Bio- und Recycling-Harze sind eine wachsende Gruppe von Laminier-, Infusions- und Gießharzen, bei denen ein Teil der Rohstoffe nicht aus Erdöl, sondern aus pflanzlichen Quellen stammt (biobasiert), oder bei denen die ausgehärtete Matrix am Lebensende wieder chemisch gelöst werden kann (recyclingfähig). Technisch sind es fast immer Epoxidharze – das Grundgerüst entspricht den vertrauten Systemen, nur ein Teil des Kohlenstoffs kommt aus Biomasse statt aus fossilen Quellen. Der biobasierte Anteil wird unabhängig über die Radiokohlenstoff-Methode (C-14, ASTM D6866 oder XP CEN/TS 16640) gemessen.
Im GFK-Formenbau (GFK = glasfaserverstärkter Kunststoff) sind diese Harze interessant, weil Bauteile und teils auch Formen mit kleinerem CO₂-Fußabdruck entstehen, ohne dass man die gewohnte Handlaminier-, Infusions- oder Vakuumtechnik aufgeben muss. Bekannte Systeme wie die GreenPoxy-Reihe von Sicomin sind laut Hersteller nahezu identisch verarbeitbar wie herkömmliche Epoxidsysteme und erreichen vergleichbare mechanische Werte. Wichtig: Es gibt keinen einheitlichen Werkstoff. Der biobasierte Kohlenstoffanteil reicht je nach Produkt von rund 25 bis über 50 Prozent (die Zahl im Namen, etwa 56 bei GreenPoxy 56, beschreibt den pflanzlichen Anteil im Harzmolekül; der zertifizierte Bio-Carbon-Wert des fertigen Systems liegt etwas niedriger, beim GP56 z. B. rund 51 Prozent). Die Kennwerte unterscheiden sich von Produkt zu Produkt deutlich.
Recycling-Harze gehen einen Schritt weiter: Spezielle spaltbare Amin-Härter (die früher als Recyclamine bezeichnete Technik, seit 2019 bei Aditya Birla und in deren Epotec-/Briozen-Systemen) oder umformbare Vitrimer-Systeme erlauben es, die ausgehärtete Matrix am Lebensende zu lösen und die Glasfasern zurückzugewinnen. Für den klassischen GFK-Formenbau ist das noch Nische, der Trend zur Kreislaufwirtschaft macht das Thema aber zunehmend relevant.
Kennwerte
Richtwerte – maßgeblich ist das Datenblatt des konkreten Produkts.
| Dichte (Reinharz/Mischung, ausgehärtet) | ca. 1,1–1,2 g/cm³ (Richtwert, je nach System) |
|---|---|
| Biobasierter Kohlenstoffanteil | ca. 25 bis über 50 % (C-14 / ASTM D6866; produktabhängig) |
| Mischviskosität bei 20 °C | ca. 200–900 mPa·s (Laminiersysteme; Infusionstypen niedriger; je nach Härter) |
| Glasübergangstemperatur Tg | ca. 70–100 °C je nach System und Temperung (Richtwert) |
| Zugfestigkeit (Reinharz, ausgehärtet) | ca. 65–85 MPa (typisch, je nach Harz-Härter-Kombination) |
| Zug-/Biege-E-Modul | ca. 3–4 GPa (Richtwert, vergleichbar Standard-Epoxy) |
| Topfzeit (150 g, 20 °C) | ca. 15–55 min je nach Härter (Richtwert) |
| Mischungsverhältnis (Gewicht) | ca. 100:27 bis 100:37 je nach Härter – exakt laut Datenblatt |
Eigenschaften & Verhalten
- Teilweise biobasiertEin Teil des Kohlenstoffs stammt aus Pflanzen statt aus Erdöl. Der Anteil wird unabhängig per C-14-Messung (ASTM D6866) zertifiziert und liegt je nach Produkt bei rund 25 bis über 50 Prozent.
- Reduzierter CO₂-FußabdruckDurch den nachwachsenden Rohstoffanteil fällt die Klimabilanz besser aus als bei reinen Erdöl-Epoxiden. Hersteller wie Sicomin nennen je nach System geringere CO₂- und Schadstoffwerte.
