Bio-Resin: Biobasierte Giessharze im Vergleich
Bio-Resins – biobasierte Giessharze – ersetzen einen Teil der erdölbasierten Rohstoffe durch pflanzliche Ressourcen wie Pflanzenöle, Cashewnussschalen oder Baumharze. Der Markt für nachhaltige Harzsysteme wächst stark, besonders im Kunst- und Hobbybereich (Resin Art, River Tables), aber auch in technischen Anwendungen wie Composites und Formenbau. Dieser Leitfaden erklärt die verschiedenen Bio-Resin-Typen, vergleicht sie mit konventionellen Harzen und hilft bei der Wahl des richtigen Systems.
Was ist Bio-Resin?
Bio-Resin (auch Bio-Harz, biobasiertes Giessharz oder ökologisches Giessharz) bezeichnet Harzsysteme, bei denen ein Teil der petrochemischen Rohstoffe durch nachwachsende, pflanzliche Quellen ersetzt wird. Der bio-basierte Anteil variiert typischerweise zwischen 20 % und 56 % je nach Hersteller und Formulierung.
Wichtig zu verstehen: Bio-Resin bedeutet nicht automatisch biologisch abbaubar oder kompostierbar. Das ausgehärtete Harz ist ein duroplastischer Kunststoff und verhält sich chemisch ähnlich wie konventionelles Harz. Der ökologische Vorteil liegt primär in der Reduktion des CO&sub2;-Fussabdrucks und der Verwendung nachwachsender Rohstoffe bei der Herstellung.
Pflanzliche Rohstoffe für Bio-Resins
| Rohstoff | Gewonnen aus | Verwendung im Harz |
|---|---|---|
| Cashewnussschalenöl (CNSL) | Cashew-Verarbeitung (Nebenprodukt) | Cardanol-basierte Epoxid-Härter und Reaktivverdünner |
| Leinöl | Leinsamen | Epoxidierte Pflanzenöle als Harzkomponente |
| Sojaöl | Sojabohnen | Epoxidiertes Sojaöl (ESO) als Reaktivverdünner |
| Rizinusöl | Rizinussamen | Polyole für PU-Harze und Epoxid-Modifikation |
| Kiefernharz (Kolophonium) | Nadelbäume | Abietinsäure-Derivate als Harzgrundlage |
| Furane | Zucker (Biomasse-Fermentation) | Furanharze als Polyester-Alternative |
| Lignin | Holzaufschluss (Papierindustrie) | Phenol-Ersatz in Phenolharzen |
Bio-Resin-Typen im Überblick
Biobasierte Epoxidharze
Die grösste und wichtigste Kategorie. Ein Teil des Bisphenol-A (BPA) oder des Epichlorhydrins wird durch pflanzliche Rohstoffe ersetzt.
Typische Produkte:
- Sicomin GreenPoxy 56: 56 % bio-basierter Kohlenstoffanteil. Einer der höchsten Bio-Anteile am Markt. Einsatz im Bootsbau, Surfboard-Lamination und Composite-Fertigung.
- Entropy Resins Super Sap: 18–37 % bio-basierter Anteil. Entwickelt von Surfer-Ingenieuren für Surfboards und Composites. Laminier- und Giessharzversionen verfügbar.
- EcoPoxy: Bio-basierte Epoxidharze für Kunst und Holz. Bekannt für River Tables, Schmuck und Deko-Guss. Niedrigere VOC-Emissionen als konventionelle Systeme.
- Cardolite (CNSL-basiert): Industrielle Härter und Reaktivverdünner auf Cardanol-Basis. Verwendet als Zusatz in konventionellen Epoxidsystemen für verbesserte Flexibilität.
Biobasierte Polyesterharze
Teilweise erneuerbare Polyesterharze, bei denen Dicarbonsäuren oder Diole aus pflanzlichen Quellen stammen. Weniger verbreitet als bio-basierte Epoxide.
Einsatz: Bootsbau (GFK-Laminate), Sanitärproduktion (Badewannen, Duschwannen), allgemeiner Formenbau.
Biobasierte Polyurethanharze (PU)
PU-Harze auf Basis von Rizinusöl-Polyolen. Der Bio-Anteil kann hier besonders hoch sein (bis 70 %), da die Polyol-Komponente vollständig pflanzlich sein kann.
Einsatz: Flexible Vergüsse, Schaumstoffe, Beschichtungen, Holzimprägniersysteme.
