CN101913781A

CN101913781A - 一种石英纤维表面处理剂及其制备方法

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Publication number: CN101913781A
Application number: CN 201010247661
Authority: CN
Inventors: 虞鑫海; 陈梅芳
Original assignee: Donghua University; Shanghai Ruitu Electronic Material Co Ltd
Current assignee: Donghua University; Shanghai Ruitu Electronic Material Co Ltd
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2030-08-06
Also published as: CN101913781B

Abstract

本发明公开了一种石英纤维表面处理剂，其结构式如下：

其中：-Q₁-为二元伯胺的残基；-Q₂-为芳香族的二酐连接基；-R-为烷基；m为大于等于1，且小于20的自然数；其制备，包括：将二元伯胺与芳香族二酐在有机溶剂体系中，搅拌反应，加入γ-氨丙基三烷氧基硅烷，搅拌反应，获得均相透明粘稠状的聚酰胺酸溶液；随后，加入甲苯和酸性催化剂，加热升温，回流分水反应8-12小时后，分出甲苯，加入四氢呋喃，搅拌均匀，得石英纤维表面处理剂。聚酰亚胺石英纤维表面处理剂产品的综合性能优异，适用于玻璃纤维的表面处理，可使玻璃纤维与基体树脂获得良好的界面；其制备工艺简单，可以在传统的聚酰胺酸生产线上进行生产，适宜于工业化生产。

Description

一种石英纤维表面处理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及无机纤维表面处理剂的技术领域，特别是涉及一种石英纤维表面处理剂及其制备方法。

背景技术

石英纤维具有优异的介电性能，热膨胀系数极小，硬度高，寿命更长，维修性能更好，并可获得明显的质量减轻效果。

复合材料的力学性能主要取决于增强材料的性能，石英纤维是一种高性能无机纤维，具有优良的物理化学性能，广泛应用于各种复合材料体系，尤其是在航空航天领域。作为天线罩复合材料的石英增强纤维，具有介电常数低和正切损耗小的优点，并且具有弹性模量随温度升高而增加的特性，从而保证天线罩材料具有很高的透波率和一定的机械强度。石英纤维增强的树脂基复合材料也应用于高性能领域的覆铜箔板(PCB)，其电学性能、力学性能特别优异，翘曲率很低，综合性能优异。

然而，由于石英纤维刚性大、硬度高、与基体树脂的界面性能差，往往导致复合材料在使用过程中产生微裂纹，从而使其性能下降，特别是在高温高湿环境下，更容易使复合材料的性能恶化。为此，在石英纤维对基体树脂进行增强复合之前，必须对其进行表面处理，以改善石英纤维与基体树脂间的界面性能。

聚酰亚胺是一类综合性能非常优异的聚合物，具有非常优良的耐热性、耐低温性、耐溶剂性、自润滑性以及阻燃等特性，同时，也具有非常优良的力学性能和介电性能。因此，它被广泛地应用于光伏材料、非线性光学材料；宇宙飞船、卫星或太空飞行器等的耐高温材料；航空航天、汽车、机电等方面的先进结构复合材料、C级或200以上级电气绝缘材料、耐高温胶粘剂等；以及电子微电子领域的FPC或PCB的基体材料、IC的层间绝缘材料、超大规模集成电路钝化涂层和α粒子阻挡层涂覆材料等。

石英纤维增强聚酰亚胺基复合材料可应用于雷达天线罩、大电机主绝缘、印制线路板、飞机结构件、导弹锥体部件等。欲制得高性能的石英纤维增强聚酰亚胺基复合材料，必须先制得综合性能优异的石英纤维表面处理剂，以获得石英纤维与聚酰亚胺基体树脂间的良好界面。

有关石英纤维增强聚酰亚胺基复合材料的研究报道非常少，与之配套的相关表面处理剂还未见公开的文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种石英纤维表面处理剂及其制备方法，该制备工艺简单、成本低、环境友好、可以在通用设备中完成制备过程，适用于工业生产；且聚酰亚胺石英纤维表面处理剂产品的综合性能优异，适用于玻璃纤维的表面处理，可使玻璃纤维与基体树脂获得良好的界面。

