他特性。在特定實施方案中，塗料組合物作為一個(單個)塗層系統塗覆，換言之，不需要底塗層及頂塗層。膜可由單層建構或藉由使兩層或更多層重疊來建構，在此情況下在添加下一層之前可能需要乾燥階段。由於消光劑現併入至塗料組合物中，因此對由不同材料構成且含有消光劑之額外塗層的需求不再必需。乾燥製程之整體等待顯著降低。

一旦塗覆至表面，則使膜固化。固化製程可基於經驗根據製造商之建議進行，或可藉由常規實驗確立。在許多情況下，固化耗時不比不含有親水性及疏水性二氧化矽之對照膜的固化長。如本文中所使用，適用於塗料組合物或所得乾膜之術語「對照」係指在無二氧化矽的情況下製備之塗料組合物或所得乾膜。

固化所需的典型時間可在約2分鐘(在高溫下)至室溫下之約7天範圍內。在許多情況下，固化在室溫下在2小時至約8-10小時之後完成。在一些情況下可能的快速固化速率可減少或消除氣泡形成。如此項技術中已知或如製造商所建議，選擇特定聚合系統可影響固化速率。

固化通常在環境條件下發生。亦可採用更高或更低溫度。此處需重點注意，本文中所描述之疏水性二氧化矽組分與廣泛範圍的溫度相容，溫度例如為室溫至300℉，在一些情況下為室溫至100℉、150℉、200℉或250℉。

需要額外塗層之情形可能出現，從而證明例如在塗料組合物(含有煙霧狀二氧化矽及氣凝膠)之前塗覆至一或多層中之基板的底塗(基底)塗層及/或塗覆於固化或硬化塗料組合物上之頂塗層或表面處理塗層之用途。儘管並不需要獲得消光效果及/或本文中所描述之其他特性，但可添加頂塗層以進一步修改機械特性，增加耐磨性、美觀性及/或出於其他原因。若多於一層經塗覆，則允許乾燥階段處於塗覆之間。

當一般而言親水性及/或疏水性二氧化矽存在於由本文中所描述之塗料組合物組成、基本上由本文中所描述之塗料組合物組成或包含本文中所描述之塗料組合物的塗層或其層中時，相同或不同的疏水性二氧化矽及/或親水性二氧化矽亦可存在於另一塗料層中，若正使用頂塗層或底塗層，則例如存在於此類頂塗層或底塗層中。

含有親水性二氧化矽及疏水性二氧化矽之塗料層的厚度可為2微米(µm)至20 mm，例如2至3、4、5、6、7、8、9或10 µm，10 µm至15或20 µm，20至25、30、35、40、45或50 µm；50至55、60、65、70、75、80、85或100 µm，100 µm至150、200、250或300 µm；300 µm至400或500 µm；500至600、700或800 µm；800至900 µm或至1 mm；1 mm至1.5或2 mm；2 mm至3、4或5 mm；5 mm至6、7、8、9或10 mm；10 mm至12、13或15 mm；或15 mm至17、18或20 mm。可採用一個、兩個或更多個塗料層，使得整體乾膜(自具有基板之介面量測至與周圍大氣接觸之最上表面)的厚度(在本文中亦稱為整體膜厚度)為至少2 µm。可採用其他層及/或膜厚度。

本文中所描述之塗料特性可如此項技術中已知依賴於(例如)標準程序(例如ASTM標準)、製造商建議及/或其他測試產品及/或方法評估。

本文中所揭示之塗料之重要屬性與其無光澤外觀或降低之光澤度有關。用於量測光澤度之市售儀器及/或技術可供使用且眾所周知。舉例而言，光澤度及光澤特性可使用Leneta圖表評估，可供(例如)用於根據諸如(例如)ASTM D-3928之標準或方法測試油漆及塗料。在許多情況下，光澤度使用光澤計(一種設計成提供量測光澤強度之可定量方式的儀器，其中精確照明及觀看條件經限定)評估。在光澤計中，照明源及觀測接收角度兩者之組態允許在小範圍之整體反射角內量測。所獲得之量測資料與具有限定折射率之黑色玻璃標準品之反射光的量相關。與用於光澤度標準品之比率相比，用於試樣之反射光與入射光的比率有時以光澤度單位(GU)給出。量測角度係指入射光與垂線之間的角度。已指定三個量測角度(20°、60°及85°)且發現其覆蓋許多塗佈應用。基於預期光澤度範圍來選擇角度。

在許多實施方案中，本文中所描述之塗料在乾燥時具有低於用相同方法及相同組合物製備(不同之處在於不使用微粒二氧化矽)之對照塗料之光澤度的光澤度。在一些情況下，在60°下量測之光澤度與對照塗料之光澤度相比降低至少15%，例如至少20%、至少30%，例如40%至90%或更多、50%至80%或60%至70%。

光澤度可藉由調節所添加消光劑的量及/或其他組合物參數來調整至所要程度。此可藉由簡單地遵循製造商之建議、先前經驗或其他因素藉由常規實驗實現。在一些實施方案中，為達成所要光澤度所需之疏水性二氧化矽(例如疏水性二氧化矽氣凝膠或疏水性煙霧狀二氧化矽)的量低於為達成相同所要光澤度所需之親水性二氧化矽(例如煙霧狀二氧化矽或經沈澱之二氧化矽)的量。

混濁度通常用混濁度-光澤度反射計量測。反射計經設計以量測油漆塗料、塑膠、結合劑、顏料及金屬表面(鏡面反射)上之鏡面光澤度及反射混濁度。該等技術與以限定角度照明之樣品表面有關且反射光以光電方式量測。選擇照明(幾何形狀)之適當角度取決於相同表面之特定光澤度：無光澤、中等或高光澤度。

如本文中所描述之包括疏水性及親水性二氧化矽之塗料的混濁度值通常高於基於相同聚合組分但無此等材料之對照塗料的混濁度值。

各種方法及設備已或正經研發以研究與塗料相關之其他特性且可用以研究本文中所揭示之塗料。舉例而言，已發現，並不藉由添加諸如煙霧狀二氧化矽及氣凝膠之親水性及疏水性二氧化矽來顯著不利地影響Konig及/或鉛筆硬度。相對於以相同方式產生但無微粒二氧化矽之對照塗料，根據本文中之各種實施例之塗料中親水性二氧化矽及疏水性二氧化矽的使用不必減小Konig硬度超過6%，例如超過5%、超過4%或超過3%。亦即，塗料可具有高至對照塗料之Konig硬度的至少94%，例如至少95%等之Konig硬度。實際上，在一些實施例中，微粒二氧化矽之使用增加Konig硬度。

在一些實施中，本文中所描述之塗料可耐受相對廣泛的溫度範圍而無開裂、剝落或其他負面效果。說明性溫度為-120℉至300℉，例如-120℉、-100℉、-75℉、-50℉、-20℉至室溫或室溫至100℉、150℉、200℉、250℉或300℉。

發現許多塗料具有如例如藉由美國專利第6,478,864號中所描述之技術評估之耐水性及/或耐醇性。在其他實施例中，塗料可提供藉由疏水性及親水性二氧化矽之組合效應及可能協同效應實現之耐腐蝕性。

可表徵根據本文中所描述之實施例之塗料的其他具有吸引力之特性包括(但不限於)：未預期黃化之UV穩定性、透明度及減少因混凝土中濕氣所造成的霧濁、類似於聚胺甲酸酯之高耐研磨性及耐刮擦性、耐久性、對熱及溫度變化之耐受性、耐染色性及耐衝擊性及其他。

在一些實施例中，例如低光澤度、高透明度或低混濁度、機械特性及其他特性之期望塗料特性藉由使成分之比率、親水性及疏水性二氧化矽之特定類型、所選基底分散液、混合條件、黏度、穩定性或前驅體分散液之其他屬性等等最佳化來達成。

