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钛白粉（TiO2）是使用**为广泛的白色填料，常见金红石型和锐钛型2种。金红石晶型的TiO2原子排列更紧密，是相对稳定的晶型，锐钛型是低温相，在1000℃左右的高温时转变为金红石型。因此，含有金红石型TiO2的钢结构防火涂料的耐火极限时间是优于含有锐钛型TiO2的类似体系的。
TiO2在膨胀型钢结构防火涂料遇热膨胀过得中会参与热解反应。对于含APP阻燃体系的水性环氧树脂和硅丙乳液防火涂料，分析残炭的X射线衍射谱图可以观察到TiO2向焦磷酸钛（TiP2O7）的转变，反应式见式（2）：
生成的焦磷酸钛和残余的TiO2在炭层表面形成坚硬的白色无机矿物层，大大提高炭层的力学强度和完整性（图3）。在炭层内部，SEM照片显示TiO2颗粒吸附在炭层骨架上，使炭层更加致密坚硬。但是无机物含量过高会提高熔融炭层的黏度，降低膨胀率，Ti/P的原子比在0.9时取得更好的匹配效果。其他功能性填料一般与TiO2复配使用。需要注意EG会与TiO2相互影响，改变热解温度、产物以及熔融炭层的黏度，也会使膨胀倍率降低，因此需优化比例，以解决温度、产物和黏度匹配问题。
具有纳米级粒径的TiO2粉末比表面积更大，反应的界面增加，因此具有更高的反应效率和更强的吸附性能，添加量1%～5%即可达到理想效果，并具有抑烟作用以及抑菌和抗紫外的效果。在炭层内部，纳米TiO2更易吸附，对增强炭层强度、改善炭层结构均匀性帮助更为显著。
