当前定义纳米材料尺寸范围为0.1-100纳米。现代材料和物理学家所称的纳米材料是指固体颗粒小到纳米尺度的超微粒子(也称之为纳米粉)和晶粒尺寸小到纳米量极的固体和薄膜。纳米粒子具有常规微细粉末所不具备的四大效应,即量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、和宏观量子隧道效应,从而表现出许多奇特的光学、表面活性、填充特性、磁学、力学、物理、化学性能。
由于纳米纳米材料独特的光、电、磁性能,将其应用于涂料中后,除了可以起到改性作用外,更为重要的是可以制备出各种功能涂料,如抗辐射、耐老化、抗菌杀菌、隐身等特殊功能。纳米材料在涂料中应用主要为两种:①纳米材料经特殊处理后,添加到传统涂料分散后制成的纳米复合涂料。将纳米离子应用于涂料中所得到的一类具有抗辐射、耐老化、具有某种特殊功能的涂料称为纳米复合涂料。②完全由纳米粒子和有机膜材料形成的纳米涂层材料。
由于纳米二氧化钛晶体的粒径大约是普通钛白粉的1/10,远远低于可见光的波长(390~780纳米),本身具有透明性,又对可见光具有一定程度的遮盖,透射光在铝粉表面反射跟在纳米二氧化钛表面反射产生了不同的视觉效果,形成汽车漆变色龙效果。无机纳米材料一个很成功的应用例子就是制备军事隐身涂料,这要归因于纳米超细粉体具有较大的比表面积,有极好的吸收特性,能吸收电磁波,同时又因为纳米粒子粒径小于红外和雷达波长,由它制成的涂层在很宽的频带范围内可以逃避雷达的侦察,同时也有红外隐身作用。纳米粒子的耐老化性是利用了其对光的散射和吸收的特殊功能。提出了以紫外线透过率、吸收系数、紫外线当量衰减率和太阳光防护效果为指标考察UV屏蔽能力,并测试纳米TiO2的紫外线屏蔽能力。
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。