Bio-Resina: confronto tra resine da colata a base biologica
Le bio-resine – resine da colata a base biologica – sostituiscono una parte delle materie prime derivanti dal petrolio con risorse vegetali quali oli vegetali, gusci di anacardi o resine arboree. Il mercato dei sistemi di resina sostenibili è in forte crescita, in particolare nel settore dell'arte e dell'hobbistica (resin art, river tables), ma anche in applicazioni tecniche come i compositi e la costruzione di stampi. Questa guida spiega i diversi tipi di bio-resina, li confronta con le resine convenzionali e aiuta a scegliere il sistema giusto.
Cos'è la bio-resina?
La bio-resina (nota anche come resina bio, resina da colata bio-based o resina da colata ecologica) indica sistemi di resina in cui una parte delle materie prime petrolchimiche è sostituita da fonti vegetali rinnovabili. La percentuale bio-based varia in genere tra il 20% e il 56% a seconda del produttore e della formulazione.
Importante da capire: bio-resina non significa automaticamente biodegradabile o compostabile. La resina indurita è una plastica termoindurente e si comporta chimicamente in modo simile alla resina convenzionale. Il vantaggio ecologico risiede principalmente nella riduzione dell'impronta di CO&sub2; e nell'utilizzo di materie prime rinnovabili nella produzione.
Materie prime vegetali per bio-resine
| materia prima | Ottenuto da | Utilizzo nella resina |
|---|---|---|
| Olio di gusci di anacardi (CNSL) | Lavorazione degli anacardi (sottoprodotto) | Indurenti epossidici a base di cardanol e diluenti reattivi |
| olio di lino | semi di lino | Oli vegetali epossidati come componenti resinosi |
| olio di soia | fagioli di soia | Olio di soia epossidato (ESO) come diluente reattivo |
| olio di ricino | semi di ricino | Polioli per resine PU e modifica epossidica |
| Resina di pino (colofonia) | conifere | Derivati dell'acido abietico come base per resine |
| furani | Zucchero (fermentazione della biomassa) | Resine furaniche come alternativa al poliestere |
| lignina | Disgregazione del legno (industria cartaria) | Sostituto del fenolo nelle resine fenoliche |
Panoramica dei tipi di resina biologica
Resine epossidiche a base biologica
La categoria più ampia e importante. Una parte del bisfenolo A (BPA) o dell'epicloridrina viene sostituita da materie prime vegetali.
Prodotti tipici:
- Sicomin GreenPoxy 56: 56% di contenuto di carbonio di origine biologica. Uno dei più alti contenuti biologici sul mercato. Utilizzo nella costruzione di imbarcazioni, nella laminazione di tavole da surf e nella produzione di compositi.
- Entropy Resins Super Sap: contenuto bio-based compreso tra il 18 e il 37%. Sviluppato da ingegneri surfisti per tavole da surf e compositi. Disponibile in versione resina per laminazione e colata.
- EcoPoxy: resine epossidiche a base biologica per arte e legno. Note per i tavoli River Table, i gioielli e le decorazioni in resina. Emissioni di COV inferiori rispetto ai sistemi convenzionali.
- Cardolite (a base di CNSL): indurenti industriali e diluenti reattivi a base di cardanolo. Utilizzati come additivi nei sistemi epossidici convenzionali per migliorare la flessibilità.
Resine poliestere a base biologica
Resine poliestere parzialmente rinnovabili, in cui gli acidi dicarbossilici o i dioli provengono da fonti vegetali. Meno diffuse rispetto agli epossidi bio-based.
Impiego: costruzione navale (laminati in vetroresina), produzione di articoli sanitari (vasche da bagno, piatti doccia), costruzione di stampi in generale.
Resine poliuretaniche (PU) a base biologica
Resine PU a base di polioli di olio di ricino. La percentuale di componenti biologici può essere particolarmente elevata (fino al 70%), poiché il componente poliolo può essere completamente vegetale.
Impiego: sigillature flessibili, schiume, rivestimenti, sistemi di impregnazione del legno.
Gamma SILITECH Bio-Resin: Biothan & Acrystal
SILITECH AG offre due linee di prodotti in bio-resina consolidate: Biothan/Biodur (resine PU bio-based) e Acrystal (resine acriliche a base acquosa). Entrambi i sistemi sono basati su materie prime rinnovabili e non sono tossici.