本发明的一种石英纤维表面处理剂，分子结构通式为：

其中：-Q₁-为二元伯胺的残基，选自

-Q₂-为芳香族的二酐连接基，选自

中的一种或几种；

-R-为烷基，选自-CH₃、-C₂H₅、-C₃H₇中的一种或几种；m为大于等于1，且小于20的自然数。

本发明的一种石英纤维表面处理剂的制备方法，包括：

(1)采用摩尔比为1∶1.1-1.2的二元伯胺与芳香族二酐在强极性非质子有机溶剂与四氢呋喃的混合溶剂体系中，于室温下搅拌反应3小时后，加入γ-氨丙基三烷氧基硅烷，于室温下搅拌反应1小时后，获得均相透明粘稠状的聚酰胺酸溶液；其中，二元伯胺是有机硅二元伯胺与芳香族二元伯胺的混合物，且有机硅二元伯胺与芳香族二元伯胺的摩尔比为1∶10-50；γ-氨丙基三烷氧基硅烷的用量为芳香族二酐与二元伯胺的摩尔数之差的两倍；

(2)加入甲苯和酸性催化剂，加热升温至110℃-130℃，回流分水反应8-12小时后，分出甲苯，室温下加入四氢呋喃溶剂调节溶液的固含量为1wt％-5wt％，并于室温下搅拌均匀，得到亚胺化的粘稠状溶液，即为石英纤维表面处理剂。

所述的有机硅二元伯胺的分子结构通式为：

其中：R₁-：-CH₃、-CH₂CH₃、-CH₂CH₂CH₃、

n为不大于10的自然数。

所述步骤(1)中的芳香族二元伯胺选自4，4′-二氨基二苯醚、3，4′-二氨基二苯醚、3，3′-二氨基二苯醚、1，4-双(3-氨基苯氧基)苯、2，6-双(4-氨基苯氧基)苯甲腈、2，6-双(3-氨基苯氧基)苯甲腈、2，6-双(4-氨基苯氧基)甲苯、2，6-双(4-氨基苯氧基)三氟甲苯、2，5-双(4-氨基苯氧基)甲苯、2，5-双(4-氨基苯氧基)特丁基苯、2，5-二叔丁基-1，4-双(4-氨基苯氧基)苯、4，4′-双(4-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4′-双(4-氨基苯氧基)二苯砜、4，4′-双(3-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4′-双(3-氨基苯氧基)二苯砜、1，4-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、1，3-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、2，2-双[4-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-双[4-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2，5-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)甲苯、2，5-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)叔丁基苯、2，5-二叔丁基-1，4-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、4，4′-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯砜、4，4′-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)-3，3′，5，5′-四甲基二苯砜、4，4′-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)联苯、4，4′-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)-3，3′，5，5′-四甲基联苯、4，4′-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯醚、4，4′-双(4-氨基苯氧基)二苯醚、4，4′-双(3-氨基苯氧基)二苯醚、4，4′-双(3-氨基苯氧基)二苯硫醚、4，4′-双(4-氨基苯氧基)二苯硫醚、4，4′-双(4-氨基苯氧基)-3，3′，5，5′-四甲基联苯、4，4′-双(3-氨基苯氧基)-3，3′，5，5′-四甲基联苯、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、1，3-双(3-氨基苯氧基)苯、1，3-双(4-氨基苯氧基)苯、1，4-双(4-氨基苯氧基)苯、4，4′-二氨基-4″-羟基三苯甲烷、3，3′-二氨基-4，4′-二羟基联苯、3，3′-二羟基-4，4′-二氨基联苯、2，2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、2，2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、3，3′-二氨基-4，4′-二羟基二苯砜、3，5-二氨基苯甲酸中的一种或几种的混合物。

