CN110358266A

CN110358266A - 一种氧化铈修饰铝钛水滑石的合成及其改性阻燃pet材料的制备方法

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Publication number: CN110358266A
Application number: CN201910687336.2A
Authority: CN
Inventors: 蒋姗; 查单; 计丞; 张洪文; 丁永红
Original assignee: Changzhou University
Current assignee: Changzhou University
Priority date: 2019-07-29
Filing date: 2019-07-29
Publication date: 2019-10-22
Anticipated expiration: 2039-07-29
Also published as: CN110358266B

Abstract

本发明涉及一种氧化铈修饰的铝钛类水滑石的合成及共混改性PET阻燃复合材料的制备方法。将三氯化铝与四氯化钛合成铝钛类水滑石，合成的铝钛类水滑石与稀土氧化物氧化铈在一定条件下合成制备氧化铈改性的铝钛类水滑石。本发明制备经氧化铈表面修饰的铝钛类水滑石具有分散性较好、基体相容性较好、片层结构分明的特性，克服了传统水滑石易于团聚、片层结构不明显，热稳定性不均，协同阻燃性能较差的问题，对工程塑料具有更好的阻燃效果，而且兼具抑烟与抗熔滴性能。克服水滑石作为阻燃剂改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)时热稳定性较差、无法抑制发烟、熔滴的缺陷。

Description

一种氧化铈修饰铝钛水滑石的合成及其改性阻燃PET材料的制备方法

技术领域

本发明涉及片层水滑石结构的合成与改性及其阻燃增强工程塑料的制备领域，特别涉及一种氧化铈修饰的铝钛类水滑石的制备的合成及其修饰改性的制备与应用方法。

背景技术

水滑石是一种层柱状双金属氢氧化物(Layered double hydroxide compounds，简称LDHs)，是一类发展迅速的阴离子型粘土。水滑石具有特殊的结构和物理化学性质，如带电性质、阴离子可交换性、吸附性能、催化性能等，在催化剂、催化剂载体、杀虫剂、污水处理剂、电流变调节剂、医药、医药载体及石油工业等众多领域具有广泛的应用。LDHs用于阻燃时具有无卤、无毒、不产生有毒和腐蚀性气体、阻燃和抑烟性能优良等突出的优点。

LDHs由带正电荷金属阳离子(Mg²⁺、Al³⁺等)层板和带负电荷的层间阴离子(CO₃ ^2-、Cl^-等)调变而成，结构类似于水镁石Mg(OH)₂，主体为正八面体结构，水镁石中部分Mg²⁺被半径相似的三价阳离子所替代时，LDHs层板上积累较多正电荷，这些正电荷能与层间的阴离子相平衡，结晶水占据层间其他空间。这样，可通过调变层间阳离子和阴离子，实现分子组装多样化。

LDHs与Mg(OH)₂的阻燃机理相似，如吸热、稀释可燃气体、隔热等，不同的是LDHs具有更宽的热分解温度。LDHs热分解过程主要有两个阶段：第一阶段是层间水和层间阴离子的脱除；第二阶段是层板羟基的脱除。整个受热分解过程有利于降低燃烧体系的温度，所释放出的不燃性气体能够稀释可燃气体的浓度，另外LDHs生成的双金属氧化物(LDO)具有较大的比表面积，呈较强的碱性，对释放出的酸性烟气具有一定的吸附作用，同时覆盖在基材表面可以隔热并防止热分解产物的传递。

由于LDHs具有无卤、消烟、低毒等特性，所以常将LDHs应用于聚合物的阻燃处理。曹青等制得Mg-Al-LDHs/聚氨酯纳米复合材料，研究表明：阻燃剂添加量的增大，其阻燃效果明显增强，而该复合材料的力学性能逐渐降低；Huang等研究了LDHs对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的阻燃性能和力学性能的影响，研究结果表明：以LDHs为变量时，LDHs的添加增加了PMMA的弹性模量，却降低了抗张强度，但是其弹性模量和抗张强度在应用中基本达到了所需的要求；在LDHs对PMMA基材料的阻燃性能测试中发现具有极佳的消烟作用，且极限氧指数从17.4％增加到21.1％，表现出较好的阻燃性能。尽管LDHs应用于聚合物阻燃已经取得了一些成效，但是仍然存在易于团聚，阻燃效果达不到使用要求等问题。