舉例而言，與例如僅含有疏水性氣凝膠及親水性煙霧狀二氧化矽之比較塗料相比，添加其他固體、諸如蠟之消光劑或經沈澱之二氧化矽可影響所得塗料之特性。已發現，在一些情況下，引入除水性的疏水性二氧化矽分散液之親水性微粒二氧化矽及疏水性微粒二氧化矽以外的消光劑可降低光澤度而不會不可接受地增加前驅體分散液之黏度。

在一些情況下，本文中所描述之塗料具有耐水/濕性、耐醇性、抗污染性、耐腐蝕性、耐吸塵性(dust pick-up resistance)及/或其他特性。

本文中所提供之水性的疏水性二氧化矽分散液亦可用於製備覆層及其他可撓性絕緣結構，諸如Doshi等人之美國專利公開案第2017/0101773號及Rouanet等人之美國專利第7635411號中所描述之彼等者，此兩者之全部內容以引用之方式併入本文中。處理漿液可藉由將諸如結合劑、纖維及其他添加劑之額外成分與水性的疏水性二氧化矽分散液組合來製備。其他添加劑包括(但不限於)遮光劑、黏度調節劑、固化劑、增加或減緩結合劑硬化之速率的試劑、促進機械強度之試劑或材料、黏度調節劑、pH調節劑、塑化劑、潤滑劑、增強劑、阻燃劑及其他者。亦可利用其他成分之組合。額外成分可用以更好地將微粒二氧化矽保留在厚纖維結構(lofty fibrous structure)或棉絮或其他基板上，且賦予其他期望特性，諸如色彩或阻燃性。

合適的結合劑包括(但不限於)石膏、水泥或其組分、鎂鹽、矽酸鹽、聚合物、乳膠組合物及其他有機或無機材料或含有此類材料之組合物。纖維可包括礦棉纖維、生物可溶性陶瓷纖維、碳纖維、基於聚合物之纖維、金屬纖維、纖維素纖維、源自植物之纖維、或連續製造之玻璃或石材纖維之紡織、非紡織或短切形式。

纖維可具有任何形狀，例如圓形、多葉形、條帶形或類似於冷杉樹或啞鈴之形狀。纖維可為中空的且可為平滑或捲曲的。典型的纖維具有長度比直徑比率大於1，例如大於5、8或20之細長(例如圓柱形)形狀。纖維可為紡織、非紡織、短切或連續的。纖維可具有一種或多於一種組分，例如一種材料之核心及第二材料之外鞘。纖維可為鬆散、短切、成束的或在織物或纖維織品中連接在一起。纖維可藉由習知添加劑，例如抗靜電劑、染料、顏料或IR遮光劑或此等添加劑中之兩者或更多者之混合物來改質。

所添加結合劑、纖維及其他成分之量可視特定應用及其他因素而定。因此，其他成分可以大於混合物總重量之0重量%，例如大於2重量%，例如大於5重量%、大於10重量%、大於15重量%、大於20重量%或大於25重量%之量存在於處理漿液中。該等成分可以小於90重量%，例如小於75重量%或小於50重量%之量存在於處理漿液中。

棉絮可為紡織或非紡織的，且可由任何適合之材料製造，該材料例如金屬氧化物纖維，諸如玻璃纖維、礦棉纖維、生物可溶性陶瓷纖維、碳纖維、基於聚合物之纖維、金屬纖維、纖維素纖維、源自植物之纖維或此等纖維之任何組合。棉絮可為可撓性的且可由兩層或更多層製成。

棉絮可藉由各種製程塗佈或浸漬有處理漿液。在許多實施例中，一或多個棉絮層浸漬有漿液。在一個實例中，將漿液塗覆至第一棉絮層，其隨後由第二棉絮層覆蓋。隨後將漿液塗覆至第二棉絮層且繼續該過程達至所要層數。在其他實施方案中，所選方法適合於按比例擴大或工業製程，諸如(例如)氣流成網(air-laid)及/或卷輪式(roll to roll)製造。

將漿液塗覆至棉絮所涵蓋之特定技術包括(但不限於)：例如在或不在浴液攪動下將棉絮浸塗或浸沒於漿液中，將漿液倒入棉絮，用漿液輸注、噴塗或塗漆棉絮，及/或例如如此項技術中已知之其他製程。將棉絮浸泡於漿液中可尤其適用於浸漬多層(兩層或更多層)棉絮。在特定實施方案中，浸泡可在搖晃、攪拌或另一合適形式之攪動存在的情況下進行整個浸泡階段或以較小時間間隔進行。亦可採用浸沒浴液之間歇性攪動。

將漿液塗覆至棉絮可在環境條件(例如室溫及/或大氣壓)下或在其他合適條件下進行。舉例而言，棉絮可在高於室溫之溫度下處理。舉例而言，壓差可用於促進漿液經由棉絮中之織物開口滲透。

經處理棉絮可使用空氣或特定氛圍(例如惰性氣體)例如在室溫下或在高於室溫之溫度下進行乾燥。乾燥可藉由簡單地使漿液乾燥或藉由使用烘箱、乾燥腔室、導向含漿液棉絮之氣流、抽吸經由經處理棉絮的真空或例如如此項技術中已知之任何其他合適的乾燥裝置進行。在特定實例中，乾燥步驟使用適合於按比例擴大或工業製造製程之設備及/或技術進行。

替代地或另外，處理漿液可使用金屬絲網、過濾器或熟習此項技術者已知之其他裝置或方法藉由脫水直接形成至覆層中而無需使用棉絮。在脫水期間輕微攪拌可減少各種組分歸因於密度差之分離。在一個實施例中，處理漿液藉由使用熟習此項技術者已知之任何合適的濕式佈層技術(諸如美國專利第5399422號中所揭示之技術)在金屬絲網上過濾來脫水。多層結構亦可藉由預形成層且將其層壓在一起或連續形成多個層來製備。各種層可具有相同或不同的組合物。

一或多種所得過濾混合物接著可經按壓以移除水且增加織物密度，在預定溫度及壓力下進行乾燥，且在預定溫度及/或壓力下軋光以形成本發明之覆層。氣凝膠顆粒及纖維之過濾混合物可藉由任何已知方法及/或儀器在預定溫度下按壓且乾燥。旋轉按壓可用於織物脫水及壓縮。乾燥可藉由蒸氣加熱缸或藉由高速風乾或藉由輻射熱實現。較佳地，經過濾混合物在濕潤劑揮發或分解之溫度下進行乾燥以使得疏水性二氧化矽顆粒之疏水性令人滿意地恢復。另外，乾燥製程亦可使纖維中之一些或全部彼此鍵結及/或鍵結至二氧化矽。較佳地，經過濾混合物在至少100℃之溫度下，且更佳地在至少120℃之溫度下進一步乾燥。可呈織物形式之乾燥混合物接著可至少部分地與熱壓延機，較佳地熱壓延機輥進一步熱鍵結，以形成較強且相對無塵的覆層或複合材料。乾燥混合物/織物亦可在預定溫度及時間下壓延至預定密度。

在另一實施例中，水性的疏水性二氧化矽分散液可用於製備用於紡織品之塗料。紡織品可呈熟習此項技術者已知之任何形式，包括(但不限於)纖維、紗、紗線、夾層紗、由纖維及/或紗產生之織品以及由纖維、紗及/或織品產生之成品。紡織材料可為纖維、紗或織品。紡織材料可為紡織、編織、鉤編、黏結及/或非紡織品。紡織材料可為紡織、編織、鉤編、熔噴、黏結、針打孔非紡織品，及極性厚絨布毛絨或環形織品(一側或兩側)。紡織材料可經紡絲、電紡絲、熔噴、抽出或擠出。紡織材料可為網狀物。