所述步骤(1)中的γ-氨丙基三烷氧基硅烷选自γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三丙氧基硅烷、γ-氨丙基三异丙氧基硅烷中的一种或几种的混合物。所述步骤(1)中的芳香族二酐选自3，3′，4，4′-四羧基二苯甲酮二酐、3，3′，4，4′-四羧基联苯二酐、2，2-双(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、2，2-双[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、2，2-双[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]六氟丙烷二酐、4，4′-双(3，4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4，4′-双(3，4-二羧基苯氧基)二苯砜二酐、4，4′-双(3，4-二羧基苯氧基)联苯二酐、1，4-双(3，4-二羧基苯氧基)苯二酐、1，3-双(3，4-二羧基苯氧基)苯二酐、3，3′，4，4′-四羧基二苯醚二酐中的一种或几种的混合物。

所述步骤(1)中的强极性非质子有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或几种的混合物；强极性非质子有机溶剂与四氢呋喃的混合溶剂体系，其体积比为1∶0.5-1。

所述的强极性非质子有机溶剂与总反应物的体积重量比为3毫升-10毫升∶1克；总反应物的重量包括有机硅二元伯胺、芳香族二元伯胺、γ-氨丙基三烷氧基硅烷、芳香族二酐的重量之和。

所述步骤(2)中的酸性催化剂选自对甲基苯磺酸、间甲基苯磺酸、邻甲基苯磺酸、邻二甲基苯磺酸、对乙基苯磺酸、间乙基苯磺酸、邻乙基苯磺酸中的一种或几种，其中酸性催化剂与芳香族二酐的摩尔数之比为1∶1-10。

所述的步骤(2)中的甲苯与步骤(1)中的强极性非质子有机溶剂的体积比为1∶5-10。

有益效果

(1)本发明提供的聚酰亚胺石英纤维表面处理剂产品的综合性能优异，适用于玻璃纤维的表面处理，可使玻璃纤维与基体树脂获得良好的界面；该聚酰胺酸溶液应用于石英纤维的表面处理，效果良好，特别适宜于耐高温聚酰亚胺/石英纤维先进复合材料或耐高温聚酰亚胺/玻璃纤维先进复合材料的制造；

(2)合成树脂溶液的反应条件温和，操作简单，反应过程在常压下进行，不涉及也不产生腐蚀性物质，对设备无特殊要求，投资少，有利于降低生产成本；

(3)有机溶剂使用种类少，而且回收方便，可反复循环再用，三废少，对环境友好；

(4)树脂的分子量容易控制，分子结构也容易调整，有利于制备理想性能的聚酰亚胺石英纤维表面处理剂产品；

(5)合成聚酰亚胺石英纤维表面处理剂的反应原料来源方便，成本较低，便于进一步推广应用。

(6)所用的合成工艺设备为通用型，完全可以利用现有的生产聚酰亚胺树脂的成套设备来实施本发明，非常有利于产品的产业化。

附图说明

图1是石英纤维表面处理剂的分子结构通式。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

将10.0克(0.01摩尔)含有0.02摩尔氨基的双(γ-氨丙基)多聚甲基硅氧烷无色液体、51.8克(0.1摩尔)2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、20.0克(0.1摩尔)4，4′-二氨基二苯醚、495毫升N-甲基-2-吡咯烷酮和246毫升四氢呋喃有机溶剂加入聚合瓶中，室温下搅拌溶解后，加入74.4克(0.231摩尔)的3，3′，4，4′-四甲酸二苯甲酮二酐，于室温下搅拌，完全溶解后，维持室温搅拌反应3小时后，加入7.5克(0.042摩尔)γ-氨丙基三甲氧基硅烷，于室温下搅拌反应1小时后，获得均相透明粘稠状的聚酰胺酸溶液；加入50毫升甲苯和4.3克(0.025摩尔)对甲基苯磺酸，加热升温至110℃-130℃，回流分水反应12小时后，分出包括甲苯、四氢呋喃和N-甲基-2-吡咯烷酮在内的部分有机溶剂(回收再利用)，加入四氢呋喃溶剂，于室温下搅拌稀释均匀，得到亚胺化的粘稠状溶液，使得其固含量控制在1wt～5wt％之间，即为石英纤维表面处理剂。