稀土氧化物有催化氧化脱氢、促进交联成炭、捕捉自由基等作用，因此表现出一定的阻燃作用。稀土元素是具有独特电子层结构的金属元素，它们性能的相似性来源于相同的6s2价电子结构和过渡的低填充5d1轨道结构，性能的差异性则来源于4f轨道的不同充填状态。稀土元素的种类众多，稀土氧化物包括镧系元素氧化物以及钪和钇的氧化物共达17种。

目前，传统中水滑石材料易于团聚、片层结构不明显、协同阻燃效果较差，对塑料阻燃效果改性不明显的缺点；聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下简称PET)材料极易燃烧，阻燃效果较差，同时燃烧时伴有较为严重的熔滴现象与发烟现象。本发明通过合成一种经稀土氧化物氧化铈修饰的铝钛类水滑石。克服传统水滑石易于团聚、片层结构不明显，热稳定性不均，协同阻燃性能较差的问题，改性后的铝钛类水滑石具有明显的层状结构，分散性改善显著，与塑料基体的结合性也得到改善同时改性过后的水滑石具有良好的阻燃性、抑烟性与抗熔滴性能，燃烧时金属氧化物的存在还可以提高PET复合材料的抑烟、抗熔滴性能，同时还兼具补强作用，可以有效提高材料弹性模量，但是会在一定程度上降低材料的抗张强度。

改性后的功能化铝钛类水滑石是一种较为高效环保的纳米级无机添加材料，具有较好的抗团聚性，功能化水滑石还具有良好的基体相容性与阻燃性能，，将其用于PET复合材料的制备，可以提高PET复合材料的阻燃性能，机械性能也符合工业需要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：传统水滑石材料易于团聚、片层结构不明显、协同阻燃效果较差，对塑料阻燃效果改性不明显的缺点；聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下简称PET)材料极易燃烧，阻燃效果较差，同时燃烧时伴有较为严重的熔滴现象与发烟现象。为解决上述问题，本发明采用合成新型铝钛类水滑石，再采用稀土氧化物氧化铈对铝钛类水滑石表面进行功能化修饰，以改善水滑石易团聚，片层结构差的特点，同时进一步改善铝钛类水滑石的阻燃性能，使其作为无机纳米阻燃剂不仅能够提高基体材料的阻燃性能，同时还能够起到抑烟、抗熔滴的特性；

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种氧化铈修饰的铝钛类水滑石合成方法，具体步骤为：

铝钛类水滑石的合成：将三氯化铝与四氯化钛在水中充分溶解，将上述溶液置于三口烧瓶，配置氢氧化钠与碳酸钠的混合溶液加入滴液漏斗中，在65℃～95℃油浴温度下加热至回流，打开滴液漏斗，使得混合碱溶液滴加反应1～2小时，控制PH值为9～10，滴加反应结束后，继续回流反应1～2小时，反应结束后减压抽滤，然后将晶体置于60～80℃烘箱中干燥4～6h，得到白色固体，即为铝钛类水滑石；

氧化铈改性的铝钛类水滑石的合成：将三氯化铝与四氯化钛在水中充分溶解将上述溶液置于三口烧瓶，配置氢氧化钠与碳酸钠的混合溶液加入滴液漏斗中，在油浴温度65℃～95℃下加热至回流，打开滴液漏斗，使得混合碱溶液滴加反应1～2小时，控制PH值为9～10，再加入稀土氧化物氧化铈Ce₂O₃，生成的固体，继续回流反应1～2小时，反应结束后减压抽滤，然后将晶体置于60～80℃烘箱中干燥3～6h，得到淡黄色固体，即为氧化铈修饰改性的铝钛类水滑石；其中稀土氧化物氧化铈质量添加量为铝钛类水滑石质量分数的0.5％～2％。