水性的疏水性二氧化矽分散液可用於塗佈包含以下中之一或多者之紡織品：人造絲、耐綸、非丙烯酸烯烴、丙烯酸聚酯、聚乙烯、聚苯醚、聚四氟乙烯、聚酯、聚丙烯、黏液纖維、碳纖維、芳族聚醯胺、聚苯并咪唑纖維、聚乳酸、丙烯腈、羊毛、棉、纖維素、真絲、亞麻、黏液纖維、大麻、苧麻及黃麻。替代地或另外，紡織材料可包括伸縮紗或毛絨。

紡織品可使用熟習此項技術者已知之任何方法用水性的疏水性二氧化矽分散液或由水性的疏水性二氧化矽分散液製備之處理分散液處理。舉例而言，視紡織品之組態而定，紡織品可經浸塗、經刮刀塗佈、經輥塗佈、經填補、經壓延、經擠出塗佈或經泡沫拋光塗佈。

各種添加劑可與水性的疏水性二氧化矽分散液組合以形成用於紡織品之處理分散液。適當添加劑包括供與覆層及棉絮一起使用之上文所論述之添加劑、抗微生物劑、樹脂及熟習此項技術者已知之其他添加劑。

水性的疏水性二氧化矽分散液中之疏水性及親水性二氧化矽可賦予紡織品疏水性、觸覺特性或在疏水性氣凝膠的情況下賦予紡織品絕熱特性。替代地或另外，二氧化矽可相對於諸如縫合機器之處理設備或相對於自身減小紡織品之摩擦係數。

在另一實施例中，水性的疏水性二氧化矽分散液可用於聚合物之水下粒化。某些聚合物具有如下問題：由聚合物製成之球粒在輸送及儲存期間傾向於彼此黏著。此通常在後續處理步驟(諸如摻合、儲存及封裝)中造成問題。用抗黏著劑或抗結塊劑塗佈或上膠此等球粒可防止或減少此類黏著。由於球粒之極度黏性，球粒通常經由具有複數個孔之模具盤以熔融狀態擠出至浴液中。水性的疏水性二氧化矽分散液可用作浴液而不需要包括額外結合劑。合適的聚合物包括聚烯烴、聚酯及其他熱塑性聚合物。然而，任何可粒化之材料可受益於本文中所揭示之水性的疏水性二氧化矽分散液的使用。舉例而言，頒予Boothe等人之美國專利第8,303,871號揭示用於諸如以下之材料的粒化機：蠟、瀝青、黏著劑、膠基調配物、高熔流聚烯烴及非聚合有機及/或無機化合物。由於將疏水性二氧化矽黏附至聚合物表面之表面交互作用不同於用於親水性二氧化矽之表面交互作用，因此疏水性二氧化矽的使用可擴展可使用水下粒化進行處理之聚合物的類型。

本文中所揭示之水性的疏水性二氧化矽分散液亦可用於在懸浮聚合期間將二氧化矽併入至聚合物中。水性的疏水性二氧化矽分散液可用隨後可聚合之單體調配。

本文中所揭示之水性的疏水性二氧化矽分散液亦可用於經由擠出將二氧化矽併入至聚合物中。例示性方法揭示於EP1401924中，其內容以引用之方式併入本文中。

藉由以下非限制性實例進一步描述本發明。
實例

進行若干實驗以研究含有水性的疏水性二氧化矽分散液之塗料調配物之特性。一般而言，煙霧狀二氧化矽提供於「起始」或「基底」組合物(通常為分散液)中。將疏水性微粒二氧化矽材料添加至基底中以形成水性的疏水性二氧化矽分散液。適合於塗佈應用之樹脂系統隨後與水性的疏水性二氧化矽分散液組合以產生「最終」或「塗料」調配物。研究固化前及固化後塗料調配物之特性，諸如黏度、光澤度、硬度及與產生及製造塗料調配物相關之其他屬性。

三種市售基底組合物用於以下實例中。可購自Cabot Corporation之第一Cab-O-Sperse® PG 022分散液為基底分散液，其特徵在於pH 3.8、低於100厘泊(cP)之黏度、比重1.125及20重量%之固體含量(負載)。基底分散液中之固體為親水性煙霧狀二氧化矽，其特徵在於約200 m² /g之表面積、次微米級粒度、平均值小於0.2微米之均一粒度分佈及陽離子性表面電荷。

可購自Cabot Corporation之第二Cab-O-Sperse® 1015A分散液之特徵在於pH 6.0、最大黏度40 cP及比重1.089。其在用氫氧化銨穩定之水性介質中含有低(約90 m² /g)表面積煙霧狀二氧化矽，其特徵在於帶負電顆粒(大致平均粒度為20奈米(nm))。煙霧狀二氧化矽負載為約15%。

可購自Cabot Corporation之第三Cab-O-Sperse 2017A分散液之特徵在於150 cP之最大黏度、pH 9.8及比重1.099。其包括在用氫氧化銨穩定之水性介質中呈17重量%的量的具有約200 m² /g之BET表面積的煙霧狀二氧化矽。

基底分散液亦直接用Cab-O-Sil EL-90及M-5煙霧狀二氧化矽製備。L-90二氧化矽具有90 m² /g之標稱BET表面積；M-5二氧化矽具有200 m² /g之標稱BET表面積。

實例中之消光劑包括：半透明氣凝膠，可自Cabot Corporation以名稱ENOVA® MT1100、IC3120及IC3130氣凝膠購得；不透明氣凝膠，可自Cabot Corporation以名稱ENOVA® MT1200氣凝膠、Cab-O-Sil TS-720二氧化矽(其用聚二甲基矽氧烷處理)及CAB-O-SIL TS-530二氧化矽(其用六甲基二矽氮烷處理)購得。氣凝膠材料之甲醇數目大於80個。TS-720二氧化矽之甲醇數目為約72個。TS-530二氧化矽之甲醇數目為約63個。

在製備消光組合物時添加之其他固體包括例如可自Evonik Industries AG以名稱ZEOTHIX® 95二氧化矽購得的微米化經沈澱之二氧化矽。通常使作流變改質劑、平化劑及消光劑，ZEOTHIX® 95具有8.5微米之經報告平均粒度及180 m² /g之表面積(BET)。

亦作為添加至已存在於基底中之煙霧狀二氧化矽中的試劑使用的係疏水化煙霧狀二氧化矽，其具有125 m² /g之典型表面積，可自Cabot Corporation以名稱CAB-O-SIL® TS-610二氧化矽購得，且尤其在分散簡易性為主要調配考慮因素時視為適合於極性及非極性樹脂系統兩者。此二氧化矽之甲醇數目為約37個。

一些實驗中所添加之另一材料為聚乙烯微米化蠟合金，其熔融峰在92℃-141℃範圍內且建議用於液體油墨或其他水基及溶劑基系統。此材料可自Shamrock Technologies, Newark, NJ以名稱S-363購得。

對於聚胺甲酸酯丙烯酸塗料調配物，所選系統為用於風乾塗料之高固體水性胺基甲酸酯/丙烯酸共聚物，其通常用於通用及汽車用塑膠、金屬塗料、底層表面及刷塗清漆，可自DSM Coating Resins, LLC, PO Box 615 8000 AP Zwolle, The Netherlands以名稱NeoPac™ R-9699水性胺基甲酸酯/丙烯酸共聚物購得。

所採用之另一樹脂系統為風乾水性胺基甲酸酯調配物，其可自DSM Coating Resins, LLC, PO Box 615 8000 AP Zwolle, The Netherlands以名稱NeoRez™ R-960胺基甲酸酯購得，且建議用於需要硬度、可撓性、耐化學性及耐磨性之高效能用途。認為NeoRez™ R-960水性胺基甲酸酯之脂族主鏈產生UV耐受性，准許其在外部塗佈應用中使用。基於NeoRez™ R-960樹脂之透明塗料經報導與高效能習知溶劑性胺基甲酸酯噴漆進行有利地比較。