Biothan / Biodur – Resine poliuretaniche bio-based per colata
Produttore: Bioresin Products (Germania), fondata nel 2001. Oltre 35 prodotti standard, tutti a base di materie prime rinnovabili (biopolioli di oliva, caprolattoni), tutti atossici e senza etichetta di pericolo.
| Prodotto | Tipo | durezza | particolarità |
|---|---|---|---|
| SILIRESIN Biodur 1750 RS | Resina trasparente per colata | Medio-duro | Massima stabilità ai raggi UV, ideale per l'incapsulamento e i rivestimenti LED |
| SILIRESIN Biothan 1750 L | Resina per colata/rivestimento | – | Completamente privo di marcature, lavorabile in ambienti umidi o sott'acqua |
| Biothan 2 MD 1750 | Resina elettro-colata | Shore A 44–80 | Trasparente, elastico, isolamento fino a 140 °C |
| Biothan 2 MD 1760 | Resina per colata/rivestimento | Duro | Resistente, ottima stabilità ai raggi UV, non ingiallisce |
| Biothan 2 MD 207 E | Resina elettro-colata | Shore D 80–83 | Resistente alle alte temperature >200 °C, stabile ai raggi X |
| Biothan/Biodur 1785/330 | Resina trasparente (dura) | Shore D | Cristallino, fino a 25 mm di altezza di colata, levigabile e lucidabile |
| Biothan/Biodur 1770/330 | Resina da colata (morbida) | Shore A (variabile) | Estremamente morbido ed elastico, stabilizzato ai raggi UV |
Vantaggi principali di tutti i prodotti Biothan:
- Base: materie prime rinnovabili (biopolioli di oliva + caprolattoni)
- Contenuto di COV: 0,0% (verificato)
- Non tossico – non richiede etichettatura di sicurezza
- Stabile ai raggi UV (resistente all'ingiallimento)
- Schrumpf <0,1 %
- Tempo di lavorabilità regolabile: 1–120 minuti
- Trasparenza cristallina
- Ottima colorabilità
Acrystal – Sistema a base di resina acrilica a base acquosa
Produttore: Acrystal (Francia). Sistema bicomponente a base di resina acrilica all'acqua + polvere minerale. Non tossico, inodore, lavabile con acqua, senza solventi.
| Prodotto | Applicazione | particolarità |
|---|---|---|
| Acrystal Prima | Piccoli getti, laminazione, prototipi, repliche artistiche, modelli architettonici | Bianco avorio, tempo di lavorabilità 8-10 min., resistente ai raggi UV e al calore, difficilmente infiammabile, nessun ritiro. |
| Acrystal Aqua | Applicazioni idriche permanenti (acquari, fontane) | Composizione innocua, resistenza permanente all'acqua |
| Acrystal Optima | Grandi fusioni, sculture | A partire da 13 kg, adatto per stampi in silicone |
| Acrystal Decor | Imitazione dei materiali naturali | Imitazione metallo, effetti marmo |
Acrystal sostituisce in molte applicazioni le tradizionali resine poliuretaniche, epossidiche o poliestere: è inodore, privo di COV, difficilmente infiammabile e lavabile con acqua.
Resina biologica vs. resina da colata convenzionale: il confronto
| Caratteristica | Biothan (Bio-PUR) | Epossidico biologico (mercato) | Epossidico convenzionale |
|---|---|---|---|
| Quota bio-based | Materie prime rinnovabili | 20–56 % | 0 % |
| Emissioni di COV | 0,0 % | Ridotto (fino al –50 %) | Standard |
| tossicità | Non tossico, nessuna etichettatura | Per lo più senza BPA | Contiene BPA, è necessario indossare dispositivi di protezione |
| Stabilità ai raggi UV | Molto elevata (nessun ingiallimento) | Da buono a ottimo | Variabile (molti ingialliscono) |
| resistenza alla temperatura | Fino a 140 °C (standard), >200 °C (speciale) | 50–80 °C (Tg) | 60–120 °C (Tg) |
| restringimento | <0,1 % | 1–3 % | 1–3 % |
| Impronta di CO&sub2; | Notevolmente ridotto | Ridotto (fino al –40 %) | Standard |
| chiarezza | Cristallino | Trasparente con leggera sfumatura giallastra | Trasparente con leggera sfumatura giallastra |
| durata di conservazione | 1–120 min (regolabile) | 20-90 min. | 20-90 min. |
| Biodegradabile? | No (termoindurente) | No (termoindurente) | No |
Conclusione: le bio-resine raggiungono il 90-95% delle prestazioni delle resine convenzionali nella maggior parte delle proprietà meccaniche. La temperatura di transizione vetrosa (Tg) è leggermente inferiore in alcune formulazioni biologiche, il che può limitare la temperatura di utilizzo. La lavorazione è sostanzialmente identica.
