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不饱和聚酯树脂(unsaturated polyester resins，简称UPR)作为一种热固性高分子材料，它性能优良，由UPR、促进剂、填料混合而成的复合材料原子灰，适用于各种基材的涂装，其中适用于镀锌板等有色金属的原子灰俗称合金灰，其可以解决普通原子灰在镀锌板基材无附着力的难题。目前国内合金灰在有色金属基材上普遍存在附着力差、凝胶后不能快速表干等问题，虽然国外合金灰性能优异，但价格昂贵，限制了大规模推广。
本文在传统树脂的基础上优化工艺和配方：由传统的两步法简化为一步法工艺、原料利用率高、污染低，并通过调整树脂原料用量，发现醇酸摩尔比为1.06、反酸与顺酐摩尔比为1∶0、四氢苯酐与己二酸摩尔比为3.4∶1、季戊四醇与乙二醇的摩尔比为0.35∶1时，合成的UPR性能较优，作为基础配方UPR1，UPR1原料均为传统树脂所用原料，与市面普通UPR一样，成本较低；将UPR1与常用进口8号树脂分别制灰固化，测试发现两者性能相当。
为确定UPR1的最佳固化体系，选用过氧化苯甲酰（BPO）、过氧化甲乙酮（MEKP）两种固化剂，二甲基苯胺（DMA）、异辛酸钴（Co(Ⅱ)）两种促进剂，组成不同固化组合，对UPR1进行室温固化、温度敏感性和等温差示扫描量热仪（DSC）测试，以凝胶时间、表干时间、附着力、活化能为指标，筛选出BPO-DMA-Co(Ⅱ)为最佳固化体系；采用非等温DSC研究该体系的反应模型，并选用基辛格（Kissinger）极值法、Flynn-Wall-Ozawa（FWO）积分法、温度-升温速率（T-β）外推法，计算出该固化体系的固化参数：反应活化能Ea=54.57kJ/mol、指前因子A=9.153×107，当升温速率β=0时，环境温度为307.88K，固化已有较快的起始反应速度，323.50K时放热速度最大，371.15K时反应完成。因此在涂装流水线上可设定烤炉温度在323.50K（50.4℃）进行焙烤固化，温度低，固化时间短；同时根据Friedman计算方法判定BPO-DMA-Co(Ⅱ)固化体系遵从自催化固化模型，并根据线性回归计算得到动力学方程为ln(da/dt)=lnβ(da/dT)=-Ea/(R?T)+nln(1-a)+mlna+lnA，采用该方程对固化过程进行模拟，结果与实验测得数据很好地吻合，证明UPR1~BPO-DMA-Co(Ⅱ)体系内的DMA、Co(Ⅱ)作为复合促进剂发挥协调作用，先后自催化过氧化物，释放游离自由基，有利于引发树脂快速交联固化。
为拓宽自制树脂在涂装行业的应用面，对UPR1的功能性进行了多方位研究。首先，在UPR1中引入甲基四氢苯酐，合成的树脂固化时间，可缩短至在11min，气干性优异，可应用于快速涂装行业；其次针对一般UPR刚性大，柔韧性差的缺点，引入六亚甲基二异氰酸酯三聚体（3HDI），合成UPR1-3HDI超支化不饱和聚酯树脂，固化后弯曲直径可达到10mm，在-5~70℃范围内tanδ较大（＞0.1），因此该类树脂涂装于要求韧性好有震动的基材上可达到阻尼降噪的功效；为进一步提高UPR对镀锌板的附着力，在UPR1中引入乙醇胺EHA，生成强极性酰胺键，制备出高附着力合金灰树脂UPR1-EHA；在UPR1制灰固化时，控制填料中混合粉与玻璃微珠质量比为17.5∶0.5，可提高灰的成型性和打磨性；最后，为提高树脂的储存稳定性，在UPR1中补加600ppm铜液、100ppm6A83，不仅不影响其气干性而且可使UPR1室温储存时间维持在12个月以上；在UPR1中加入其质量1.5%的紫外光吸收剂UV-327，可降低其光敏性，光照80h后树脂才会变质。