另外使用的係用於木材表面之經改質丙烯酸乳液，其可自DSM Coating Resins以名稱Neocryl® A-6016水性丙烯酸購得。已知對於耐刮擦性及韌性且形成極透明及光澤之耐水膜，NeoCryl® A-6016水性丙烯酸歸因於其UV穩定性、高光澤度、良好潤濕黏著力及耐化學性通常用作量產櫥櫃及傢俱表面。

另外使用的係可自Stahl Holdings B.V以名稱Permutex EVO EX-RU-92-605樹脂購得之聚胺甲酸酯聚碳酸酯樹脂、可購自DSM Coating Resins之丙烯酸Neocryl E-160樹脂及可購自DSM Coating Resins之Neocryl XK-98乳液(一種陰離子型丙烯酸共聚物乳液)。NeoCryl XK-98乳液建議用於透明及著色之頂塗層及用於塗料PVC兩者。所有樹脂如由製造商所提供般使用。

除了上文所提及之樹脂及固體微粒材料以外，水性的疏水性二氧化矽分散液及/或塗料調配物亦包括溶劑、流變改質劑、界面活性劑、固化劑及/或通常用於分散固體且常見於製造塗料調配物之其他成分。用於以下實例中之特定分散劑為：DisperBYK 190化合物(BYK Chemie) (一種EO:PO比率約為3之具有苯乙烯、聚氧化乙烯及聚氧化丙烯嵌段之非離子型分散劑)、DisperBYK 192化合物(BYK Chemie)、Solsperse 46000化合物(Lubrizol Corporation) (一種含有聚氧化乙烯之非離子型分散劑)、Jeffamine M-2070化合物(Huntsman) (一種重量平均分子量約為2,000且環氧丙烷/環氧乙烷(EO/PO)莫耳比為31/10且HLB值為13.8之單官能性一級胺)、Jeffamine M600化合物(Huntsman) (一種重量平均分子量約為600且環氧丙烷/環氧乙烷(EO/PO)莫耳比為1/9且HLB值為2之單官能性一級胺)、Jeffamine ED900化合物(Huntsman) (一種EO/PO比值恰好大於2且重量平均分子量約為900之雙官能性一級胺)、Surfonamine L-300化合物(Huntsman) (一種EO/PO比值為約58/8、重量平均分子量為約3000且HLB為約17.1之單官能性一級胺)、Surfonamine B-200化合物(一種EO/PO比值為約6/29且重量平均分子量為約2000之單官能性一級胺)及Petrolite D1038化合物(Baker Hughes Inc.) (一種非離子型烷基聚氧化乙烯酯)。用於以下實例中之額外化合物包括用於塗料行業中且用作聚胺甲酸酯及環氧樹脂之固化劑的二甲基乙醇胺(DMEA)；基於BYK-024聚矽氧之消泡劑(BYK Chemie)、BYK-346添加劑(一種通常用於水性塗料中之聚矽氧界面活性劑) (BYK Chemie)；丁基賽路蘇(Dow)；Dehydran® 1293消泡劑(BASF) (一種經改質聚矽氧烷)；及諸如以下之溶劑：Dowanol DPM二醇醚、Dowanol PnB二醇醚及Dowanol DPnB二醇醚。

除非另外說明，否則下表中所展示之量以公克(g)為單位。

除非另外指出，否則水性的疏水性二氧化矽分散液之成分用Dispermat (CV、CV-3或D51580)混合器混合。一般而言，樹脂類調配物之成分用塔頂實驗室混合器混合。通常，逐漸地添加固體，每次添加之後為混合步驟且在許多情況下為評估分散液黏度以確保其在繼續進行下一次添加之前仍可攪拌。

具有樹脂之水性的疏水性二氧化矽分散液調配物之成分用附接至Stir-Pak Speed Controller (型號#SSC30，零件#50007-00)之Stir-Pak Heavy Duty Mixer Head (型號#SSM36，零件#50007-40)混合。速度控制器設定為1至10，1與由混合器頂部之最小RPM指示之最低RPM相關，在此情況下為60 RPM，且10與混合器頂部之最高RPM相關，在此情況下為6000 RPM。在攪拌時，產生小渦旋。視樣品黏度而定，速度控制器上之數值將需隨降低之黏度減小且隨增加之黏度增加。

以下實例中研磨精細度之評估指示Hegman研磨方法之使用。所用Hegman研磨計由Paul N. Gardner Co., Inc.供應且根據製造商之指示進行評估。含有ENOVA MT1100及MT1200氣凝膠之合適的樣品呈現至少4或5之研磨。含有其他氣凝膠之合適的樣品呈現至少2或3之研磨。當樣品並未呈現合適的Hegman研磨時，在相同條件下繼續混合直至獲得適當的Hegman研磨為止。

黏度量測使用型號DV-I +之布氏黏度計(Brookfield Viscometer)採用以下程序獲得。在儀器通電之後，接通冷卻器且將溫度設定成25℃。隨後如儀器顯示器所指示使用自動調零程序將儀器置零。藉由按壓「設定軸」功能選擇軸直至所選軸(RV軸設定，RV-1至RV-7)突顯為止。再次按壓「設定軸」功能以輸入選擇。將小樣品杯用待測試分散液/調配物部分地填充。若使用盤型幾何結構，則將盤置放於分散液/調配物中且輕緩地旋轉以釋放可截留在盤下的任何空氣。可將子彈形幾何結構直接附接至軸。隨後將樣品杯置放於儀器上之加套固持器中，且若尚未附接，則將幾何結構旋擰至軸上。使用移液器，將樣品杯填充至距離頂部約2.5 mm且將速度設定為10 rpm。接通馬達且使系統在10 rpm下平衡一分鐘。在20 rpm、50 rpm及100 rpm下重複此操作。在100 rpm下平衡一分鐘之後，完成測試並斷開馬達。

在進行下文所描述之實驗時，若所得材料可用以製造膜，例如，若所得材料可用移液管移取且氣泡可自膜逸出，則認為黏度係令人滿意的。若黏度並不令人滿意，則在相同條件下繼續混合直至材料係合適的為止。

將膜澆鑄於合適的基板上，諸如(例如)Leneta測試卡片、冷軋鋼(cold-rolled steel；CRS)板或此項技術中已知之其他基板。一般而言，將塗料分散液或塗料組合物塗覆至基板係使用由BYK製造之3 mil濕式刮塗棒進行。

烘烤固化通常在150℉下進行30分鐘，接著在室溫下進行10分鐘閃蒸循環。此等操作用以移除諸如溶劑之有機材料及其他添加劑且硬化塗料。所用設備為Grieve雙門溶劑額定烘箱。

各種樣品之混濁度值用來自BYK之光澤度及混濁度儀量測。除非另外指出，否則在20°、60°及85°下使用來自BYK之光澤度及混濁度儀在鋼基板上之3 mil厚(濕式)刮塗塗料上評估光澤度。

用BYK-Gardner Konig硬度測試儀根據製造商之說明書量測Konig硬度。根據ASTM D3363，Test Method for Film Hardness by Pencil Test 測定鉛筆硬度。對在鋼基板上刮塗之膜進行兩個測試。在上文所描述之烘烤固化方法之後進行單點Konig硬度測試。在允許在室溫下乾燥之塗料上量測Konig硬度隨時間推移之進展。
實例 1

關於分散液屬性(例如，黏度)以及固化產物之光澤度及其他特性製備且研究聚胺甲酸酯-丙烯酸分散液。

經由水性的疏水性二氧化矽分散液I及II提供消光劑。兩種水性的疏水性二氧化矽分散液之起始材料為Cab-O-Sperse® PG 022分散液。

兩種水性的疏水性二氧化矽分散液含有具有表1中所展示之特性的ENOVA® MT1100半透明氣凝膠。除了此氣凝膠以外，分散液II亦含有ZEOTHIX® 95微米化經沈澱二氧化矽。