SILITECH Bio-Resin Sortiment: Biothan & Acrystal
SILITECH AG führt zwei etablierte Bio-Resin-Produktlinien: Biothan/Biodur (biobasierte PU-Giessharze) und Acrystal (wasserbasierte Acrylharze). Beide Systeme basieren auf nachwachsenden Rohstoffen und sind ungiftig.
Biothan / Biodur – Biobasierte Polyurethan-Giessharze
Hersteller: Bioresin Products (Deutschland), gegründet 2001. Über 35 Standardprodukte, alle auf Basis nachwachsender Rohstoffe (Oliven-Biopolyole, Caprolactone), alle ungiftig und ohne Gefahrenkennzeichnung.
| Produkt | Typ | Härte | Besonderheit |
|---|---|---|---|
| SILIRESIN Biodur 1750 RS | Transparentes Giessharz | Mittelhart | Höchste UV-Stabilität, ideal für LED-Verguss und Beschichtungen |
| SILIRESIN Biothan 1750 L | Giess-/Beschichtungsharz | – | Komplett kennzeichnungsfrei, verarbeitbar in feuchter Umgebung oder unter Wasser |
| Biothan 2 MD 1750 | Elektro-Giessharz | Shore A 44–80 | Transparent, elastisch, Isolierung bis 140 °C |
| Biothan 2 MD 1760 | Giess-/Beschichtungsharz | Hart | Zäh-hart, beste UV-Stabilität, nicht vergilbend |
| Biothan 2 MD 207 E | Elektro-Giessharz | Shore D 80–83 | Hochtemperaturbeständig >200 °C, röntgenstabil |
| Biothan/Biodur 1785/330 | Klargiessharz (hart) | Shore D | Kristallklar, bis 25 mm Giesshöhe, schleif- und polierbar |
| Biothan/Biodur 1770/330 | Giessharz (weich) | Shore A (variabel) | Extrem weich und elastisch, UV-stabilisiert |
Zentrale Vorteile aller Biothan-Produkte:
- Basis: Nachwachsende Rohstoffe (Oliven-Biopolyole + Caprolactone)
- VOC-Gehalt: 0,0 % (verifiziert)
- Ungiftig – keine Sicherheitskennzeichnung erforderlich
- UV-stabil (vergilbungsbeständig)
- Schrumpf <0,1 %
- Topfzeit einstellbar: 1–120 Minuten
- Kristallklare Transparenz
- Sehr gut einfärbbar
Acrystal – Wasserbasiertes Acrylharz-System
Hersteller: Acrystal (Frankreich). 2K-System aus wasserbasiertem Acrylharz + Mineralpulver. Ungiftig, geruchlos, mit Wasser auswaschbar, keine Lösungsmittel.
| Produkt | Anwendung | Besonderheit |
|---|---|---|
| Acrystal Prima | Kleingüsse, Lamination, Prototypen, Kunstrepliken, Architekturmodelle | Elfenbeinweiss, 8–10 Min. Topfzeit, UV-/hitzebeständig, schwer entflammbar, kein Schrumpf |
| Acrystal Aqua | Dauerhafte Wasseranwendungen (Aquarien, Brunnen) | Unbedenkliche Zusammensetzung, permanente Wasserbeständigkeit |
| Acrystal Optima | Grossgüsse, Skulpturen | Ab 13 kg, für Silikonformen geeignet |
| Acrystal Decor | Imitation natürlicher Materialien | Metallimitation, Marmor-Effekte |
Acrystal ersetzt in vielen Anwendungen herkömmliche Polyurethan-, Epoxid- oder Polyesterharze – ohne Geruch, ohne VOC, schwer entflammbar und mit Wasser aufräumbar.
Bio-Resin vs. Konventionelles Giessharz: Der Vergleich
| Eigenschaft | Biothan (Bio-PUR) | Bio-Epoxid (Markt) | Konventionelles Epoxid |
|---|---|---|---|
| Bio-basierter Anteil | Nachwachsende Rohstoffe | 20–56 % | 0 % |
| VOC-Emissionen | 0,0 % | Reduziert (bis –50 %) | Standard |
| Toxizität | Ungiftig, keine Kennzeichnung | Meist BPA-frei | BPA-haltig, Schutzausrüstung nötig |
| UV-Stabilität | Sehr hoch (kein Vergilben) | Gut bis sehr gut | Variabel (viele vergilben) |
| Temperaturbeständigkeit | Bis 140 °C (Standard), >200 °C (Spezial) | 50–80 °C (Tg) | 60–120 °C (Tg) |
| Schrumpf | <0,1 % | 1–3 % | 1–3 % |
| CO&sub2;-Fussabdruck | Deutlich reduziert | Reduziert (bis –40 %) | Standard |
| Klarheit | Kristallklar | Klar bis leicht gelblich | Klar bis leicht gelblich |
| Topfzeit | 1–120 Min. (einstellbar) | 20–90 Min. | 20–90 Min. |
| Biologisch abbaubar? | Nein (Duroplast) | Nein (Duroplast) | Nein |
Fazit: Bio-Resins erreichen in den meisten mechanischen Eigenschaften 90–95 % der Leistung konventioneller Harze. Die Glasübergangstemperatur (Tg) ist bei einigen Bio-Formulierungen etwas niedriger, was die Einsatztemperatur begrenzen kann. Die Verarbeitung ist weitgehend identisch.
