预涂金属卷材是将成卷的金属薄板先涂上涂料或粘贴上聚合物薄膜后，以成卷或单张形式出售的一种有机材料/金属复合板材。用户可以直接将它加工成型，做成各种部件或产品，组装或安装后便是成品，而无需再涂装，从而大大简化了金属薄板制成成品总的生产工艺。

预涂工艺因其具有节能、环保、高效、涂装质量佳等优点，所以自20世纪80年代武汉钢铁公司正式引进了我国第一条的预涂金属卷材生产线始，至2015年，生产线数迅速发展为500多条。所使用卷材涂料用量亦增长迅速，据不完全统计，2018年国内卷材涂料用量约为35万t，预计至2025年，用量可达50万t。

预涂金属卷材生产过程中，在烘烤过程中产生的有机溶剂的废气可以收集焚烧变成热能再利用，较为节能环保，但其在施工状态下VOC含量不能满足低于420g/L（含）的要求。在卷材生产线不易调整的前提下，开发高固体分卷材涂料以满足环保要求，是一条较为可行的路线。

开发高固体分卷材涂料的关键是研制出高固体分树脂，实验表明，只有使用高固低黏的聚酯树脂，所制涂料的施工固体分才能满足要求。行业中对高固低黏聚酯树脂的研究已有多年历史，常州涂料院在20世纪90年代便与武钢合作开发出一种固体分为75%、黏度为2000mPa·s的线型聚酯，该聚酯中大量应用HPHP醇单体，它具有较高的相对分子质量及较好的规整度，将其引入配方中可以有效地降低树脂的黏度，提高树脂的规整度，并能有效减少因树脂相对分子质量较低而产生破坏最终漆膜性能的小分子树脂。但该产品成本过高，并且交联速度不能满足卷材线速提高的要求而被淘汰。随着卷材线速的提高，研究者在高固含量树脂的结构设计上摒弃了线型结构，对其进行支化处理。有研究者利用三羟甲基丙烷、新戊二醇，并采用癸二酸、苯酐、异辛酸、月桂酸等酸经酯化制得相对分子质量在850~2000之间的聚酯多元醇，用六甲氧基甲基三聚氰胺固化制备固体含量为75.6%的高固体涂料，经177℃/15min固化得到的漆膜铅笔硬度为HB-2H。三元醇的引入可在一定程度上提高交联度，但柔韧较高的单体酸的引入，又降低了漆膜的硬度。本文采取的技术思路主要为：首先，引入可以明显降黏的叔碳酸缩水甘油酯单体，其次，在合成工艺上采取分步聚合法，此聚合法较原一步合成法可以显著降低同样相对分子质量的树脂的黏度，有效地提高树脂的机械性能及耐性，从而研制出符合要求的产品。

1 实验部分

1.1高固体分聚酯树脂合成原理

传统的聚酯合成工艺合成出低相对分子质量低黏的树脂并没有难度，但其机械性能和耐性都较差，不能满足市场上对卷材涂料性能要求。为解决这个问题，本文采取如下技术思路：在树脂合成过程中，引进缩水甘油酯单体，该单体因其结构特点，它的引进可有效降低同等相对分子质量树脂的黏度；在聚酯合成工艺方面，摒弃了传统的聚酯树脂合成工艺，采用分步法工艺，第一步，选用合适的二元醇及二元酸合成出端羧基的线性聚酯树脂，第二步，在第一步的基础上加入多元醇合成。此工艺的优点在于：第一，可有效避免传统工艺合成中产生的环状内酯（该物质极大地破坏了最终产品的各项性能）；第二，可保证每个分子链段上存在交联羟基；第三，分步聚合出的聚酯树脂，其结构更为规整，相对分子质量分布更窄，性能更为优异稳定。采用该技术思路，以期合成出高固低黏的各项性能优良的聚....