關於在製備分散液I及II時所遵循之方案的細節呈現於下表2中。
表2

將分散液I及II添加至聚胺甲酸酯-丙烯酸組合物(NeoPac™ R-9699水性胺基甲酸酯/丙烯酸共聚物)中，如表3中所描述以形成組合物I及II：
表3

如表C (實例1)中所示將額外成分添加至來自表B (實例1)之組合物I及II中，且量測所得塗料分散液I及II之黏度。表4中亦展示的係使用相同樹脂組分但在不存在水性的疏水性二氧化矽分散液的情況下製備之對照組合物。
表4

藉由添加經沈澱之二氧化矽觀測到更明顯的黏度增加。然而，相對於對照調配物，藉由使用存在於塗料分散液I或II中之消光劑觀測到的黏度堆積在可接受之限值內。

評估如上文所描述製備之塗料I及II之混濁度、光澤度及Konig硬度。結果展示於表5及表6中。
表5
表6

資料指示消光劑相對於對照並不顯著改變混濁度或Konig硬度。然而，塗料I及塗料II兩者中光澤度顯著減小。
實例 2

以與實例1中所描述相同的基底分散液，亦即CAB-O-SPERSE PG 022分散液為起始物質製備以下水性的疏水性二氧化矽分散液I、II及III。三種調配物分別包括：(I) ENOVA® MT1100氣凝膠；(II)相同ENOVA® MT1100氣凝膠及Zeothix 95經沈澱二氧化矽之組合；及(III) ENOVA® MT1100氣凝膠及S363微米化蠟材料之組合。所用程序展示於表7中。
表7

如下文實例3中所描述進一步評估三種分散液。
實例 3

上文實例2中所製備之分散液I、II及III與聚胺甲酸酯系統(NeoRez™ R-960水性胺基甲酸酯)結合使用以製備若干塗料組合物。名稱「低」及「高」係指所選的相對負載。

遵循用以製備對照及實驗胺基甲酸酯類塗料組合物之方案詳述於表8中。研磨精細度指示使用如上文所描述之Hegman研磨方法。
表8
a：固體負載為34%之NeoRez™ R-960水性胺基甲酸酯。

針對各種塗料組合物所觀測到的pH及黏度值展示於下表9中。
表9

測試板藉由使用3 mil濕式刮塗棒在Leneta 2C卡片上澆鑄出塗料組合物來製備。固化操作包括在室溫下閃蒸10分鐘及在150℉下烘烤循環30分鐘。所得塗料具有展示於下表10及圖1至圖4中之特性。
表10

一般而言，所有實驗樣品顯示相對於對照樣品光澤度降低。在此實例中所測試之聚胺甲酸酯系統中，特定言之在以高含量添加水性的疏水性二氧化矽分散液(樣品G)時，半透明氣凝膠及微米化蠟之組合呈現相對於對照塗料賦予顯著的消光效應。在以高含量添加氣凝膠及經沈澱之二氧化矽(樣品E)時亦觀測到良好的光澤度降低。資料似乎指向當在製備塗料組合物時添加第三試劑(經沈澱之二氧化矽或蠟)時消光效果增加的可能趨勢。

所添加消光劑呈現引起一些混濁度值的增加，樣品G (III-高)增加最多。

在所有實驗樣品中觀測到Konig硬度的微小增加，其中在樣品D (II-低)、E (II-高)及G (III-高)中觀測到略微較高的值。
實例 4

基底分散液(CAB-O-SPERSE 1015A分散液)根據下表11中所闡明之程序與ENOVA MT1100氣凝膠及CAB-O-SIL TS-610二氧化矽組合。
表11

在聚胺甲酸酯-丙烯酸系統(NeoPac® R-9699品牌聚合物)中評估所得水性的疏水性二氧化矽分散液。用於製備具有兩種不同含量之二氧化矽負載之未固化塗料組合物及不具有二氧化矽的對照組合物之程序提供於表12中。
表12
a：固體負載為40%之NeoPac® R-9699水性胺基甲酸酯-丙烯酸

使用3 mil濕式刮塗棒在Leneta 2C卡上澆鑄出塗料組合物，隨後固化。為了量測光學特性，在室溫下進行閃蒸10分鐘且在150℉下進行烘烤循環30分鐘。預期相比於不用二氧化矽製備之對照組合物，用水性的疏水性二氧化矽分散液製備之塗料在60°下量測將呈現降低至少15%的光澤度。
實例 5

基底分散液(CAB-O-SPERSE 1015A分散液)根據下表13中所闡明之程序與ENOVA MT1100氣凝膠及CAB-O-SIL TS-610二氧化矽組合。
表13

將所得水性的疏水性二氧化矽分散液添加至聚胺酯樹脂系統(NeoRez® R-960水性胺基甲酸酯)中以製備塗料分散液B至塗料分散液D，如呈現於表14中之程序所示。在不存在二氧化矽的情況下製備對照樣品A。藉由將二氧化矽分散液直接添加至樹脂，隨後預混合溶劑中來製備樣品D。藉由將預混合溶劑直接添加至樹脂，隨後水性的疏水性二氧化矽分散液中來製備樣品及C。
表14
a：NeoRez® R-960水性胺基甲酸酯

對照塗料及三種實驗塗料(膜)藉由使用上文所描述之3 mil濕式刮塗棒在可購自ACT Test Panel Technologies之ACT Bonderite® 1000品牌CRS板上澆鑄上文所描述之塗料調配物來製備。對於用於光學特徵化之樣品，閃蒸步驟在室溫下進行10分鐘；烘烤循環在150℉下進行30分鐘。預期相比於不用二氧化矽製備之塗料，用水性的疏水性二氧化矽分散液製備之塗料呈現降低之光澤度，且添加溶劑及二氧化矽之次序對光學及硬度特性具有很少或沒有影響。
實例 6

根據下表15中之程序用來自Cabot Corporation之CAB-O-SIL EL-90親水性煙霧狀二氧化矽及TS-530六甲基二矽氮烷處理之疏水性煙霧狀二氧化矽製備水性的疏水性二氧化矽分散液。
表15

根據下表16中之程序將所得水性的疏水性二氧化矽分散液添加至丙烯酸組合物中。亦製備不具有二氧化矽之對照分散液。
表16

使用先前所描述之方法用3 mil刮塗棒將組合物澆鑄於Leneta 2C卡片上，且使其在環境溫度下乾燥10分鐘且在150℉下乾燥30分鐘。預期相比於不用二氧化矽製備之塗料，含有二氧化矽之塗料在60°下呈現降低至少15%之光澤度。
實例 7

表1中所描述之氣凝膠在光學特性上可不同。實施此實例以評估聚胺甲酸酯系統中氣凝膠之半透明種類與不透明種類之間的可能差異。

基底分散液(Cab-O-Sperse® 1015A分散液)用於製備兩種水性的疏水性二氧化矽分散液：含有半透明氣凝膠(ENOVA® MT1100氣凝膠)之P及含有不透明氣凝膠(ENOVA® MT1200氣凝膠)之Q。將CAB-O-SIL® TS-610二氧化矽添加至兩種分散液中。關於在製備分散液P及Q時所遵循之方案的細節呈現於表17中。
表17

使用表18中所呈現之程序將水性的疏水性二氧化矽分散液P及Q添加至聚胺酯樹脂系統(NeoRez® R-960聚合物)中以製備塗料調配物B至G。在不存在經添加消光組合物的情況下製備對照樣品A。

表18
a：NeoRez® R-960水性胺基甲酸酯

藉由添加分散液P觀測到更明顯的黏度增加，而分散液Q相對於對照保持在更加可接受之黏度範圍內。

評估如上文所描述製備之塗料調配物A至G的光澤度、混濁度、Konig硬度及鉛筆硬度。結果展示於表19-21中。
表19
表20
表21

使用表22中所呈現之程序將兩種比較產物R (TS-100二氧化矽)及S (S363蠟)添加至聚胺酯樹脂系統(NeoRez® R-960聚合物)中以製備塗料調配物H至M。
表22
a：NeoRez® R-960水性胺基甲酸酯

