本发明公开了一种超支化羟基聚酯树脂及其制备方法与应用。其制备方法是：1)按摩尔分数计，将1份二元酸酐和2?4份的多元醇混合于反应釜中，并加入对甲苯磺酸和有机溶剂于105?125℃氮气保护下反应；继续加入4?10份苯酐，反应2?3h；2)按摩尔分数计，在步骤1)制备的基质中加入6?10份环氧化合物，并加入催化剂和有机溶剂于105?130℃氮气保护下反应4?6h至酸值小于10mgKOH/g，降温出料；该树脂固体分达到70％以上，黏度为3000?12000mPa·s。采用该超支化羟基聚酯树脂制备的高固体含量双组份聚氨酯涂料，具有施工固含高，VOC含量低，涂膜硬度高、耐热性好和防腐蚀性能优异。