进一步优化的，所述的三氯化铝与四氯化钛摩尔数比为3：4或3：5或1：2；

所述的氢氧化钠摩尔数为三氧化铝与四氯化钛摩尔数之和，碳酸钠摩尔数为铝离子摩尔数的1/2；

所述稀土氧化物氧化铈质量占水滑石质量分数0.5wt％；、1wt％；、1.5wt％；或2wt％；

所述回流温度为65℃～95℃，回流时间为1～2h。

本发明的水滑石是铝钛二元类水滑石，具有纳米级别的尺寸，分散性较好，引入稀土氧化铈，三价铈取代部分三价铝进入到铝原子八面体晶胞的位置，对铝钛水滑石起到改性效果。稀土修饰水滑石后结构规整，提高分散性以及水滑石的热稳定性大幅度提高。

以PET与氧化铈修饰的铝钛类水滑石为原料经熔融共混制备PET/功能化铝钛类水滑石阻燃复合材料：

将氧化铈修饰的LDHs和PET放入密炼机中熔融共混，然后通过注塑机注塑成型；其中氧化铈修饰的铝钛类水滑石的质量用量占铝钛类水滑石与PET的质量总和的5％～20％；设置熔融共混温度为260℃，熔融时间为8min，熔体转速为40r/min。

进一步优化的，上述注塑机的工作参数设置如下：

注塑成型料筒温度：260℃

注塑成型模具温度：100℃

注塑成型压力：0.6MPa

注塑成型保压时间：10s。

将本发明制备稀土修饰水滑石用于改性聚合物中，在改性聚合物材料阻燃方面应为协同阻燃增效关系，一方面水滑石的层间聚合脱水吸收热量，产生的金属氧化物促进成碳，隔氧隔热，另一方面稀土氧化物热稳定性高，降低释放热，降低热释放速率，而未改性的水滑石易于团聚，分散性与结构规整性很差，而引入氧化铈可以极大改善这一效果，从而两者协同达到阻燃效果。

本发明的Ti⁴⁺类水滑石与传统二价和三价水滑石(典型为镁铝水滑石)相比，Ti⁴⁺可以取代Zn²⁺或Mg²⁺产生2个正电荷，大量正电荷在层板间聚集使得层板间排斥作用增强，层间距减小，因此相较于传统水滑石有一定优势，并且采用其他类型水滑石用稀土改性后应用到PET的用量上较多，相容性必定下降，会降低PET各项力学性能。

本发明的有益效果在于：

本发明合成的氧化铈修饰的铝钛类水滑石结构中含有金属氢氧化物其氢氧化铝、氢氧化钛结构，其在阻燃剂改性方面具有创新性，铝元素可以起到抑烟效果，而钛元素可以降低熔滴现象，同时经稀土氧化物氧化铈修饰后，水滑石的热稳定性进一步提升，进一步提高了水滑石的阻燃性能。未经修饰的水滑石易于团聚，片层结构不明显，导致水滑石与基体材料结合相容性较差，而经修饰过后，片层结构较为明显，与基体相容性提高，同时由于水滑石的片层结构，与工程塑料PET结合时，PET分子链穿插到水滑石片层结构中，还可以起到补强作用，一定程度上可以提高复合材料的弹性模量。

本发明所制备的氧化铈改性的铝钛类水滑石层状片层结构明确，分散性较好，不易团聚，在SEM下呈现明显的层状结构；制备的PET/改性铝钛类水滑石复合材料的极限氧指数可以到到29.5％，阻燃等级可以达到UL94-V0级别；PET/改性铝钛类水滑石复合材料拉伸强度提高至46.29MPa，弯曲强度可达到75.65MPa，符合工业应用需求。