综上，采用常规原料合成UPR1，并选用BPO-DMA-Co(Ⅱ)体系发挥协调作用，对其固化后综合性能优异，可完全替代进口树脂；此外改性后的UPR1，气干性、柔韧性、附着力、打磨性，以及稳定性都得到进一步提高，可满足不同涂装行业对功能性UPR的需求，从而拓宽自制UPR的应用市场，提高国产UPR的经济效益，节约外汇。
本文在传统树脂的基础上优化工艺和配方：由传统的两步法简化为一步法工艺、原料利用率高、污染低，并通过调整树脂原料用量，发现醇酸摩尔比为1.06、反酸与顺酐摩尔比为1∶0、四氢苯酐与己二酸摩尔比为3.4∶1、季戊四醇与乙二醇的摩尔比为0.35∶1时，合成的UPR性能较优，作为基础配方UPR1，UPR1原料均为传统树脂所用原料，与市面普通UPR一样，成本较低；将UPR1与常用进口8号树脂分别制灰固化，测试发现两者性能相当。
为确定UPR1的最佳固化体系，选用过氧化苯甲酰（BPO）、过氧化甲乙酮（MEKP）两种固化剂，二甲基苯胺（DMA）、异辛酸钴（Co(Ⅱ)）两种促进剂，组成不同固化组合，对UPR1进行室温固化、温度敏感性和等温差示扫描量热仪（DSC）测试，以凝胶时间、表干时间、附着力、活化能为指标，筛选出BPO-DMA-Co(Ⅱ)为最佳固化体系；采用非等温DSC研究该体系的反应模型，并选用基辛格（Kissinger）极值法、Flynn-Wall-Ozawa（FWO）积分法、温度-升温速率（T-β）外推法，计算出该固化体系的固化参数：反应活化能Ea=54.57kJ/mol、指前因子A=9.153×107，当升温速率β=0时，环境温度为307.88K，固化已有较快的起始反应速度，323.50K时放热速度最大，371.15K时反应完成。因此在涂装流水线上可设定烤炉温度在323.50K（50.4℃）进行焙烤固化，温度低，固化时间短；同时根据Friedman计算方法判定BPO-DMA-Co(Ⅱ)固化体系遵从自催化固化模型，并根据线性回归计算得到动力学方程为ln(da/dt)=lnβ(da/dT)=-Ea/(R?T)+nln(1-a)+mlna+lnA，采用该方程对固化过程进行模拟，结果与实验测得数据很好地吻合，证明UPR1~BPO-DMA-Co(Ⅱ)体系内的DMA、Co(Ⅱ)作为复合促进剂发挥协调作用，先后自催化过氧化物，释放游离自由基，有利于引发树脂快速交联固化。
为拓宽自制树脂在涂装行业的应用面，对UPR1的功能性进行了多方位研究。首先，在UPR1中引入甲基四氢苯酐，合成的树脂固化时间，可缩短至在11min，气干性优异，可应用于快速涂装行业；其次针对一般UPR刚性大，柔韧性差的缺点，引入六亚甲基二异氰酸酯三聚体（3HDI），合成UPR1-3HDI超支化不饱和聚酯树脂，固化后弯曲直径可达到10mm，在-5~70℃范围内tanδ较大（＞0.1），因此该类树脂涂装于要求韧性好有震动的基材上可达到阻尼降噪的功效；为进一步提高UPR对镀锌板的附着力，在UPR1中引入乙醇胺EHA，生成强极性酰胺键，制备出高附着力合金灰树脂UPR1-EHA；在UPR1制灰固化时，控制填料中混合粉与玻璃微珠质量比为17.5∶0.5，可提高灰的成型性和打磨性；最后，为提高树脂的储存稳定性，在UPR1中补加600ppm铜液、100ppm6A83，不仅不影响其气干性而且可使UPR1室温储存时间维持在12个月以上；在UPR1中加入其质量1.5%的紫外光吸收剂UV-327，可降低其光敏性，光照80h后树脂才会变质。
综上，采用常规原料合成UPR1，并选用BPO-DMA-Co(Ⅱ)体系发挥协调作用，对其固化后综合性能优异，可完全替代进口树脂；此外改性后的UPR1，气干性、柔韧性、附着力、打磨性，以及稳定性都得到进一步提高，可满足不同涂装行业对功能性UPR的需求，从而拓宽自制UPR的应用市场，提高国产UPR的经济效益，节约外汇。