颜料级钛白粉一般粒径在200到400纳米之间，它对整个光谱都具有同等程度的反射， 因此外观呈白色， 遮盖力很强。而纳米级钛白粉的粒径一般在10~50 nm，是颜料级钛白粉粒径的1 / 1 0 ， 光线通过粒子后发生绕射，因此呈现透明而失去遮盖力。但是纳米级钛白粉具有颜料级钛白粉所不具备的独特的多种奇异性能， 因而也就具有颜料级钛白粉所不具备的多种用途。

利用纳米级钛白粉具有紫外线屏蔽的功能， 将其制成防紫外线涂料，应用于需要紫外线屏蔽的场所。在清漆和浅色涂料中可以作为紫外线吸收剂，例如在清漆中含有0.5 %-4 %的纳米级钛白粉，便能防止木材受光照后发黑。同时可以制成耐候性优异的建筑外墙涂料和提高汽车涂料的耐老化性。

特别是金红石型纳米级钛白粉，在汽车面漆中，它还可以起到效应颜料的作用，若与云母珠光颜料拼用时， 会生产十分迷人的富有变幻的精美的双色光效应，即随角异色效应。这种金属闪光涂层， 从不同方向观察， 能看到不同的闪色和变角异色的蓝光;若与银白色珠光钛白粉( 或铝粉颜料) 拼用， 正视时涂膜呈金色金属外观， 掠视或平视时则呈蓝色闪光， 而金光和蓝光之间的连续变化会贯穿涂膜表面的所有弧面和棱角， 因此能增加金属面漆颜色的丰满度和色彩美感。

由于纳米级钛白粉具有高活性的巨大表面积，与成膜物和溶剂形成强大的相互作用， 可极大地改进涂料的流变 性， 将其用于建筑涂料， 可以提高涂层的附着力， 防止涂料流挂。由于纳米级钛白粉与树脂之间形成强大的界面结合力， 因而可以提高涂层的强度、 硬度、 耐磨性和耐刮伤性等。

日本石原是全球早期研发生产纳米钛白粉的企业之一。它的TTO-55D和TTO-55S已经在市场上得到了广泛的使用。这两款都是金红石型钛白粉，粒径在30到50纳米。由于它的超微粒径让它具有可见光透明性，紫外线遮盖力和优越的表面平滑性等特点，可以用于各种功能涂料。用户可以根据用途选择合适的材料，而且还可以开发新用途。

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