纳米金属氧化物粒子在涂料中有很广泛的应用，可用作颜料或填料。常见的如二氧化硅（SiO₂），二氧化钛（TiO₂），氧化锌（ZnO），氧化铝（Al₂O₃）等。与这些纳米金属氧化物相比，二氧化锆（ZrO₂）的硬度高于常用的钛白和锌白，并且其对涂层中有机物的催化活性又低于钛白和锌白。折射率（立方晶型为2.2）略高于锌白，远大于二氧化硅。近年来对纳米二氧化锆的研究日益增加，尤其是一些功能涂层，特别是透明光学涂层的应用加速了对纳米二氧化锆的研究与应用开发。

图：随着纳米技术的不断发展，纳米二氧化锆的研究也日益增加。

制备技术 

纳米二氧化锆最经典的制备方法是溶胶凝胶法，得到的一般是多晶10nm以下的纳米粒子。北京化工大学王洁欣课题组利用水热处理法制备了基于廉价原料的高透明度纳米二氧化锆水分散体，粒径为7nm，固含量可达35%，与聚乙烯醇简单混合后制备的涂层具有更高的折射率，可从1.53提高到1.75。在另外一篇报道中，他们利用相转变法合成了晶型和形貌可调的纳米二氧化锆，得到的纳米粒子极易分散在非极性溶剂中，形成固含高达60%，稳定周期超过18个月的高度透明纳米分散液。

分散技术 

纳米粒子粒径的控制（平均粒径和粒度分布）会直接影响到涂层的应用性能。纳米二氧化锆一般以溶液形式保存，对于粉体类二氧化锆，需要通过机械搅拌、超声分散等方式解聚，同时还需要通过加入一些表面处理剂对其表面进行改性。常用的表面改性剂有：硅烷偶联剂、表面活性剂、聚合型超分散剂、不饱和有机酸、硫酸氧钛等。

复旦大学的周树学等利用甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对非水合成制备的纳米二氧化锆进行了改性，并分散到四氢呋喃溶液中，用于制备高透明度的光固化纳米复合涂层。罗开清分别使用硅烷偶联剂 KH560，β-氨丙基三乙氧基硅烷，异氰酸醋基丙基三乙氧基硅烷三种表面改性剂，获得了在不同体系中稳定性好的纳米二氧化锆分散液，制备的涂层具有较好的耐磨性和抗划痕性。王晓静课题组研究了聚丙烯酸铵，硅烷偶联剂KH560，KH570对纳米二氧化锆粉体在乙酸乙酯中的分散性，发现KH570的分散效果是最好的。二氧化锆在涂层中的加入可提高漆膜的折射率，从而减小涂层的彩虹纹缺陷。

典型产品 

国外Sigma-Aldrich可提供核为5nm，表面处理后粒径为10nm的纳米二氧化锆产品，可用于制造透明薄膜，应用于虚拟现实／增强现实显示等领域。宣城晶瑞新材料有限公司提供了平均粒径30nm的纳米氧化锆分散液，固含量达30%左右，可用于保温隔热涂料、水性漆的增硬耐磨等。易金新材可提供多种晶型粒径在30nm的纳米二氧化锆产品。聚光赢创可提供粒径20nm固含30%的纳米二氧化锆分散液。

存在问题 

纳米二氧化锆活性低，功能单体在粒子表面的接枝或者包覆效果较差，需要加入较多的表面改性剂来提高表面改性效果，但较多的表面改性剂又会影响其使用效果，如透明性变差。如何制备得到粒径可控可调，低表面改性剂添加量下的高分散纳米二氧化锆分散液，目前仍是需要不断进行研究的方向。