CN116441142B - 光固化表层功能梯度涂层构建方法及其固体绝缘部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光固化表层功能梯度涂层及其构建方法，所述构建方法包括以下步骤：于待涂覆的区域，涂覆一层厚度不大于式4中的H0的涂料，采用光源进行光照固化，重复N‑1次所述涂覆和所述光照固化后，在待涂覆的区域得到总厚度为H的涂层；其中，式4中的X通过式3求出。其中，式3中的涂料固化参数透射深度系数Dp和临界曝光率Ec通过式2求出。解决了现有光固化SFGM技术中表面层制备时间过长，难以单次获得较厚涂层的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于电气工程高电压输变电设备制造与运维领域，具体来讲，涉及一种固体绝缘部件，以及一种光固化表层功能梯度涂层的构建方法。
背景技术
固体绝缘部件是电力设备、脉冲功率、航天器、高功率微波等运行于高电压/高电场的设备/装置中的核心部件，承担电气绝缘、机械支撑和单元隔离作用。绝缘材料、金属电极与气氛环境的介电常数/电导率等电学参数存在严重的不匹配问题，绝缘/金属/气体三结合点的位置上易于出现电场集中现象，大幅降低固体绝缘部件的电绝缘强度(尤其是沿面区域的绝缘强度)，是造成绝缘子故障/失效的主要原因。
近年来，表层功能梯度材料(Surface functionally graded material，SFGM)由于其显著的沿面绝缘强度提升效果，获得了学界/业界的广泛关注。表层功能梯度材料是一种在固体绝缘部件表面构建非均匀电学参数梯度的新型绝缘材料，具有不改变现有生产工艺、不降低部件力学强度、易于推广应用的优势。目前，SFGM的典型制备工艺包括磁控溅射、梯度氟化、梯度等离子体处理，等离子体辅助气相沉积等，上述方法虽各有优势，但存在设备成本高、工艺繁琐、效率低等问题，限制了SFGM的推广应用。
发明专利CN202010006981.6公开了一种采用光敏涂料分区固化进行介电梯度涂层的制备方法，上述专利中所采用的涂料为光敏树脂和高介电常数/高电导率填料的复合产物，并使用355～405nm的紫外/可见光照进行涂层固化，为了获得优良的沿面绝缘提升效果，光敏涂层厚度一般不低于0.1mm，但现有技术中厚度很少能达到0.2mm，更不用说厚度0.2mm以上。然而，涂料中的高介电常数填料(包括TiO2、SrTiO3、BaTiO3等)和高电导率填料(包括炭黑、碳纳米管、石墨烯、ZnO、SiC等)与光敏树脂之间存在显著的折射率差异，对入射光照的散射效应极其显著。同时，高介电常数/高电导率材料较低的禁带宽度(<4eV)亦使其对上述波段的紫外/可见光照具有较强的吸收作用。散射与吸收效应的共同作用，削弱了光固化过程中涂层内部区域的光辐照强度，使光敏材料仅在表层区域(厚度不超过0.1mm)得到充分固化，厚度超过0.1mm的内部区域往往仍旧处于液态，大幅限制了绝缘强度的提升，也难以获得良好的界面结合力，严重限制了光固化SFGM涂层的推广应用。
发明内容
经发明人分析：对于这一问题，直观的解决方法为增大入射光的光照能量E＝Pt，具体实施方案有增大面功率密度P、延长固化时间t等，然而，光固化涂料的单层固化厚度d与光照能量E之间满足d＝klnE+b的对数关系，单层固化厚度d的提升速率随着光照能量E的增加而逐步放缓乃至停滞，提升效果存在饱和现象。因此，在高介电常数/高电导率填料含量较高时，若仍想通过单次光固化获得厚度大于0.1mm的涂层，往往需要极高的光照能量E。若面功率密度P受到设备和材料限制(例如不能超过50mW/cm2)，则上述涂层的构建往往意味着极长的曝光时间(t>104h)，显然不具有应用可行性。