Resina biologica per arte e hobby (Resin Art)
Il settore dell'arte e dell'hobbistica è il mercato in più rapida crescita per le resine biologiche. I motivi:
- Meno odori: le emissioni ridotte di COV rendono più piacevole lavorare in ambienti chiusi.
- Buona coscienza: base parzialmente vegetale per creativi attenti all'ambiente
- Risultati comparabili: trasparenza, brillantezza e durezza sono paragonabili a quelle delle resine convenzionali.
- Stabilità ai raggi UV: molte resine biologiche offrono una buona resistenza ai raggi UV (protezione dall'ingiallimento).
Applicazioni tipiche della resina
| Applicazione | Tipo di resina consigliato | Caratteristica importante |
|---|---|---|
| River Tables (tavoli in resina epossidica) | Epossidico biologico, applicabile in strati spessi | Altezza di colata >5 cm, bassa esotermia |
| Gioielli (orecchini, ciondoli) | Biothan/Biodur 1785/330 | Cristallino, resistente ai raggi UV, levigabile e lucidabile |
| Arte dei geodi | Epossidico biologico + pigmenti | Tensione superficiale autolivellante |
| Sculture, repliche artistiche | Acrystal Prima | Inodore, atossico, a base acquosa, resistente alle intemperie |
| Sottobicchieri / Vassoi | SILIRESIN Biodur 1750 RS | Massima stabilità ai raggi UV, cristallino |
| Prototipi (fino a 25 mm) | Biothan/Biodur 1785/330 | Hart, klar, masshaltiger Schrumpf <0,1 % |
| Acquari, fontane | Acrystal Aqua | Permanentemente resistente all'acqua, atossico |
Bio-resina nell'uso tecnico
Produzione di compositi e costruzione navale
La costruzione di tavole da surf e barche è stato uno dei primi settori in cui le bio-resine sono state utilizzate a livello commerciale. Sicomin (GreenPoxy) ed Entropy Resins (Super Sap) sono state sviluppate appositamente per i laminati in fibra di vetro e fibra di carbonio.
Vantaggi nella costruzione in composito:
- Bagnabilità delle fibre e comportamento di impregnazione paragonabili ai sistemi convenzionali
- Possibilità di infusione e procedura sottovuoto
- Riduzione della percentuale di gas stirene nei poliesteri biologici
- Vantaggio di marketing: etichetta «verde» per il prodotto finale
costruzione di stampi
Per la costruzione di stampi, i bio-epossidi sono adatti come resine da colata per prototipi e piccole serie. È necessario tenere conto della temperatura di transizione vetrosa leggermente inferiore quando si utilizzano stampi per processi di indurimento a caldo.
Lavorazione della bio-resina: consigli pratici
La lavorazione delle bio-resine è sostanzialmente identica a quella dei sistemi di resina convenzionali. Alcune particolarità:
Miscelazione
- Rispettare esattamente il rapporto di miscelazione (tipicamente 2:1 o 100:45 in peso)
- Mescolare accuratamente per almeno 3-5 minuti.
- Rinvasare e mescolare nuovamente per ottenere risultati senza bolle
- Temperatura di lavorazione: ideale 20–25 °C
Giessen
- Versare uno strato sottile e procedere per strati con uno spessore di colata >2 cm (se non si utilizza un sistema Deep-Pour).
- Rimuovere le bolle con una pistola ad aria calda o un cannello a gas (brevemente e con cautela).
- Ambiente privo di polvere per superfici pulite
- Applicare un agente distaccante sullo stampo (olio al silicone o cera)
indurimento
- Indurimento a temperatura ambiente: 24-72 ore (a seconda del sistema)
- Il post-indurimento a 60-80 °C migliora la Tg e le proprietà meccaniche del 20-30%.