Bio-Resin für Kunst und Hobby (Resin Art)
Der Kunst- und Hobbybereich ist der am schnellsten wachsende Markt für Bio-Resins. Die Gründe:
- Weniger Geruch: Reduzierte VOC-Emissionen machen das Arbeiten in Innenräumen angenehmer
- Gutes Gewissen: Teilweise pflanzliche Basis für umweltbewusste Kreative
- Vergleichbare Ergebnisse: Klarheit, Glanz und Härte sind mit konventionellen Harzen vergleichbar
- UV-Stabilität: Viele Bio-Resins bieten gute UV-Beständigkeit (Vergilbungsschutz)
Typische Resin-Art-Anwendungen
| Anwendung | Empfohlener Harztyp | Wichtige Eigenschaft |
|---|---|---|
| River Tables (Epoxidtische) | Bio-Epoxid, dickschichtfähig | Giesshöhe >5 cm, geringe Exothermie |
| Schmuck (Ohrringe, Anhänger) | Biothan/Biodur 1785/330 | Kristallklar, UV-stabil, schleif- und polierbar |
| Geoden-Kunst | Bio-Epoxid + Pigmente | Selbstnivellierende Oberflächenspannung |
| Skulpturen, Kunstrepliken | Acrystal Prima | Geruchlos, ungiftig, wasserbasiert, wetterfest |
| Untersetzer / Tabletts | SILIRESIN Biodur 1750 RS | Höchste UV-Stabilität, kristallklar |
| Prototypen (bis 25 mm) | Biothan/Biodur 1785/330 | Hart, klar, masshaltiger Schrumpf <0,1 % |
| Aquarien, Brunnen | Acrystal Aqua | Permanent wasserbeständig, ungiftig |
Bio-Resin im technischen Einsatz
Composite-Fertigung und Bootsbau
Der Surfboard- und Bootsbau war einer der ersten Bereiche, in dem Bio-Resins kommerziell eingesetzt wurden. Sicomin (GreenPoxy) und Entropy Resins (Super Sap) wurden gezielt für Glasfaser- und Carbonfaser-Laminate entwickelt.
Vorteile im Composite-Bau:
- Faserbenetzung und Tränkverhalten vergleichbar mit konventionellen Systemen
- Infusions- und Vakuumverfahren möglich
- Reduzierter Styrolgasanteil bei Bio-Polyestern
- Marketing-Vorteil: «Green»-Label für Endprodukt
Formenbau
Für den Formenbau eignen sich Bio-Epoxide als Giessharze für Prototypen und Kleinserien. Die leicht niedrigere Glasübergangstemperatur sollte beachtet werden, wenn Formen für Warmhärteprozesse verwendet werden.
Verarbeitung von Bio-Resin: Praxistipps
Die Verarbeitung von Bio-Resins ist weitgehend identisch mit konventionellen Harzsystemen. Einige Besonderheiten:
Mischen
- Mischverhältnis exakt einhalten (typisch 2:1 oder 100:45 nach Gewicht)
- Mindestens 3–5 Minuten gründlich rühren
- Umtopfen und erneut mischen für blasenfreie Ergebnisse
- Verarbeitungstemperatur: 20–25 °C ideal
Giessen
- Dünn giessen und schichtweise aufbauen bei Giesstiefe >2 cm (sofern kein Deep-Pour-System)
- Blasen mit Heissluftpistole oder Gasbrenner entfernen (kurz und vorsichtig)
- Staubfreie Umgebung für klare Oberflächen
- Trennmittel auf Form auftragen (Silikonöl oder Wachs)
Aushärtung
- Raumtemperatur-Aushärtung: 24–72 Stunden (je nach System)
- Nachhärtung bei 60–80 °C verbessert Tg und mechanische Eigenschaften um 20–30 %
- Aushärtung unter 15 °C vermeiden (verlängert Aushärtezeit erheblich, kann zu trüben Ergebnissen führen)
Bio-Resin kaufen: Worauf achten?
