顔料級钛白粉一般粒徑在200到400納米之間，它對整個光譜都具有同等程度的反射， 因此外觀呈白色， 遮蓋力很強。而納米級钛白粉的粒徑一般在10~50 nm，是顔料級钛白粉粒徑的1 / 1 0 ， 光線通過粒子後發生繞射，因此呈現透明而失去遮蓋力。但是納米級钛白粉具有顔料級钛白粉所不具備的獨特的多種奇異性能， 因而也就具有顔料級钛白粉所不具備的多種用途。
利用納米級钛白粉具有紫外線屏蔽的功能， 将其制成防紫外線塗料，應用于需要紫外線屏蔽的場所。在清漆和淺色塗料中可以作為紫外線吸收劑，例如在清漆中含有0.5 %-4 %的納米級钛白粉，便能防止木材受光照後發黑。同時可以制成耐候性優異的建築外牆塗料和提高汽車塗料的耐老化性。
特别是金紅石型納米級钛白粉，在汽車面漆中，它還可以起到效應顔料的作用，若與雲母珠光顔料拼用時， 會生産十分迷人的富有變幻的精美的雙色光效應，即随角異色效應。這種金屬閃光塗層， 從不同方向觀察， 能看到不同的閃色和變角異色的藍光;若與銀白色珠光钛白粉( 或鋁粉顔料) 拼用， 正視時塗膜呈金色金屬外觀， 掠視或平視時則呈藍色閃光， 而金光和藍光之間的連續變化會貫穿塗膜表面的所有弧面和棱角， 因此能增加金屬面漆顔色的豐滿度和色彩美感。
由于納米級钛白粉具有高活性的巨大表面積，與成膜物和溶劑形成強大的相互作用， 可極大地改進塗料的流變 性， 将其用于建築塗料， 可以提高塗層的附着力， 防止塗料流挂。由于納米級钛白粉與樹脂之間形成強大的界面結合力， 因而可以提高塗層的強度、 硬度、 耐磨性和耐刮傷性等。
日本石原是全球早期研發生産納米钛白粉的企業之一。它的TTO-55D和TTO-55S已經在市場上得到了廣泛的使用。這兩款都是金紅石型钛白粉，粒徑在30到50納米。由于它的超微粒徑讓它具有可見光透明性，紫外線遮蓋力和優越的表面平滑性等特點，可以用于各種功能塗料。用戶可以根據用途選擇合适的材料，而且還可以開發新用途。
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