附图说明

图1为铝钛类水滑石的红外光谱图。

图2为稀土氧化铈改性的铝钛类水滑石的红外光谱图

图3为铝钛类水滑石的XRD图谱。

图4为稀土氧化铈改性的铝钛类水滑石XRD图谱。

图5为铝钛类水滑石的扫描电镜图。

图6为纳米氧化铈修饰铝钛类水滑石扫描电镜图。

图7为铝钛类水滑石的TGA数据图。

图8为纳米氧化铈修饰铝钛类水滑石的TGA数据图。

具体实施方式

本发明下面结合实施例作进一步详述：实施例中所述的各项测定值按下述方法测定：

1、改性铝钛水滑石红外光谱测定

用傅里叶红外光谱仪测定稀土氧化物氧化铈修饰改性的铝钛水滑石，观察特征基团，表征氧化铈是否成功修饰在铝钛水滑石表面。

2、改性铝钛水滑石XRD测定

用X射线粉沫衍射仪测定稀土氧化物氧化铈修饰改性的铝钛水滑石，表征水滑石中的层状片层结构。

3、改性铝钛水滑石表面形貌的测定

采用场发射扫描电镜(SEM)观察铝钛水滑石的表面形貌，表征铝钛水滑石表面结构。

4、PET/改性铝钛水滑石复合材料阻燃性能的测定

根据国标GB/T2406.1-2008采用极限氧指数仪与垂直燃烧实验对PET/改性铝钛水滑石复合材料的阻燃性能进行测定。

5、PET/改性铝钛水滑石复合材料机械性能的测定

根据国标GB/T 1039-1992采用万能试验机对PET/改性铝钛水滑石复合材料的机械性能进行测定，测定拉伸、弯曲性能。

实施例1：

配置摩尔数0.015mol碳酸钠Na₂CO₃与0.07mol氢氧化钠NaOH溶液各100mL，将两者混合制得混合碱溶液，置于滴液漏斗中。

取0.03mol三氯化铝AlCl₃与0.04molTiCl₄分别溶于100mL水溶液中，将三氯化铝溶液和四氯化钛两种溶液置于500mL三口烧瓶中，在65℃下加热至回流，打开滴液漏斗，使得混合碱溶液滴加反应1h，滴加反应结束后，继续回流反应2h，将溶液过滤后，置于70℃烘箱中干燥3h，得到白色固体，即为铝钛水滑石。

实施例2

取4g(0.03mol)三氯化铝AlCl₃与7.6g(0.04mol)TiCl₄分别溶于100mL水溶液中，将两种溶液置于500mL三口烧瓶中，在65℃下加热至回流，打开滴液漏斗，使得混合碱溶液滴加反应1h，滴加反应结束后，加入0.02mol(0.5wt％)稀土氧化物氧化铈Ce₂O₃，继续回流反应2h，将溶液过滤后，将晶体置于70℃烘箱中干燥3h，得到淡黄色固体，即为氧化铈改性的铝钛水滑石。