相比於化合物S，藉由添加化合物R觀測到更明顯的黏度增加。

評估根據上文所描述之程序製備之塗料調配物H至M的光澤度、混濁度、Konig硬度及鉛筆硬度。結果展示於表23至表25中。
表23
表24
表25

資料呈現於圖5至圖9中。樣品之描述展示如下：
A 對照
B 含1.9%水性的疏水性二氧化矽分散液P之樹脂調配物
C 中之含3.7%水性的疏水性二氧化矽分散液P之樹脂調配物
D 含7.4%水性的疏水性二氧化矽分散液P之樹脂調配物
E 含1.8%水性的疏水性二氧化矽分散液Q之樹脂調配物
F 含3.7%水性的疏水性二氧化矽分散液Q之樹脂調配物
G 含7.4%水性的疏水性二氧化矽分散液Q之樹脂調配物
H 含5%比較消光劑R (TS-100二氧化矽)之樹脂調配物
I 含10%比較消光劑R之樹脂調配物
J 含20%比較消光劑R之樹脂調配物
K 含5%比較消光劑S (S363微米化蠟)之樹脂調配物
L 含10%比較消光劑S之樹脂調配物
M 含20%比較消光劑S之樹脂調配物

結果指示相對於對照，比較消光劑S及R影響混濁度但並不影響Konig或鉛筆硬度。然而，相對於對照，所有調配物之光澤度顯著減小。
實例 8

亦在可自DSM以名稱Neocryl® A-6016水性丙烯酸購得之透明水性丙烯酸系統中研究氣凝膠效能。

所用水性的疏水性二氧化矽分散液與實例7中之分散液Q相同；消光劑R (TS-100二氧化矽)用於比較調配物AE-AG中。使用表26中所描述之程序製備調配物。
表26

上表26顯示，基於不透明氣凝膠分散液Q之水性的疏水性二氧化矽分散液容易以所有含量併入至丙烯酸系統(調配物AB、AC及AD)中，但以粉末形式使用之消光劑R變得愈加難以併入至塗料分散液(AE、AF及AG)中。

根據先前所描述之方法使用3 mil刮塗棒將調配物塗佈於可購自ACT Test Panel Technologies之ACT Bonderite®1000品牌CRS板上，且使其在環境溫度下乾燥10分鐘且在150℉下乾燥30分鐘。表27顯示，光澤度藉由併入基於氣凝膠之分散液以及粉末所形成之消光劑R兩者而減小。消光劑並不影響鉛筆硬度。
表27

在另一實驗中，在如先前所展示製備刮塗膜之後，該等膜僅在環境溫度下保持乾燥且隨時間推移記錄Konig硬度進展。如圖10中亦展示，使用消光劑R之比較調配物(AE、AF及AG)顯示尤其在早期降低之Konig硬度，而調配物AB、AC及AD中基於不透明氣凝膠之消光劑與丙烯酸對照(AA)極其相當，從而指示氣凝膠消光顆粒與丙烯酸系統之間的良好相容性。

表28展示膜之耐水性結果。與對照相比，所有調配物顯示更佳的耐水性：在水接觸一小時之後膜未起泡且在環境條件下使其乾燥一小時之後膜強度良好恢復。特定言之，塗料分散液AB在室溫下在24小時之後並不顯示對水的任何軟化。
表28
實例 9

根據下表29中之程序使用來自Cabot Corporation之CAB-O-SPERSE 2017A分散液及Enova IC3120氣凝膠製備水性的疏水性二氧化矽分散液。
表29

根據下表30中之程序將所得水性的疏水性二氧化矽分散液添加至聚酯組合物中：
表30

使用Hegman研磨計評估所得塗料組合物之研磨精細度。若研磨令人滿意，則使用先前所描述之方法將組合物澆鑄於Bonderite 1000板上，且使其在環境溫度下乾燥10分鐘且在150℉下乾燥30分鐘。所得塗料具有40.0之Konig硬度且在20°及60°下分別具有5.4及19.8之光澤度。當塗料的外觀無光澤(不光亮)時，其係乳白色的，並不透明。D1038分散劑並不具有陽離子性基團且可能不會促進疏水性及親水性微粒氣凝膠兩者之適當分散，尤其在將額外組分添加至塗料組合物中時。
實例 10
根據下表31中之程序用來自Cabot Corporation之CAB-O-SPERSE 2017A二氧化矽分散液及Enova IC3130及IC3120氣凝膠製備水性的疏水性二氧化矽分散液。
表31

將所得水性的疏水性二氧化矽分散液添加至聚胺甲酸酯組合物中，如表32中所描述：
表32

使用Hegman研磨計評估所得塗料組合物之研磨精細度。若研磨令人滿意，則使用先前所描述之方法將組合物澆鑄於Bonderite 1000板上，且使其在環境溫度下乾燥10分鐘且在150℉下乾燥30分鐘。所得塗料為透明的，呈現良好的消光及硬度特性，且具有下表33中所列舉之特性。

表33

根據下表34中所闡述之程序亦將水性的疏水性二氧化矽分散液添加至聚胺甲酸酯聚碳酸酯組合物中。
表34

使用Hegman研磨計評估所得塗料組合物之研磨精細度。若研磨令人滿意，則使用先前所描述之方法將組合物澆鑄於Bonderite 1000板上，且使其在環境溫度下乾燥10分鐘且在150℉下乾燥30分鐘。所得塗料為透明的，呈現良好的消光及硬度特性，且具有表35中所列舉之特性。
表35
實例 11

根據下表36中之程序用來自Cabot Corporation之CAB-O-SIL EL-90親水性煙霧狀二氧化矽及TS-720矽氧烷處理之疏水性煙霧狀二氧化矽製備水性的疏水性二氧化矽分散液。
表36

根據下表37中之程序將所得水性的疏水性二氧化矽分散液添加至丙烯酸/聚胺甲酸酯組合物中。亦製備不具有二氧化矽之對照分散液。
表37

使用Hegman研磨計評估所得塗料組合物之研磨精細度，且所得塗料組合物分別呈現25、50及45微米(6與4個Hegman單位之間)之精細度。使用先前所描述之方法用3 mil刮塗棒將組合物澆鑄於Leneta 2C卡片上，且使其在環境溫度下乾燥10分鐘且在150℉下乾燥30分鐘。所得塗料具有下表38中所列舉之特性。
表38

根據表39中之程序將所得水性的疏水性二氧化矽分散液添加至丙烯酸共聚物組合物中。亦製備不具有二氧化矽之對照分散液。
表39

使用Hegman研磨計評估所得塗料組合物之研磨精細度。三種分散液之研磨分別為10、50及40微米(50.8微米等效於4之Hegman研磨)。使用先前所描述之方法用3 mil刮塗棒將組合物澆鑄於Leneta 2C卡片上，且使其在環境溫度下乾燥10分鐘且在150℉下乾燥30分鐘。所得塗料具有下表40中所列舉之特性。
表40
實例 12

使用CAB-O-SPERSE PG022分散液如根據表41中之程序製備二氧化矽分散液。採用三種不同分散劑：DisperBYK 190 (40%)、DisperBYK 192 (100%)及Solsperse 46000 (50%)添加劑。
表41

在添加分散劑後將全部三種上述分散液膠化。在手動攪拌後亦將100 g CAB-O-SPERSE 1015A分散液及3.8 g DisperBYK 192分散劑之類似混合物膠化。此實例中所採用之分散劑組合物上陽離子性基團之缺失可使得二氧化矽分散液不穩定。
實例 13