为了解决光固化SFGM涂层的上述工艺难题，本发明提出了一种基于多层叠加的光固化表层功能梯度涂层高效构建方法，将现有工艺中的厚涂层单次固化转变为薄涂层多次叠加固化，通过降低单个叠层的固化厚度，达到大幅降低固化时间、提升沿面绝缘强度、提高涂层-基体界面结合力的有益效果，为光固化介电梯度涂层的推广应用提供高效、低成本的实施方案，为固体绝缘部件的可靠性提升提供创新的解决思路。
本发明所采用的技术方案为：
本发明一方面提供一种光固化表层功能梯度涂层构建方法，所述构建方法包括以下步骤：
于待涂覆的区域，涂覆一层厚度不大于式4中的H0的涂料，采用光源进行光照固化，重复N-1次所述涂覆和所述光照固化后，在待涂覆的区域得到总厚度为H的涂层。
其中，式4中的X通过式3求出。
其中，式3中的涂料固化参数透射深度系数Dp和临界曝光率Ec通过式2求出。
其中，斜率K和截距B的确定方式为：将光固化涂料使用光源进行照射一定时间ti，照射过程中固定光源在涂料表面处的面功率密度P，照射完毕后，测量涂层固化厚度Di。计算出固化时间ti下的光照能量Ei，将Di和Ei数据作Di-lnEi图，将图中的数据点进行线性拟合，得到所述斜率K和所述截距B。
其中，
式4为
式3为
式2为
其中，i为次数，所述i不小于3；ti为固化时间，s；Ei为光照能量，mJ/cm2；P为面功率密度，mW/cm2；Ec为临界曝光率，mJ/cm2；Dp为透射深度系数，mm；N为涂覆层数；H0为单层厚度，mm；H为涂层总厚度，mm；Tmid为多层叠加过程中，相邻叠层固化操作之间的切换时间，s。
在本发明的一个示例性实施例中，所述光固化表层功能梯度涂层构建方法还可包括将所述得到总厚度为H的涂层的步骤进行M次，M大于等于2，且所述M次中的各次的总厚度H根据涂料组分的变化而变化，例如，M次中总厚度H的变化次数至少为两次。
本发明的另一方面提供一种固体绝缘部件，所述固体绝缘部件包括至少一层或者5～15层采用上述构建方法制备得到的光固化表层功能梯度涂层。
由于采用了上述技术方案，本发明至少取得以下有益效果：
(1)本发明采用的光固化表层功能梯度涂层构建方法，解决了现有光固化SFGM技术中表面层制备时间过长，难以单次获得较厚涂层的技术问题。
(2)制造效率高：采用多层叠加方法，规避较厚涂层进行光固化操作中固化时间过长的问题。例如，光源波长405nm，面功率密度50mW/cm2，涂层材料含有较高含量(例如20vol％)的钛酸钡填料，仍然能在10min内完成0.3mm厚度的涂层构建，而采用单层固化方法，对于同样厚度的涂层，所需的固化时间则在89000h以上。
(3)耐电强度高：采用该方法制备得到的SFGM涂层可有效提升固体绝缘部件的沿面闪络电压。例如，光源波长405nm，面功率密度50mW/cm2，涂层材料含有较高含量(例如20vol％)的钛酸钡填料，在0.3MPa，SF6气体氛围下，将沿面闪络电压提升了21.9％。
(4)界面结合力强：本发明在T0的固化时间下，相同光照强度和光照功率，可达到的涂层固化厚度为1.5H0，额外的固化时长可以增强不同叠层之间的界面结合强度。使得涂层-基体以及不同涂层之间界面处的材料得到充分固化，增强涂层的界面结合强度与长期稳定性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明中光固化表层功能梯度涂层构建流程图；
图2示出了本发明的光固化表层功能梯度涂层的制备工艺示意图；
图3示出了实施例2中固化厚度与光照能量对数线性拟合图；
图4示出了本发明平面型电极结构及光固化SFGM涂层构建方案；
图5示出了实施例2中光固化SFGM涂层沿面闪络电压效果。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
实施例1
在本发明一个示例性实施例中，本发明提供了一种光固化表层功能梯度涂层构建方法，所述构建方法包括以下步骤：
