轻质聚合物空心微球具有高弹性、压缩性能好、超低密度（25kg/m3）、导热系数低等特点使其能够作为填料应用于外墙隔热涂料。然而，由于轻质聚合物空心微球的超低密度使得它在应用的过程中出现分层、分散不均匀等现象，影响了涂料的稳定性。为了改善轻质聚合物空心微球与涂料之间的相容性，本论文采用机械搅拌混合法，用具有高反射率、遮盖力好、散射能力强的纳米TiO₂对轻质聚合物空心微球进行改性制备改性轻质聚合物空心微球。同时在其基础上探讨各种助剂、纳米TiO₂、改性轻质聚合物空心微球、金红石型二氧化钛对涂膜性能的影响，开发一种具有隔热节能功效的外墙隔热涂料。研究中，以活化指数（H）为评价指标，对轻质聚合物空心微球的改性工艺进行了单因素优化。研究表明，轻质聚合物空心微球的最佳改性工艺条件和配方为：搅拌速度为4500r/min，搅拌时间为45min，水浴温度为25℃，纳米TiO₂/轻质聚合物空心微球质量比为9:1。SEM图片、FTIR测试、EDS测试结果表明，采用机械搅拌混合法可制备具有核壳结构的纳米TiO₂/轻质聚合物空心微球复合粒子；通过TG测试定量的计算出了包覆在轻质聚合物空心微球表面的纳米TiO₂的量，将其与活化指数（H）相比较得知，两者基本是相吻合的。通过对外墙隔热涂料的配方和工艺研究，初步确定了涂料中所用增稠剂为纤维素类增稠剂，用量为0.55%（质量百分含量）；润湿剂用量为0.3%（质量百分含量）；分散剂用量为1.4%（质量百分含量）；纳米TiO₂/轻质聚合物空心微球复合粒子用量为10%（质量百分含量）。当涂膜厚度达到500μm时，制备出了导热系数为0.40W/（m·K）、反射率高达87%以上、涂料密度为0.75g/cm3，隔热温差可达到4℃以上的保温隔热涂料。