- Evitare l'indurimento al di sotto dei 15 °C (allunga notevolmente il tempo di indurimento e può causare risultati opachi).
Acquistare resina biologica: a cosa prestare attenzione?
Il mercato delle resine biologiche è poco trasparente. Prestate attenzione ai seguenti punti:
1. Percentuale di origine biologica (%)
I produttori seri indicano la percentuale di carbonio di origine biologica secondo la norma ASTM D6866. Valori compresi tra il 20 e il 56% sono realistici. I prodotti che dichiarano di essere «100% biologici» o «completamente naturali» dovrebbero essere valutati con occhio critico: attualmente non esiste una resina da colata completamente biologica e performante.
2. Certificazioni
- USDA BioPreferred: standard statunitense per i prodotti a base biologica
- ASTM D6866: misurazione della percentuale di carbonio di origine biologica tramite il metodo del radiocarbonio
- ISO 16620: standard internazionale per la plastica a base biologica
3. Scopo di utilizzo
- Resina da colata (Deep Pour): bassa esotermia, elevata altezza di colata
- Resina di laminazione: bassa viscosità, buona bagnabilità delle fibre
- Resina di rivestimento: autolivellante, resistente ai raggi UV
- Resina strutturale: elevata resistenza meccanica, Tg definita
4. Rapporto qualità-prezzo
Le resine biologiche costano in genere il 20-50% in più rispetto alle resine convenzionali. Per le applicazioni artistiche e hobbistiche questo sovrapprezzo è meno rilevante (piccole quantità). Per grandi quantità industriali il sovrapprezzo può essere considerevole.
Domande frequenti (FAQ)
La bio-resina è biodegradabile?
No. La bio-resina indurita è un termoindurente e si comporta come la resina epossidica o poliestere convenzionale. Non si decompone in condizioni ambientali normali. Il termine «bio» si riferisce alla base della materia prima (vegetale), non allo smaltimento.
La resina biologica è resistente quanto la normale resina epossidica?
In gran parte sì. Le proprietà meccaniche raggiungono tipicamente il 90-95% delle resine convenzionali. La temperatura di transizione vetrosa (Tg) può essere leggermente inferiore (50-80 °C contro 60-120 °C), il che limita la temperatura massima di utilizzo. Per la maggior parte delle applicazioni artistiche e hobbistiche questo non rappresenta uno svantaggio.
Posso usare la resina biologica per i tavoli River Tables?
Sì, esistono resine biologiche speciali Deep Pour a bassa esotermia che consentono altezze di colata di 5-10 cm per strato. Assicuratevi di utilizzare un sistema a bassa esotermia (basso sviluppo di calore) per evitare la formazione di crepe e l'ingiallimento in caso di grandi volumi di colata.
Qual è la percentuale effettiva di ingredienti biologici?
Tipicamente, il 20-56% del carbonio è di origine biologica (misurato secondo la norma ASTM D6866). Il restante 44-80% proviene ancora da fonti petrolchimiche. Attualmente non esiste una resina da colata ad alte prestazioni di origine biologica al 100%.
Posso colorare la bio-resina con pigmenti normali?
Sì. Le bio-resine sono compatibili con i normali pigmenti per resina (paste di pigmenti epossidici, polvere di mica, inchiostri alcolici). La lavorazione è identica a quella dei sistemi convenzionali.
Dove posso acquistare la bio-resina in Svizzera?
SILITECH AG distribuisce la serie Biothan/Biodur (resine PU bio-based) e il sistema Acrystal (resine acriliche a base acquosa) dal proprio magazzino in Svizzera. Tutti i prodotti sono disponibili nel negozio online SILITECH o su richiesta.
Bio-Resina presso SILITECH
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- Biothan/Biodur 1785/330: resina biologica trasparente per gioielli, prototipi, arte
- SILIRESIN Biodur 1750 RS: resina di riempimento resistente ai raggi UV per LED e rivestimenti
- Biothan 2 MD 207 E: resina elettrocolata fino a >200 °C
- Acrystal Prima: sistema a base acquosa per sculture, architettura, palcoscenici
- Acrystal Aqua: per applicazioni con acqua permanente (acquari, fontane)
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