取少量该石英纤维表面处理剂均匀涂覆于干净的平板玻璃上，厚度控制于5-10微米范围内，加热升温以脱除有机溶剂，得到聚酰亚胺薄膜。采用傅立叶转换红外光谱仪进行检测，发现该薄膜具有明显的亚胺环振动特征吸收峰(1727.41cm^-1、1783.35cm^-1、1381.91cm^-1)。

取少量上述石英纤维表面处理剂，浸涂石英纤维，于50℃/5min+100℃/5min工艺条件下烘干；随后，将其平铺于干净的平板玻璃片上，倒入适量固含量为12％的均苯型聚酰胺酸溶液(由均苯四甲酸二酐与4，4’-二氨基二苯醚在N，N-二甲基乙酰胺溶剂中缩聚而得)，推膜，放入鼓风烘箱中，于室温升温至100℃，保持1小时，继续升温至200℃，保持1小时，继续升温至300℃，保持0.5小时，自然冷却至室温，脱膜，得到石英纤维/处理剂/聚酰亚胺复合薄膜，记作QSPIF-1。

将未经上述表面处理剂处理的石英纤维直接平铺于干净的平板玻璃片上，倒入适量固含量为12％的均苯型聚酰胺酸溶液(由均苯四甲酸二酐与4，4’-二氨基二苯醚在N，N-二甲基乙酰胺溶剂中缩聚而得)，推膜，放入鼓风烘箱中，于室温升温至100℃，保持1小时，继续升温至200℃，保持1小时，继续升温至300℃，保持0.5小时，自然冷却至室温，脱膜，得到石英纤维/聚酰亚胺复合薄膜，记作QPIF-1。

用玻璃纤维代替石英纤维，重复上述操作，得到玻璃纤维/处理剂/聚酰亚胺复合薄膜，记作GSPIF-1；玻璃纤维/聚酰亚胺复合薄膜，记作GPIF-1。

将上述复合薄膜放在耐弯试验机上做耐弯试验，结果表明：QPIF-1和GPIF-1复合膜在连续弯曲800次(频率10Hz)左右，纤维与树脂间产生明显的缺陷；而QSPIF-1和GSPIF-1复合膜在连续弯曲6000次(频率10Hz)以上，纤维与树脂间仍未见有明显的缺陷。

实施例1的石英纤维表面处理剂的分子结构式如下：

其中，R-：-CH₃；-Q₂-：

实施例2

将20.0克(0.02摩尔)含有0.04摩尔氨基的双(γ-氨丙基)多聚甲基硅氧烷无色液体、41.0克(0.1摩尔)2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、20.0克(0.1摩尔)4，4′-二氨基二苯醚、21.6克(0.1摩尔)3，3′-二氨基-4，4′-二羟基联苯、2675毫升N，N-二甲基乙酰胺和2675毫升四氢呋喃有机溶剂加入聚合瓶中，室温下搅拌溶解后，加入86.8克(0.28摩尔)的3，3′，4，4′-四甲酸二苯醚二酐、52.0克(0.1摩尔)2，2-双[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐，于室温下搅拌，完全溶解后，维持室温搅拌反应3小时后，加入26.5克(0.12摩尔)γ-氨丙基三乙氧基硅烷，于室温下搅拌反应1小时后，获得均相透明粘稠状的聚酰胺酸溶液；加入500毫升甲苯和65.3克(0.38摩尔)对甲基苯磺酸，加热升温至110℃-130℃，回流分水反应8小时后，分出包括甲苯、四氢呋喃和N，N-二甲基乙酰胺在内的部分有机溶剂(回收再利用)，加入四氢呋喃溶剂，于室温下搅拌稀释均匀，得到亚胺化的粘稠状溶液，使得其固含量控制在1wt～5wt％之间，即为石英纤维表面处理剂。