根據表42中之程序用來自Cabot Corporation之Enova LA1000氣凝膠製備水性的疏水性二氧化矽分散液。

表42

所得分散液適合於調配成用於棉絮或紡織品之塗料。
實例 14

根據表43中之指定比例使用水、來自Cabot Corporation之CAB-O-SIL L-90煙霧狀二氧化矽及氫氧化鉀在配備有型號3PN1010 Variac可變變壓器之重負荷3¾馬力市售摻合器中產生水性基底二氧化矽分散液。在將變壓器設定為20後進行混合之後，根據列於以下之指定比例添加Jeffamine M2070分散劑。隨後以五種相等等分試樣添加ENOVA IC3120氣凝膠，隨後各自在將變壓器設定為30-50後進行混合直至併入氣凝膠為止。在將變壓器設定為30-50後將分散液混合額外60分鐘，且隨後使用Eiger研磨機及1 mm鋯珠粒研磨該分散液。分散液適用於塗料調配物中以提供無光澤效能。
表43
實例 15

根據下表44中之指定比例使用水及來自Cabot Corporation之CAB-O-SIL M-5煙霧狀二氧化矽產生水性基底二氧化矽分散液。在1000 RPM下混合之後，根據列於以下之指定比例添加Jeffamine M2070分散劑，隨後添加ENOVA LA1000氣凝膠，其以五種相等等分試樣添加。在添加各等分試樣之後在1000 RPM下將分散液混合20分鐘，且接著混合額外20分鐘。分散液適用於調配物中以塗佈或浸潤棉絮或紡織品。
表44

雖然本發明已參照其較佳實施例特定展示及描述，但熟習此項技術者應瞭解，在不背離由隨附申請專利範圍涵蓋的本發明之範疇之情況下，可在其中做出形式及細節之各種改變。

在附圖中，參考字符在不同視圖中係指相同部件。圖式未必按比例繪製；重點實際上放在說明本發明之原理上。在圖式中：

圖1及圖2為對照聚胺甲酸酯類塗料(A)及使用CAB-O-SPERSE® PG 022基底分散液與以下中之一者組合製備之聚胺甲酸酯類塗料分別在20°及60°下的光澤度條形圖：氣凝膠(1.5 wt%氣凝膠，B及3.0 wt%氣凝膠，C)；氣凝膠及經沈澱之二氧化矽(1.5 wt%氣凝膠，D及3.0 wt%氣凝膠，E)；及氣凝膠及蠟(1.5 wt%氣凝膠，F及3.0 wt%氣凝膠，G)。

圖3為對照聚胺甲酸酯類塗料(A)及使用CAB-O-SPERSE® PG 022基底分散液與以下中之一者組合製備之聚胺甲酸酯類塗料的混濁度條形圖：氣凝膠(1.5 wt%氣凝膠，B及3.0 wt%氣凝膠，C)；氣凝膠及經沈澱之二氧化矽(1.5 wt%氣凝膠，D及3.0 wt%氣凝膠，E)；及氣凝膠及蠟(1.5 wt%氣凝膠，F及3.0 wt%氣凝膠，G)。

圖4為針對對照聚胺甲酸酯類塗料(A)及使用CAB-O-SPERSE® PG 022起始分散液與以下中之一者組合製備之聚胺甲酸酯類塗料所量測之Konig硬度資料的條形圖：氣凝膠(1.5 wt%氣凝膠，B及3.0 wt%氣凝膠，C)；氣凝膠及經沈澱之二氧化矽(1.5 wt%氣凝膠，D及3.0 wt%氣凝膠，E)；及氣凝膠及蠟(1.5 wt%氣凝膠，F及3.0 wt%氣凝膠，G)。

圖5及圖6為對照塗料(A)、根據本發明之例示性實施例製備之塗料(B-G)及使用習知消光劑製備之比較塗料(H-M)分別在20°及60°下的光澤度條形圖，該等塗料如下：

B 含1.9%水性的疏水性二氧化矽分散液P之樹脂調配物

C 含3.7%水性的疏水性二氧化矽分散液P之樹脂調配物

D 含7.4%水性的疏水性二氧化矽分散液P之樹脂調配物

E 含1.8%水性的疏水性二氧化矽分散液Q之樹脂調配物

F 含3.7%水性的疏水性二氧化矽分散液Q之樹脂調配物

G 含7.4%水性的疏水性二氧化矽分散液Q之樹脂調配物

H 含5%比較R之樹脂調配物

I 含10%比較R之樹脂調配物

J 含20%較R之樹脂調配物

K 含5%比較S之樹脂調配物

L 含10%比較S之樹脂調配物

M 含20%比較S之樹脂調配物。

圖7為對照聚胺甲酸酯塗料、根據本發明之例示性實施例製備之塗料及使用如關於圖5及圖6所描述的習知消光劑製備之比較塗料之混濁度條形圖。

圖8及圖9為對照塗料、根據本發明之例示性實施例製備之塗料及使用如關於圖5及圖6所描述的習知消光劑製備之比較塗料之各別閃蒸(flash-off) Konig硬度及Konig硬度進展的條形圖。

圖10為對照丙烯酸系塗料(AA)、根據本發明之一例示性實施例之丙烯酸類塗料(AB、AC、AD)及利用習知消光劑製備之比較丙烯酸類塗料(AE、AF、AG)的Konig硬度隨時間進展之一系列條形圖(AB及AE：相對於樹脂1.84 wt%固體消光劑；AC及AF：3.69 wt%；AD及AG：7.38 wt%)。