- Nahezu gewohnte VerarbeitungViskosität, Topfzeit und Faserbenetzung liegen im Bereich klassischer Epoxidharze. Handlaminat, Infusion und Vakuumtechnik funktionieren ohne grundlegende Umstellung.
- Recyclingfähige VariantenManche Systeme nutzen spaltbare Amin-Härter oder umformbare Vitrimer-Chemie. Damit lassen sich Matrix und Glasfaser am Lebensende chemisch trennen und teils wiederverwenden.
- CMR-arme TendenzNeuere Formulierungen reduzieren krebserregende, erbgutverändernde oder fortpflanzungsgefährdende Stoffe (CMR) deutlich. Sicomin gibt z. B. einen Rückgang von rund 62 Prozent (2014) auf etwa 21 Prozent (2018) im Sortiment an. Das verbessert Arbeitsschutz und Akzeptanz.
- Stark schwankende KennwerteEs gibt keinen Einheitswerkstoff. Bio-Anteil, Tg, Festigkeit und Reaktivität unterscheiden sich von Produkt zu Produkt – das Datenblatt entscheidet.
Vorteile
- Geringerer CO₂-Fußabdruck durch nachwachsenden Rohstoffanteil, unabhängig zertifiziert (ASTM D6866 / C-14).
- Verarbeitung fast wie gewohnt – keine neue Technik nötig, mechanische Werte vergleichbar mit Standard-Epoxy.
- Neuere Systeme sind CMR-ärmer und damit arbeitsschutzfreundlicher.
- Recyclingfähige Varianten ermöglichen Rückgewinnung von Glasfaser und Matrix am Lebensende.
- Gutes Verkaufsargument für nachhaltige Bauteile und ökobewusste Kundschaft.
Grenzen
- Kennwerte sehr produktabhängig – ohne Datenblatt keine verlässliche Auslegung möglich.
- Höherer Preis als Standard-Epoxidharz, und ein zu 100 Prozent biobasiertes Harz ist bisher nicht erreicht (in der Praxis aktuell maximal rund die Hälfte des Kohlenstoffs).
- Auswahl und Verfügbarkeit kleiner als bei klassischen Systemen, lange Lieferzeiten möglich.
- Recyclingfähige Spezialharze sind im Formenbau noch Nische; ausgehärtete Standard-Epoxide bleiben weiterhin schwer recycelbar.
Verarbeitung & Praxis
- Immer das konkrete Datenblatt lesen: Mischungsverhältnis, Topfzeit und Temperprogramm weichen je nach Harz-Härter-Kombination ab und sind nicht übertragbar.
- Genau einwiegen statt nach Gefühl: Epoxidsysteme reagieren stöchiometrisch, ein falsches Mischverhältnis bleibt klebrig oder unterhärtet – das gilt für Bio-Epoxide genauso.
- Für volle Festigkeit und hohe Tg meist nachtempern (Post-Cure), oft mehrere Stunden bei rund 40–80 °C – genaue Werte laut Datenblatt.
- Verarbeitungstemperatur beachten: kühle Werkstatt erhöht die Viskosität und verlangsamt die Härtung; Harz und Form möglichst auf Raumtemperatur (ca. 18–25 °C) bringen.
- Für GFK-Formen gibt es eigene werkzeugtaugliche Bio-Typen (z. B. GreenPoxy 33 oder 28 mit passenden Härtern) – normale Laminiertypen sind nicht automatisch für höhere Formtemperaturen geeignet.
- Amin-Härter sind reizend bis ätzend: Handschuhe, Schutzbrille und gute Lüftung sind Pflicht. Härter und Harz nur im vorgegebenen Verhältnis mischen, nie größere Mengen unkontrolliert ansetzen (Exothermie/Hitzeentwicklung).
Typische Einsatzgebiete
- Nachhaltige GFK-Bauteile, bei denen die Ökobilanz ein Verkaufs- oder Vergabekriterium ist
- Hand- und Vakuumlaminate sowie Infusion für Boote, Boards, Verkleidungen und Designteile
- Werkzeugtaugliche Bio-Typen für temperaturbeständige GFK-Formen und Urmodelle
- Sichtbauteile und Beschichtungen mit klarem, biobasiertem Harz
- Projekte mit Kreislauf-/Recycling-Anspruch, die auf spaltbare oder umformbare Matrizen setzen