取少量该石英纤维表面处理剂均匀涂覆于干净的平板玻璃上，厚度控制于5-10微米范围内，加热升温以脱除有机溶剂，得到聚酰亚胺薄膜。采用傅立叶转换红外光谱仪进行检测，发现该薄膜具有明显的亚胺环振动特征吸收峰(1730.12cm^-1、1779.31cm^-1、1380.34cm^-1)。

取少量上述石英纤维表面处理剂，浸涂石英纤维，于50℃/5min+100℃/5min工艺条件下烘干；随后，将其平铺于干净的平板玻璃片上，倒入适量固含量为12％的均苯型聚酰胺酸溶液(由均苯四甲酸二酐与4，4’-二氨基二苯醚在N，N-二甲基乙酰胺溶剂中缩聚而得)，推膜，放入鼓风烘箱中，于室温升温至100℃，保持1小时，继续升温至200℃，保持1小时，继续升温至300℃，保持0.5小时，自然冷却至室温，脱膜，得到石英纤维/处理剂/聚酰亚胺复合薄膜，记作QSPIF-2。

将未经上述表面处理剂处理的石英纤维直接平铺于干净的平板玻璃片上，倒入适量固含量为12％的均苯型聚酰胺酸溶液(由均苯四甲酸二酐与4，4’-二氨基二苯醚在N，N-二甲基乙酰胺溶剂中缩聚而得)，推膜，放入鼓风烘箱中，于室温升温至100℃，保持1小时，继续升温至200℃，保持1小时，继续升温至300℃，保持0.5小时，自然冷却至室温，脱膜，得到石英纤维/聚酰亚胺复合薄膜，记作QPIF-2。

用玻璃纤维代替石英纤维，重复上述操作，得到玻璃纤维/处理剂/聚酰亚胺复合薄膜，记作GSPIF-2；玻璃纤维/聚酰亚胺复合薄膜，记作GPIF-2。

将上述复合薄膜放在耐弯试验机上做耐弯试验，结果表明：QPIF-2和GPIF-2复合膜在连续弯曲800次(频率10Hz)左右，纤维与树脂间产生明显的缺陷；而QSPIF-2和GSPIF-2复合膜在连续弯曲6000次(频率10Hz)以上，纤维与树脂间仍未见有明显的缺陷。

实施例2的石英纤维表面处理剂的分子结构式如下：

其中，R-：-CH₂CH₃；-Q₂-：-O-、

实施例3

将10.0克(0.01摩尔)含有0.02摩尔氨基的双(γ-氨丙基)多聚甲基硅氧烷无色液体、43.2克(0.1摩尔)4，4′-双(4-氨基苯氧基)二苯砜、60.0克(0.3摩尔)3，4′-二氨基二苯醚、36.6克(0.1摩尔)2，2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、2290毫升N-甲基-2-吡咯烷酮和1600毫升四氢呋喃有机溶剂加入聚合瓶中，室温下搅拌溶解后，加入154.6克(0.48摩尔)的3，3′，4，4′-四甲酸二苯甲酮二酐、52.0克(0.1摩尔)2，2-双[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐，于室温下搅拌，完全溶解后，维持室温搅拌反应3小时后，加入25.1克(0.14摩尔)γ-氨丙基三甲氧基硅烷，于室温下搅拌反应1小时后，获得均相透明粘稠状的聚酰胺酸溶液；加入350毫升甲苯和17.2克(0.1摩尔)对甲基苯磺酸，加热升温至110℃-130℃，回流分水反应10小时后，分出包括甲苯、四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮在内的部分有机溶剂(回收再利用)，加入四氢呋喃溶剂，于室温下搅拌稀释均匀，得到亚胺化的粘稠状溶液，使得其固含量控制在1wt～5wt％之间，即为石英纤维表面处理剂。

