[发明专利]一种食品容器用抗菌铝合金

说明书

技术领域

 本发明涉及抗菌铝合金，尤其是一种食品容器用抗菌铝合金。

背景技术

铝合金由于轻质、美观、不锈且易于成形，以薄板和箔材的形式制成罐、盖、瓶、桶、包装箔，广泛用于饮料、食品、化妆品、药品、香烟、工业产品等场合。近几年，随着全球多起细菌感染事件的发生，防菌、抗菌的卫生管理问题受到社会的极大关注，食品业、医疗卫生业乃至一般家庭对日用器具的卫生要求越来越高，对于抗菌制品的需求正在不断增长。为了满足这种需求，急需开发具有杀菌功能的铝合金。

现有技术中，申请号为201110171161.3专利公布了一种用于散热器散热片的抗菌铝合金，含有0.01-0.02%Ag，其中每20000mm³铝中才有1个银原子，所以仅靠银的杀菌作用是不足的，其中还加入8.5-23.5%Zn，Zn也有一定的抗菌作用，靠Zn和Ag共同具有良好的抗菌性。在食品容器用抗菌铝合金不但要求良好的抗菌性能，也要求良好的塑性性能，过高的Zn含量是很难同时满足以上两个要求的，所以该专利只用于散热器片不适于制造食品用容器。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种抗菌铝合金，以重量百分比计，该铝合金的化学成分如下：0.3-1.5%Mn、0.5-1.5%Mg、0.1-3.0%Ag、0.1-1.0%Zn、0.1-1.0%RE、0.1-0.2%Ti、<0.3%Si、<0.6%Fe、<0.3%Cu，其他杂质元素≤0.20%，余量为Al。该抗菌铝合金不仅有着优良的抗菌性能，抗菌性大于99.0%，而且保持铝合金良好的塑性和耐蚀的特点，满足了食品、厨卫等行业容器产品制作要求和抗菌性能的要求。

本发明抗菌铝合金，其特征在于：以重量百分比计，该铝合金的化学成分如下：0.3-1.5%Mn、0.5-1.5%Mg、0.1-3.0%Ag、0.1-1.0%Zn、0.1-1.0%RE、0.1-0.2%Ti、<0.3%Si、<0.6%Fe、<0.3%Cu，其他杂质元素≤0.20%，余量为Al。

本发明中含锰量为0.3-1.5%，保证铝合金有足够的强度，而且具有良好的塑性和工艺性能。含锰量低于下限，合金的强度和硬度不能保证，含锰量高于上限，合金中出现MnAl₆相，合金塑性变差，成形时易开裂，因此本发明含锰量为0.3-1.5%，优选1.0-1.4%。

本发明中含有0.5-1.5%Mg，Mg在铝中溶解度较大，是铝合金得到固溶强化的主要元素。镁含量低于0.5%，对合金的强化作用较小，但镁含量也不宜过高，防止其与加入的Zn和杂质Cu形成金属间化合物，本发明铝合金中Mg的为0.5-1.5%，优选0.7-1.2%。

本发明中含有0.1-3.0%Ag，抑制细菌的增殖并提高抗菌性能。众所周知，铝合金表面形成致密的氧化膜，铝合金的抗菌性其实是铝合金的表面氧化膜的抗菌性。Ag很稳定，在铝合金表面形成的氧化膜，仍保持良好的杀菌性能。即使Ag在表面形成Ag₂O时，仍具有良好的杀菌性能。Ag含量低于0.1%时，银原子在铝合金中的分布密度低，抗菌性也较低。但Ag是贵金属，为了控制最终的成本不宜加入太多，兼顾最佳的抗菌效果和成本控制本发明确定Ag含量优选0.5%。

本发明中含有0.1-1.0%Zn。Zn也有杀菌作用，Zn含量低于0.1%，不起抗菌作用，但Zn含量超过1.0%，就可能与Mg形成MgZn₂相，降低合金的塑性和成形性能，本发明Zn含量优选0.5-0.8%。

本发明中含有0.1-1.0%RE，这里的RE指以Ce为主要元素的混合稀土（以重量百分比计，铈含量不低于50%）。稀土加入不但可以与Ag形成复合抗菌效果，减少银的用量，也易形成Al₃Ce相，提高铝合金的强度。含RE量低于0.1%时，稀土主要起固溶强化的作用，不能与Ag形成复合抗菌的效果。但稀土元素含量过高，不但增加成本，也降低合金的塑性和成形性能。本发明稀土含量优选0.3-0.6%。

本发明中含有0.1-0.2%Ti。Ti在铝合金中形成Al₃Ti相，合金细化铝合金晶粒，提高铝合金强度和塑性。Ti和RE一样，还能改变杂质Fe和Fe与Si形成化合物相的形貌和大小，减轻其对合金塑性和成形性能的危害。因此本发明将Ti含量控制在0.1-0.2%。