Der Markt für Bio-Resins ist unübersichtlich. Achten Sie auf folgende Punkte:
1. Bio-basierter Anteil (%)
Seriöse Hersteller geben den bio-basierten Kohlenstoffanteil nach ASTM D6866 an. Werte von 20–56 % sind realistisch. Produkte, die «100 % bio» oder «komplett natürlich» behaupten, sollten kritisch hinterfragt werden – ein vollständig biobasiertes, leistungsfähiges Giessharz existiert derzeit nicht.
2. Zertifizierungen
- USDA BioPreferred: US-Standard für bio-basierte Produkte
- ASTM D6866: Messung des bio-basierten Kohlenstoffanteils via Radiokarbon-Methode
- ISO 16620: Internationaler Standard für bio-basierten Kunststoff
3. Anwendungszweck
- Giessharz (Deep Pour): Niedrige Exothermie, hohe Giesshöhe
- Laminierharz: Niedrige Viskosität, gute Faserbenetzung
- Beschichtungsharz: Selbstnivellierend, UV-stabil
- Strukturelles Giessharz: Hohe mechanische Festigkeit, definierter Tg
4. Preis-Leistung
Bio-Resins kosten typischerweise 20–50 % mehr als konventionelle Harze. Für Kunst- und Hobby-Anwendungen fällt dieser Aufpreis weniger ins Gewicht (kleine Mengen). Für industrielle Grossmengen kann der Aufpreis erheblich sein.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Ist Bio-Resin biologisch abbaubar?
Nein. Ausgehärtetes Bio-Resin ist ein Duroplast und verhält sich wie konventionelles Epoxid- oder Polyesterharz. Es zersetzt sich nicht unter normalen Umgebungsbedingungen. «Bio» bezieht sich auf die Rohstoffbasis (pflanzlich), nicht auf die Entsorgung.
Ist Bio-Resin genauso stark wie normales Epoxidharz?
Weitgehend ja. Mechanische Eigenschaften erreichen typischerweise 90–95 % konventioneller Harze. Die Glasübergangstemperatur (Tg) kann etwas niedriger sein (50–80 °C vs. 60–120 °C), was die maximale Einsatztemperatur begrenzt. Für die meisten Kunst- und Hobbylandungen ist dies kein Nachteil.
Kann ich Bio-Resin für River Tables verwenden?
Ja, es gibt spezielle Deep-Pour-Bio-Resins mit niedriger Exothermie, die Giesshöhen von 5–10 cm pro Schicht erlauben. Achten Sie auf ein System mit niedriger Exothermie (geringe Wärmeentwicklung), um Rissbildung und Vergilbung bei grossen Giessvolumina zu vermeiden.
Wie hoch ist der tatsächliche Bio-Anteil?
Typischerweise 20–56 % bio-basierter Kohlenstoffanteil (gemessen nach ASTM D6866). Die restlichen 44–80 % stammen weiterhin aus petrochemischen Quellen. Ein 100 % bio-basiertes Hochleistungs-Giessharz gibt es aktuell nicht.
Kann ich Bio-Resin mit normalen Pigmenten einfärben?
Ja. Bio-Resins sind mit den üblichen Harzpigmenten (Epoxid-Pigmentpasten, Mica-Pulver, Alkoholtinten) kompatibel. Die Verarbeitung ist identisch mit konventionellen Systemen.
Wo kann ich Bio-Resin in der Schweiz kaufen?
SILITECH AG führt die Biothan/Biodur-Reihe (biobasierte PU-Giessharze) und das Acrystal-System (wasserbasierte Acrylharze) ab Lager Schweiz. Alle Produkte sind im SILITECH Online-Shop oder auf Anfrage verfügbar.
Bio-Resin bei SILITECH
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- Biothan/Biodur 1785/330: Kristallklares Bio-Giessharz für Schmuck, Prototypen, Kunst
- SILIRESIN Biodur 1750 RS: UV-stabiles Vergussharz für LED und Beschichtungen
- Biothan 2 MD 207 E: Elektro-Giessharz bis >200 °C
- Acrystal Prima: Wasserbasiertes System für Skulpturen, Architektur, Bühne
- Acrystal Aqua: Für Dauerwasser-Anwendungen (Aquarien, Brunnen)
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