取少量该石英纤维表面处理剂均匀涂覆于干净的平板玻璃上，厚度控制于5-10微米范围内，加热升温以脱除有机溶剂，得到聚酰亚胺薄膜。采用傅立叶转换红外光谱仪进行检测，发现该薄膜具有明显的亚胺环振动特征吸收峰(1727.71cm^-1、1781.75cm^-1、1382.33cm^-1)。

取少量上述石英纤维表面处理剂，浸涂石英纤维，于50℃/5min+100℃/5min工艺条件下烘干；随后，将其平铺于干净的平板玻璃片上，倒入适量固含量为12％的均苯型聚酰胺酸溶液(由均苯四甲酸二酐与4，4’-二氨基二苯醚在N，N-二甲基乙酰胺溶剂中缩聚而得)，推膜，放入鼓风烘箱中，于室温升温至100℃，保持1小时，继续升温至200℃，保持1小时，继续升温至300℃，保持0.5小时，自然冷却至室温，脱膜，得到石英纤维/处理剂/聚酰亚胺复合薄膜，记作QSPIF-3。

将未经上述表面处理剂处理的石英纤维直接平铺于干净的平板玻璃片上，倒入适量固含量为12％的均苯型聚酰胺酸溶液(由均苯四甲酸二酐与4，4’-二氨基二苯醚在N，N-二甲基乙酰胺溶剂中缩聚而得)，推膜，放入鼓风烘箱中，于室温升温至100℃，保持1小时，继续升温至200℃，保持1小时，继续升温至300℃，保持0.5小时，自然冷却至室温，脱膜，得到石英纤维/聚酰亚胺复合薄膜，记作QPIF-3。

用玻璃纤维代替石英纤维，重复上述操作，得到玻璃纤维/处理剂/聚酰亚胺复合薄膜，记作GSPIF-3；玻璃纤维/聚酰亚胺复合薄膜，记作GPIF-3。

将上述复合薄膜放在耐弯试验机上做耐弯试验，结果表明：QPIF-3和GPIF-3复合膜在连续弯曲800次(频率10Hz)左右，纤维与树脂间产生明显的缺陷；而QSPIF-3和GSPIF-3复合膜在连续弯曲6000次(频率10Hz)以上，纤维与树脂间仍未见有明显的缺陷。

实施例3的石英纤维表面处理剂的分子结构式如下：

Claims

1.一种石英纤维表面处理剂，分子结构通式为：

其中：-Q₁-为二元伯胺的残基，选自

-Q₂-为芳香族的二酐连接基，选自

中的一种或几种；

2.根据权利要求1所述的一种石英纤维表面处理剂，其特征在于：所述石英纤维表面处理剂的分子结构式为：

其中，R-：-CH₃；-Q₂-：

其中，R-：-CH₂CH₃；-Q₂-：-O-、

或

3.一种石英纤维表面处理剂的制备方法，包括：

(1)采用摩尔比为1∶1.1-1.2的二元伯胺与芳香族二酐在强极性非质子有机溶剂与四氢呋喃的混合溶剂体系中，于室温下搅拌反应3小时后，加入γ-氨丙基三烷氧基硅烷，于室温下搅拌反应1小时后，获得均相透明粘稠状的聚酰胺酸溶液；其中，二元伯胺是有机硅二元伯胺与芳香族二元伯胺的混合物；γ-氨丙基三烷氧基硅烷的用量为芳香族二酐与二元伯胺的摩尔数之差的两倍；