Claims

一種水性的疏水性二氧化矽分散液，其包含以下各者之混合物：水性基底分散液，其包含至少5 wt%的選自由煙霧狀二氧化矽、膠態二氧化矽及經沈澱之二氧化矽組成之群的親水性微粒二氧化矽；疏水性二氧化矽，其包含選自由煙霧狀二氧化矽、膠態二氧化矽、二氧化矽氣凝膠及經沈澱之二氧化矽組成之群的微粒二氧化矽，該疏水性二氧化矽之甲醇數目為至少60個；及分散劑，其具有至少一個陽離子或可陽離子化基團及2至20之HLB比率，其中該分散液中微粒二氧化矽之總量為至少15重量%。
如請求項1之水性的疏水性二氧化矽分散液，其中該水性基底分散液包含酸性或鹼性穩定劑。
如請求項2之水性的疏水性二氧化矽分散液，其中該穩定劑係選自氨、氫氧化銨、氫氧化鉀或鹽酸。
如請求項1至3中任一項之水性的疏水性二氧化矽分散液，其中該水性的疏水性二氧化矽分散液包含小於10%之C1-C4烷基醇。
如請求項1至4中任一項之水性的疏水性二氧化矽分散液，其進一步包含選自由煙霧狀二氧化矽、膠態二氧化矽及經沈澱之二氧化矽組成之群的額外微粒二氧化矽，該額外微粒二氧化矽之甲醇數目小於50個。
如請求項1至5中任一項之水性的疏水性二氧化矽分散液，其中該分散劑包含環氧乙烷及環氧丙烷寡聚物，且其中環氧乙烷單體單元與環氧丙烷單體單元之莫耳比為0.1至11。
如請求項1至6中任一項之水性的疏水性二氧化矽分散液，其中該疏水性微粒二氧化矽包含呈微粒形式之疏水性煙霧狀二氧化矽或疏水性二氧化矽氣凝膠。
如請求項7之水性的疏水性二氧化矽分散液，其中該氣凝膠之孔隙率為至少90%，顆粒密度為120至150 kg/m³ ，且BET表面積為700至800 m² /g。
如請求項1至8中任一項之水性的疏水性二氧化矽分散液，其中疏水性二氧化矽與親水性二氧化矽之重量比為5:95至95:5。
如請求項1至10中任一項之水性的疏水性二氧化矽分散液，其中疏水性二氧化矽與水於該分散液中之重量比為至少1:10。
一種用處理組合物處理之紡織品，該處理組合物包含如請求項1至10中任一項之水性的疏水性二氧化矽分散液。
一種用處理組合物處理之棉絮，該處理組合物包含如請求項1至10中任一項之水性的疏水性二氧化矽分散液。
一種用於水下粒化之浴液，其包含如請求項1至10中任一項之水性的疏水性二氧化矽分散液。
一種水性塗料組合物，其包含以下各者之混合物：聚合物組分；及如請求項1至10中任一項之水性的疏水性二氧化矽分散液。
如請求項14之水性塗料組合物，其中微粒二氧化矽總含量相對於總固體為0.1至30重量%。
如請求項14至15中任一項之水性塗料組合物，其進一步包含至少一種額外消光劑。
如請求項14至16中任一項之水性塗料組合物，其中該聚合物組分為透明的。
如請求項14至17中任一項之水性塗料組合物，其中該聚合物組分係選自由以下組成之群：丙烯酸系調配物、乙烯系調配物、聚胺甲酸酯調配物及丙烯酸/聚胺甲酸酯混合調配物。
如請求項14至18中任一項之水性塗料組合物，其中在乾燥時，該塗料組合物具有高至不含微粒二氧化矽之乾燥對照組合物之Konig硬度的至少94%之Konig硬度。
如請求項14至19中任一項之水性塗料組合物，其中在乾燥時，該塗料組合物在60°下量測之光澤度比不含微粒二氧化矽之乾燥對照組合物的光澤度低至少15%。
一種基板，其塗佈有如請求項14至20中任一項之水性塗料組合物。
一種用於塗佈表面之方法，該方法包含：將如請求項1至10中任一項之水性的疏水性二氧化矽分散液與聚合物組分組合以形成塗料組合物；使用預定方法將該塗料組合物塗覆至該表面；及使經塗覆塗料組合物固化，由此產生經塗佈表面，其中該經塗佈表面在60°下量測之光澤度比藉由不含微粒二氧化矽之對照塗料組合物但使用該預定方法塗覆所產生之對照經塗佈表面的光澤度低至少15%。
如請求項22之方法，其中該預定方法包含將該塗料組合物塗覆於一或多個層中。
如請求項22至23中任一項之方法，其中該聚合物組分為透明的。
如請求項22至24中任一項之方法，其中該聚合物組分係呈水性溶液或分散液形式。
如請求項22至25中任一項之方法，其中該聚合物組分係選自由以下組成之群：丙烯酸系調配物、聚胺甲酸酯調配物及丙烯酸/聚胺甲酸酯混合調配物。
如請求項22至26中任一項之方法，其中該經塗佈表面具有高至藉由不含微粒二氧化矽之對照塗料組合物但使用該預定方法塗覆所產生的對照經塗佈表面之Konig硬度的至少94%之Konig硬度。
如請求項22至27中任一項之方法，其進一步包含將該分散劑及該疏水性二氧化矽與包含該親水性微粒二氧化矽之水性基底分散液組合以形成該水性的疏水性二氧化矽分散液。
一種製備塗料組合物之方法，其包含：將如請求項1至10中任一項之水性的疏水性二氧化矽分散液與聚合物組分組合以形成該塗料組合物。
如請求項29之方法，其中該聚合物為透明的。
如請求項29至30中任一項之方法，其中該聚合物組分係呈水性溶液或分散液形式。
如請求項29至31中任一項之方法，其中該聚合物組分係選自由以下組成之群：丙烯酸系調配物、乙烯系調配物、聚胺甲酸酯調配物及丙烯酸/聚胺甲酸酯混合調配物。
如請求項29至32中任一項之方法，其中在經固化時，該塗料組合物具有高至不具有微粒二氧化矽之經固化對照組合物之Konig硬度的至少94%之Konig硬度。
如請求項29至33中任一項之方法，其中該塗料組合物包含至少一種額外消光劑。
如請求項29至34中任一項之方法，其中在經固化時，該塗料組合物在60°下量測之光澤度比不具有微粒二氧化矽之經固化對照組合物的光澤度低至少15%。
如請求項29至35中任一項之方法，其中提供水性的疏水性二氧化矽分散液包含將該疏水性二氧化矽及該分散劑與包含至少5 wt%之該親水性微粒二氧化矽的水性分散液組合以產生該水性的疏水性二氧化矽分散液。
一種製備水性的疏水性二氧化矽分散液之方法，其包含：將以下各者混合：a)包含選自由煙霧狀二氧化矽、膠態二氧化矽、二氧化矽氣凝膠及經沈澱之二氧化矽組成之群的微粒二氧化矽之疏水性二氧化矽，b)具有至少一個陽離子或可陽離子化基團及2至20之HLB比率的分散劑及c)包含至少5%的選自由煙霧狀二氧化矽、膠態二氧化矽及經沈澱之二氧化矽組成之群的親水性微粒二氧化矽之水性基底分散液，以形成混合物，其中該疏水性二氧化矽之甲醇數目為至少60個，且該水性的疏水性二氧化矽分散液之二氧化矽總含量為至少15 wt%。
如請求項37之方法，其中混合進一步包含將額外微粒二氧化矽與該混合物混合，該額外微粒二氧化矽係選自由煙霧狀二氧化矽、膠態二氧化矽及經沈澱之二氧化矽組成之群，該額外微粒二氧化矽之甲醇數目小於50個。
如請求項37至38中任一項之方法，其中疏水性二氧化矽相對於水以至少1:10之比率存在於該水性的疏水性二氧化矽分散液中。
如請求項37至39中任一項之方法，其中該分散劑包含環氧乙烷及環氧丙烷寡聚物，且其中環氧乙烷單體單元與環氧丙烷單體單元之莫耳比為0.1至11。
如請求項37至40中任一項之方法，其中該疏水性微粒二氧化矽包含呈微粒形式之疏水性煙霧狀二氧化矽或疏水性二氧化矽氣凝膠。
如請求項41之方法，其中該氣凝膠之孔隙率為至少90%，顆粒密度為120至150 kg/m³ ，且BET表面積為700至800 m² /g。
如請求項37至42中任一項之方法，其中疏水性二氧化矽與親水性微粒二氧化矽之重量比為5:95至95:5。
如請求項37至43中任一項之方法，其中該水性基底分散液包含酸性或鹼性穩定劑。
如請求項44之方法，其中該穩定劑係選自氨、氫氧化銨、氫氧化鉀或鹽酸。
如請求項37至45中任一項之方法，其中該水性的疏水性二氧化矽分散液包含小於10%之C1-C4烷基醇。
如請求項37至46中任一項之方法，其中組分a)、b)及c)並不同時彼此混合。
如請求項37至47中任一項之方法，其進一步包含研磨該混合物。
一種製備水性塗料組合物之方法，其包含：藉由如請求項37至48中任一項之方法產生水性的疏水性二氧化矽分散液；及將該水性的疏水性二氧化矽分散液與聚合物組分組合。
一種水性的疏水性二氧化矽分散液，其包含：至少5 wt%之親水性微粒二氧化矽，其選自由煙霧狀二氧化矽、膠態二氧化矽及經沈澱之二氧化矽組成之群；疏水性二氧化矽，其包含選自由煙霧狀二氧化矽、膠態二氧化矽、二氧化矽氣凝膠及經沈澱之二氧化矽組成之群的微粒二氧化矽，該疏水性二氧化矽之甲醇數目為至少60個；及分散劑，其具有至少一個陽離子或可陽離子化基團及2至20之HLB比率，其中該水性的疏水性二氧化矽分散液中二氧化矽之總量為至少15重量%。
如請求項50之水性的疏水性二氧化矽分散液，其中該疏水性二氧化矽相對於水以至少1:10之比率存在於該水性分散液中。
一種水性塗料組合物，其包含以下各者之混合物：聚合物組分；及如請求項50或51之水性的疏水性二氧化矽分散液，其中在乾燥時，該水性塗料組合物在60°下量測之光澤度比不含微粒二氧化矽之乾燥對照組合物的光澤度低至少15%。