鈦白粉價格較貴，它在涂料中的用量又很大，因此，其成本在單位涂料的原材料成本構(gòu)成中占有很大的比例。因此，減少鈦白粉在涂料配方中的用量，會大大降低涂料成本。因此涂料行業(yè)一直在探索和修改配方，積極選用鈦白粉的高效廉價代用顏料，而顏料生產(chǎn)商也積極研究和開發(fā)以部分取代鈦白粉的體質(zhì)顏料。

經(jīng)過多年的努力，世界鈦白粉消費結(jié)構(gòu)中，涂料所消費的比例大幅下降了，其原因之一便是涂料配方中采用鈦白粉代用顏料使單位涂料的鈦白粉用量有所下降，在這方面，美國特別顯著。 所開發(fā)的鈦白粉代用顏料種類甚多，粗略地加以分類，主要有微細化的天然和人工合成的無機體質(zhì)顏料，有機高分子聚合物塑性顏料，有機高分子聚合物中空微球不透明顏料等。這些代用品之所以能部分取代鈦白粉，主要因為它們能使涂膜中的鈦白粉性能(主要是遮蓋性能)得到更充分的發(fā)揮，故可用更少量的鈦白粉便能達到它在早先配方中的功能，即等于這些代用顏料使鈦白粉發(fā)生了"增量"。因此，鈦白粉替代粉體又被稱為鈦白粉增量劑。用鈦白粉替代粉體來部分取代涂料中的鈦白粉時，一條必須堅持的原則是不能降低涂料的性能，如建筑涂料的磁漆不滲透性等。

開發(fā)鈦白粉替代粉體的方法：

第一，利用超細化無機顏料的空間位隔能力，將鈦白粉顏料粒子均勻整齊地分布于涂膜中，不發(fā)生群集效應(yīng)，使更多的鈦白粉粒子能起到入射光的散射中心作用。這時，超細化顏料顆粒也即鈦白粉替代粉體，其作用如同一個個隔離定位劑。因此，這樣的鈦白粉替代粉體又稱定位型增量劑。顯然，為了起到隔離定位的作用，鈦白粉替代粉體的粒徑必須與鈦白粉的粒徑能相匹配，并且必須具有良好的分散性。

第二，在超過CPVC的涂膜中，由于鈦白粉替代粉體的加入，增大了空氣-顏料界面，使涂膜中含有一定數(shù)量的空氣泡，以產(chǎn)生干遮蓋力。這就是近年來出現(xiàn)的空氣微泡遮蓋原理。白云，積雪，浪花，啤酒沫等之所以顯示不透明的白色，是因為空氣泡與介質(zhì)之間存在折射率之差，從而發(fā)生了空氣微泡遮蓋。將適量空氣引入涂膜中，是第二種途徑的實質(zhì)。 

在溶劑型涂料中節(jié)約鈦白粉用量，主要利用第一種技術(shù)途徑，而在水性建筑乳膠漆中節(jié)代鈦白粉，則主要利用第二種途徑，但也利用第一種途徑。

為增強鈦白粉替代粉體的干遮蓋力，可采用超細化無機體質(zhì)顏料的方法，也可以采用塑性顏料或聚合物中空微球，借助于它們與空氣泡之間的折射率之差產(chǎn)生干遮蓋力。 目前部分無機體質(zhì)顏料生產(chǎn)商還開發(fā)了有一定真正遮蓋力的鈦白粉替代粉體，顯然，采用這種替代粉體，取代鈦白粉的份額會更多。 美國學(xué)者Stieg對涂料中鈦白粉的節(jié)約代用進行了廣泛而有深度的研究，他提出了用沖淡效率Ed來表征無機鈦白粉替代粉體的空間位隔效應(yīng)。不同類型的碳酸鈣的Ed值見下表：

顯然，粒徑越細小，其Ed值越高，取代鈦白粉的能力越大。

有替代鈦白粉潛力的無機體質(zhì)顏料很多，如:瓷土，碳酸鈣，滑石粉，重晶石粉，綠泥石粉，水鎂石粉，白云石粉，硅藻土，葉臘石粉，二氧化硅，白硅石粉，三水合氧化鋁，海泡石粉，云母，合成鋁硅酸鈉，沉淀硫酸鋇，火成SiO2等。 為了能有效地節(jié)代鈦白粉，無機體質(zhì)顏料的粒徑必須超細化，粒粒度分布能保證顆粒粒徑基本小于10 μm，平均粒徑5 m和3 m，絕大多數(shù)顆粒粒徑為亞微米級，以便能與鈦白粉粒徑相比較。生產(chǎn)天然微細化無機體質(zhì)顏料的主要途徑是采用氣流粉碎技術(shù)，這類顏料又稱為超細化無機顏料。

此外，為了使用于替代鈦白粉的超細無機顏料充分分散并能與基料(尤其是溶劑型基料)相容，有的要進行有機表面處理。超細無機顏料替代鈦白粉不僅可以降低涂料成本，而且還可以改進涂料和涂膜的某些性能，如改進涂料流變性，防沉淀性，防結(jié)塊性和防止霉菌生長繁殖等，增加底漆和面漆間的附著力和施工流平性，并提高涂膜的物理力學(xué)性能等。

超細化無機顏料與鈦白粉顏料之間的匹配性會隨涂料系統(tǒng)的不同而差異很大，在一種配方中被證明替代鈦白粉有效的粉體顏料，不一定適用于另一種涂料配方。因此，替代時必須根據(jù)具體情況進行可行性試驗。

（粉體圈 作者:敬之）