4.根据权利要求3所述的一种石英纤维表面处理剂的制备方法，其主要特征在于：所述步骤(1)中的有机硅二元伯胺的分子结构通式为：

其中：R₁-：-CH₃、-CH₂CH₃、-CH₂CH₂CH₃、

n为不大于10的自然数。

5.根据权利要求3所述的一种石英纤维表面处理剂的制备方法，其主要特征在于：所述步骤(1)中的芳香族二元伯胺选自4，4′-二氨基二苯醚、3，4′-二氨基二苯醚、3，3′-二氨基二苯醚、1，4-双(3-氨基苯氧基)苯、2，6-双(4-氨基苯氧基)苯甲腈、2，6-双(3-氨基苯氧基)苯甲腈、2，6-双(4-氨基苯氧基)甲苯、2，6-双(4-氨基苯氧基)三氟甲苯、2，5-双(4-氨基苯氧基)甲苯、2，5-双(4-氨基苯氧基)特丁基苯、2，5-二叔丁基-1，4-双(4-氨基苯氧基)苯、4，4′-双(4-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4′-双(4-氨基苯氧基)二苯砜、4，4′-双(3-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4′-双(3-氨基苯氧基)二苯砜、1，4-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、1，3-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、2，2-双[4-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-双[4-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2，5-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)甲苯、2，5-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)叔丁基苯、2，5-二叔丁基-1，4-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、4，4′-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯砜、4，4′-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)-3，3′，5，5′-四甲基二苯砜、4，4′-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)联苯、4，4′-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)-3，3′，5，5′-四甲基联苯、4，4′-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯醚、4，4′-双(4-氨基苯氧基)二苯醚、4，4′-双(3-氨基苯氧基)二苯醚、4，4′-双(3-氨基苯氧基)二苯硫醚、4，4′-双(4-氨基苯氧基)二苯硫醚、4，4′-双(4-氨基苯氧基)-3，3′，5，5′-四甲基联苯、4，4′-双(3-氨基苯氧基)-3，3′，5，5′-四甲基联苯、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、1，3-双(3-氨基苯氧基)苯、1，3-双(4-氨基苯氧基)苯、1，4-双(4-氨基苯氧基)苯、4，4′-二氨基-4″-羟基三苯甲烷、3，3′-二氨基-4，4′-二羟基联苯、3，3′-二羟基-4，4′-二氨基联苯、2，2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、2，2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、3，3′-二氨基-4，4′-二羟基二苯砜、3，5-二氨基苯甲酸中的一种或几种的混合物；所述步骤(1)中的芳香族二酐选自3，3′，4，4′-四羧基二苯甲酮二酐、3，3′，4，4′-四羧基联苯二酐、2，2-双(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、2，2-双[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、2，2-双[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]六氟丙烷二酐、4，4′-双(3，4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4，4′-双(3，4-二羧基苯氧基)二苯砜二酐、4，4′-双(3，4-二羧基苯氧基)联苯二酐、1，4-双(3，4-二羧基苯氧基)苯二酐、1，3-双(3，4-二羧基苯氧基)苯二酐、3，3′，4，4′-四羧基二苯醚二酐中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求3所述的一种石英纤维表面处理剂的制备方法，其主要特征在于：所述步骤(1)中的γ-氨丙基三烷氧基硅烷选自γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三丙氧基硅烷、γ-氨丙基三异丙氧基硅烷中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求3所述的一种石英纤维表面处理剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的强极性非质子有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或几种的混合物；强极性非质子有机溶剂与四氢呋喃的混合溶剂体系，其体积比为1∶0.5-1。

8.根据权利要求3、4、5、6或7所述的一种石英纤维表面处理剂的制备方法，其特征在于：所述的强极性非质子有机溶剂与总反应物的体积重量比为3毫升-10毫升∶1克；总反应物的重量包括有机硅二元伯胺、芳香族二元伯胺、γ-氨丙基三烷氧基硅烷、芳香族二酐的重量之和。

9.根据权利要求3所述的一种石英纤维表面处理剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的酸性催化剂选自对甲基苯磺酸、间甲基苯磺酸、邻甲基苯磺酸、邻二甲基苯磺酸、对乙基苯磺酸、间乙基苯磺酸、邻乙基苯磺酸中的一种或几种，其中酸性催化剂与芳香族二酐的摩尔数之比为1∶1-10。

10.根据权利要求3所述的一种石英纤维表面处理剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中的甲苯与步骤(1)中的强极性非质子有机溶剂的体积比为1∶5-10。