实施例3

本实施例中冷凝回流反应温度为75℃、三氯化铝AlCl₃与TiCl₄摩尔比为3：5，其它条件与实施例1相同。

实施例4

本实施例中冷凝回流反应温度为85℃、三氯化铝AlCl₃与TiCl₄摩尔比为1：2，其它条件与实施例1相同。

实施例5

本实施例中冷凝回流反应温度为95℃、三氯化铝AlCl₃与TiCl₄摩尔比为3：5，稀土氧化物氧化铈添加量为1％wt，其它条件与实施例2相同。

实施例6

本实施例中冷凝回流反应温度为95℃、三氯化铝AlCl₃与TiCl₄摩尔比为1：2；稀土氧化物氧化铈添加量为1.5％wt，其它条件与实施例2相同。

实施例7

本实施例中冷凝回流反应温度为65℃、三氯化铝AlCl₃与TiCl₄摩尔比为3：4；稀土氧化物氧化铈添加量为2.0％wt，其它条件与实施例2相同。

实施例8

本实施例中冷凝回流反应温度为75℃、三氯化铝AlCl₃与TiCl₄摩尔比为3：5；稀土氧化物氧化铈添加量为2.0％wt，其它条件与实施例2相同。

实施例9

本实施例中冷凝回流反应温度为85℃、三氯化铝AlCl₃与TiCl₄摩尔比为1：2；稀土氧化物氧化铈添加量为1％wt，其它条件与实施例2相同。

实施例10

将实施例2中改性的铝钛水滑石AlTi-LDHs与聚对苯二甲酸乙二醇酯置于密炼机中熔融共混，其中Ce₂O₃修饰的铝钛水滑石AlTi-LDHs占Ce₂O₃改性铝钛水滑石AlTi-LDHs与聚对苯二甲酸乙二醇酯的质量总和的5％；设置参数：密炼温度260℃，密炼时间为8分钟。注塑机参数设置：料筒温度260℃，模具温度100℃，保压时间10s，压力0.6MPa，用注塑机制出弯曲、抗冲击样条。平板硫化机参数设置：上下板温度设置为210℃，热压时间6min，用压片机将密炼物压出厚度为2mm和3mm的板，并且用裁刀和切割机制出拉伸样条和阻燃样条。

实施例11

本实施例中改性的铝钛水滑石AlTi-LDHs占改性的铝钛水滑石AlTi-LDHs与聚对苯二甲酸乙二醇酯的质量总和的10％；其它条件与实施例10相同。

实施例12

本实施例中改性的铝钛水滑石AlTi-LDHs占改性的铝钛水滑石AlTi-LDHs与聚对苯二甲酸乙二醇酯的质量总和的15％；其它条件与实施例10相同。

实施例13

本实施例中改性的铝钛水滑石AlTi-LDHs占改性的铝钛水滑石AlTi-LDHs与聚对苯二甲酸乙二醇酯的质量总和的20％；其它条件与实施例10相同。

将纯PET和上述改性PET共混材料进行性能检测，检测结果如下：

燃烧性能测试见表1和表2：

表1 PET/改性铝钛水滑石复合材料极限氧指数表

由表1可知，随着经稀土氧化物修饰的水滑石的添加量的增加，PET复合材料阻燃性能是不断提升的，当添加量为10、20％时，其氧指数可以达到28.0以及29.5，水滑石同时含有Al(OH)₃与Ti(OH)₄的结构，两种金属氢氧化物都有较好的热稳定性与阻燃性能，不仅可以提高复合材料的阻燃性能，同时还可以起到抑烟与抗熔滴效果。说明水滑石是一种良好的阻燃添加剂，对PET材料起到了很大的阻燃效果。

表2 PET/改性铝钛水滑石复合材料垂直燃烧数据表

由表2可知，当水滑石添加量为5％、10％时，t1+t2<30s，已经达到了UL94-V1的阻燃级别，而当水滑石添加量为20％时，t1+t2<10s，已经达到了UL94-V0的阻燃级别，同时未出现明显的发烟与熔滴现象，因此水滑石是一种良好的阻燃添加剂，对PET材料起到了很大的阻燃效果。

强度测试结果见表3和表4：

表3 PET/改性铝钛水滑石复合材料拉伸性能

由表3可知，从上表可以看出随着水滑石含量的提高，复合材料拉伸性能总体呈现上升趋势，纯PET拉伸强度为34.72MPa，在水滑石加入量达到20％时拉伸性能提高至46.29MPa，这是由于水滑石本身为层状片层结构，PET的分子链穿插到片层结构中，使基体更加牢固，拉伸强度有所升高。

表4 PET/改性铝钛水滑石复合材料弯曲性能

由表4可以看出，随着水滑石含量的提高，复合材料弯曲性能总体呈现下降趋势，纯PET弯曲强度为84.94MPa，在水滑石加入量达到20％时拉伸性能下降至56.29MPa，这是由于水滑石本身为层状片层结构，但其片层结构受到纵向力易于断裂，因此弯曲强度会降低。