根据式4的单层厚度H0进行加工，每一层厚度最多达到H0，例如，每一层厚度达到0.9～1.0H0。于待涂覆的区域，涂覆一层厚度为H0的涂料，采用光源进行光照固化后，于涂层上方再涂敷一层厚度为H0的涂料，并再次进行固化操作，重复N次后在待涂覆的区域得到总厚度为H的涂层。所述光源可采用紫外汞灯、紫外LED和紫外投影仪，波长范围250～450nm。所述涂层总厚度H为0.1mm以上，例如，涂层总厚度H可以是0.2mm～1.0mm。如果涂层太厚在运行过程中可能会发生涂层开裂问题。
所述构建方法还可以包括采用强光照射进行后处理和/或采用加热操作进行后处理。所述强光照射和加热操作可以分开进行涂层后处理，也可以同步进行后处理。所述强光照射进行后处理时，光源投射范围覆盖全部涂层区域，波长范围250～450nm，面功率密度大于10mW/cm2，光照时长不小于30min。所述加热操作进行后处理时，加热温度不超过100℃，加热方法可以采用油浴加热、电热丝加热和红外加热等，然而本发明并不限于此。利用强光照射和加热操作处理涂层的目的是为了进一步提升涂层材料的电绝缘能力、机械强度与热稳定性。
其中，式4中的X通过式3求出。
其中，式3中的涂料固化参数透射深度系数Dp和临界曝光率Ec通过式2求出。
其中，所述涂料固化参数Ec和Dp的测定步骤包括：将光固化涂料使用光源进行照射一定时间ti，照射过程中固定光源在涂料表面处的面功率密度P，照射完毕后，取出固化涂层，测量涂层固化厚度Di；例如，可以使用千分测厚规测量涂层固化厚度，然而，本发明并不限于此。重复上述步骤至少3次，例如，固化时间t1下的涂层固化厚度D1，固化时间t2下的涂层固化厚度D2，固化时间t3下的涂层固化厚度D3...固化时间ti下的涂层固化厚度Di，计算出固化时间ti下的光照能量Ei。将Di和Ei数据作Di-lnEi图，纵坐标表示涂层固化厚度Di，横坐标表示lnEi，将图中的数据点进行线性拟合，得到斜率K和截距B，再根据式2求出涂料的固化参数。所述固化参数Dp和Ec也可以通过统计学规律得到他们的数据关系后直接列表，后面通过查表直接得到Ec和Dp。
其中，
式4为
式3为
式2为
其中，i为次数，所述i不小于3；ti为固化时间，s；Ei为光照能量，mJ/cm2；P为面功率密度，mW/cm2；Ec为临界曝光率，mJ/cm2；Dp为透射深度系数，mm；N为涂覆层数；H0为单层厚度，mm；H为涂层总厚度，mm；Tmid为多层叠加过程中，相邻叠层固化操作之间的切换时间，s。
所述式3的求解可采用二分法、黄金分割法和牛顿迭代法。然而，本发明并不限于此。
所述光固化涂料包括光敏树脂和功能填料两种组分；光敏树脂由光固化低聚物、活性单体、光引发剂以及改性助剂构成。光固化低聚物包括但不限于环氧丙烯酸酯(EA)、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、聚酯丙烯酸酯(PEA)等丙烯酸酯低聚物，以及双酚A环氧树脂、脂环族环氧树脂等环氧低聚物，以及上述任意种类预聚体的排列组合。活性单体包括但不限于1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)等具有单官能度、双官能度或者三官能度丙烯酸酯基团的光固化单体，以及上述任意种类单体的排列组合。光引发剂包括但不限于184、819、1173等自由基型光引发剂，重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐等阳离子型引发剂，以及上述任意种类自由基和阳离子型引发剂的组合；改性助剂包括但不限于阻聚剂、流变改性剂、消泡剂、流平剂以及上述助剂的组合。