效果例

红外光谱测试，见图1，图1为实例1中制得的铝钛水滑石的红外光谱图，在3430cm^-1处的为-OH的伸缩振动峰，可以表面水滑石中氢氧根的存在，表面水滑石的元素组成，在970cm^-1与542cm^-1处的特征峰为Ti-O与Al-O的特征峰，可以表明铝钛水滑石中Ti与Al的元素组成。

红外光谱测试，见图2，图2为实例2中制得的氧化铈修饰改性铝钛水滑石的红外光谱图，970cm^-1与542cm^-1处分别为Ti-O与Al-O的特征峰，3430cm^-1为-OH的伸缩振动峰，可以证明铝钛水滑石的元素组成在稀土氧化物加入后未遭到破坏。同时根据文献所知，在1388cm^-1、2866cm^-1、2925cm^-1处为Ce-O的特征峰，可以证明稀土氧化物Ce₂O₃修饰在了铝钛水滑石的表面，对水滑石起到修饰改性作用。

XRD测试，见图3，图3为实例1中制得铝钛水滑石的XRD粉末衍射图谱，AlTi-LDHs的(003)、(009)、(105)、(108)、(110)等晶面衍射尖锐而清晰，为典型的LDHs层状结构特征衍射峰，可以表面合成了铝钛水滑石层状结构。

XRD测试，见图4，图4为实例2中制得氧化铈修饰改性铝钛水滑石的XRD粉沫衍射图谱，AlTi-LDHs的(003)，(009)，(105)，(108)，(110)等晶面衍射峰尖锐而清晰，为典型的LDHs层状结构特征衍射峰；根据文献查得铈元素XRD衍射峰位如PDF卡数据，典型的衍射峰也均在AlTi-LDHs的XRD图谱中出现，可以表面铝钛水滑石确实经稀土氧化物氧化铈修饰了。

扫描电镜测试，测试结果见图5：由图可知，未经修饰的AlTi-LDHs铝钛类水滑石，可以看出由于纳米粒子体系自由能较大，纯水滑石极易团聚，片层结构团聚在一起无法区分，且粒径团聚严重而较大，可以表明未经改性的纯铝钛水滑石分散性较差，团聚严重，层状结构十分不明显，厚度，横向宽度仅达到10-20微米。

扫描电镜测试，测试结果见图6：由图可知，经氧化铈修饰的AlTi-Ce-LDHs呈现良好的片层结构，且片层结构的厚度与横向宽度尺寸都在100-300纳米之间，片层呈现丝状分布，区分明显，并未有团聚现象，层间结构清晰，可以证明稀土氧化物对铝钛水滑石有较好的改性效果。

由SEM与TGA数据可以得出未经改性的水滑石AlTi-LDHs团聚严重，粒径很大，热稳定性相对较差。

TGA测试测试结果见图7：由图可知，可以看出未经改性的AlTi-LDHs主要有三段失重峰，102℃附近的失重峰主要是水滑石层间水的脱除所导致的失重峰，铝钛水滑石中的Al(OH)₃、Ti(OH)₄脱水形成氧化铝与氧化钛，286℃左右为水滑石中层间CO₃ ^2-与层板羟基聚合脱水，而483℃的分解阶段为晶型转变，结晶不完全的TiO₂和Al₂O₃等混合型氧化物分解阶段。

TGA测试测试结果见图8：由图可知，经氧化铈改性后的铝钛水滑石三段分解温度依然明显，但相对于未经改性的分解温度均有明显的提高，第一段层间水脱出的分解温度升至129℃，第二段水滑石中层间CO₃ ^2-与层板羟基聚合脱水温度升至358℃，而第三段分解温度提高至610℃。这主要是由于稀土氧化铈能够显著提高水滑石基体的热稳定性，稀土氧化铈中Ce与水滑石中的氧配位形成了配合物，3价的铈元素取代了部分的铝进入水滑石晶格中八面体的中心位置，氧化铈分解温度高达1000℃以上，因此可以大大提高水滑石的热稳定性。Ce元素仅与水滑石中Al-O发生了配位取代铝，并不会通过配位与CO₃ ^2-结合，形成层间配位物。

对比图7、8两张图的DTG曲线，还可以发现第二段两者的失重峰面积相差较大，AlTi-LDHs失重峰很小，失重率仅为5％左右，而AlTi-Ce-LDHs失重峰为20％左右。结合SEM图，未经改性的水滑石由于其极易团聚，层间结构及其不明显，层间的CO₃ ^2-较少，结构不规整，因此在聚合脱水脱出较少，而经改性后的水滑石层间结构较为明显，层间CO₃ ^2-数量显著提高，更多的与层板羟基聚合脱水，因此失重峰较大。综上，稀土氧化铈改性修饰的铝钛水滑石相较未经改性的水滑石，拥有良好的热稳定性与耐热性能，氧化铈的引入可以促进水滑石中层间的CO₃ ^2-与层板羟基的聚合脱水，促进Al(OH)₃、Ti(OH)₄脱水形成金属氧化物，进一步提高水滑石的分解温度。

Claims

1.一种氧化铈修饰铝钛类水滑石的合成方法，其特征在于：所述的合成方法为：

将三氯化铝水溶液、四氯化钛水溶液混合，加热至回流，滴加混合碱溶液反应，滴加反应结束后，加入氧化铈(Ce₂O₃)，继续回流反应，反应结束后减压抽滤，收集晶体烘干，得到氧化铈修饰改性的铝钛类水滑石。

2.如权利要求1所述氧化铈修饰铝钛类水滑石的合成方法，其特征在于：所述的合成方法为：

将三氯化铝水溶液、四氯化钛水溶液混合，在65℃～95℃下加热至回流，滴加氢氧化钠与碳酸钠的混合碱溶液，滴加反应1～2小时，再加入氧化铈(Ce₂O₃)，继续回流反应1～2小时，反应结束后减压抽滤，然后将晶体置于60～80℃烘箱中干燥，得到淡黄色固体，即氧化铈修饰改性的铝钛类水滑石。

3.如权利要求1或2所述的氧化铈修饰铝钛类水滑石的合成方法，其特征在于，所述的三氯化铝与四氯化钛摩尔数比为3：4或3：5或1：2。

4.如权利要求2所述的氧化铈修饰铝钛类水滑石的合成方法，其特征在于，所述的氢氧化钠摩尔数为三氧化铝与四氯化钛摩尔数之和，碳酸钠摩尔数为铝离子摩尔数的1/2。

5.如权利要求1或2所述的氧化铈修饰铝钛类水滑石的合成方法，其特征在于，所述的氧化铈修饰改性的铝钛类水滑石中，氧化铈占水滑石质量分数0.5wt％、1wt％、1.5wt％或2wt％。

6.如权利要求1或2所述的氧化铈修饰铝钛类水滑石改性阻燃PET材料的制备方法，其特征在于，所述的制备步骤如下：

将制备的氧化铈修饰改性的铝钛类水滑石和PET放入密炼机中熔融共混，然后通过注塑机注塑成型，其中氧化铈改性的铝钛类水滑石材料的质量占氧化铈改性的铝钛类水滑石材料与PET质量总和的5～20％。

7.如权利要求6所述的氧化铈修饰铝钛类水滑石改性阻燃PET材料的制备方法，其特征在于：所述熔融共混温度为260℃，熔融时间为8min，熔体转速为40r/min。

8.如权利要求6所述的氧化铈修饰铝钛类水滑石改性阻燃PET材料的制备方法，其特征在于，所述注塑机的工作参数设置如下：

注塑成型料筒温度：260℃；

注塑成型模具温度：100℃；

注塑成型压力：0.6MPa；

注塑成型保压时间：10s。