功能填料包括高介电常数填料、高电导率填料以及两类填料的组合。高介电常数填料包括二氧化钛(TiO2)、钛酸锶(SrTiO3)、钛酸钡(BaTiO3)等，高电导率填料包括纳米金属、炭黑、碳纳米管、石墨烯、氧化锌(ZnO)、碳化硅(SiC)等；介电填料颗粒形状包括但不限于球状、棒状、片状等以及上述形状填料的排列组合，采用激光粒度仪测试得到的平均粒径在0.01～10μm之间。
将上述构建方法制备得到的光固化表层功能梯度涂层应用于固体绝缘部件。例如，该涂层可用于空气、N2气体，SF6气体，C4F7N气体、CO2气体以及上述任意组分混合气体氛围下固体绝缘部件沿面闪络电压的提升，进而适用于空气绝缘开关设备(AIS)，气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)，气体绝缘输电管道(GIL)等电力设备。同时，上述涂层亦可用于高真空(<10-3Pa)氛围下固体绝缘部件沿面闪络电压的提升，进而适用于脉冲功率、高功率微波、航天器等装备中的固体绝缘部件。
实施例2
在本发明一个示例性实施例中，本发明提供了一种光固化表层功能梯度涂层构建方法，所述构建方法包括以下步骤：
根据式4的单层厚度H0进行加工，每一层厚度最多达到H0，于待涂覆的区域，涂覆一层厚度为H0的涂料，采用光源进行光照固化后，于涂层上方再涂敷一层厚度为H0的涂料，并再次进行固化操作，重复N次后在待涂覆的区域得到总厚度为H的涂层；
其中，式4中的X通过式3求出；
其中，式3中的涂料固化参数透射深度系数Dp和临界曝光率Ec通过式2求出；
其中，所述涂料固化参数Ec和Dp的测定步骤包括：将光固化涂料使用光源进行照射一定时间ti，照射过程中固定光源在涂料表面处的面功率密度P，照射完毕后，取出固化涂层，测量涂层固化厚度Di；计算出固化时间ti下的光照能量Ei，将Di和Ei数据作Di-lnEi图，将图中的数据点进行线性拟合，得到斜率K和截距B，再根据式2求出涂料的固化参数，
其中，
式4为
式3为
式2为
其中，i为次数，所述i不小于3；ti为固化时间，s；Ei为光照能量，mJ/cm2；P为面功率密度，mW/cm2；Ec为临界曝光率，mJ/cm2；Dp为透射深度系数，mm；N为涂覆层数；H0为单层厚度，mm；H为涂层总厚度，mm；Tmid为多层叠加过程中，相邻叠层固化操作之间的切换时间，s。
所述构建方法具体操作步骤如下：
步骤1、涂料固化参数测定
1)固化厚度测试：
将光固化SFGM涂料倒满聚四氟乙烯测试槽，所述光固化SFGM涂料包括光敏树脂和功能填料钛酸钡，所述钛酸钡体积分数为20％，平均粒径2～3μm。槽尺寸为30×30×3mm的方槽，使用光固化箱从测试槽上方进行照射一定时间，波长405nm，照射过程中控制光源在涂料表面处的面功率密度50mW/cm2，照射完毕后，取出测试槽上方的固化涂层，使用醇类洗净后备用，例如，醇类可以是异丙醇、乙醇等。重复上述步骤5次(包括第1次)，得到固化时间分别为t1＝5s，t2＝10s，t3＝15s，t4＝30s和t5＝60s的光固化样片，使用千分测厚规测量涂层固化厚度为D1＝0.038mm，D2＝0.043mm，D3＝0.047mm，D4＝0.065mm和D5＝0.073mm。
2)固化参数计算：
采用式1计算固化能量，得到光照能量E1＝216mJ/cm2，E2＝432mJ/cm2，E3＝648mJ/cm2，E4＝1296mJ/cm2和E5＝2592mJ/cm2。将Di和Ei数据作Di-lnEi图，Di为纵坐标，lnEi为横坐标，对图中的数据点进行线性拟合，得到斜率K和截距B。采用式2计算固化参数临界曝光率Ec＝22.10mJ/cm2，透射深度系数Dp＝0.015mm。上述固化厚度数据与拟合结果如图3所示。
式1为Ei＝Pti，
其中，i为次数；ti为固化时间，s；Ei为光照能量，mJ/cm2；P为面功率密度，mW/cm2。
步骤2、涂覆区域规划。
本示例待涂覆结构采用图4中的平面电极结构，主要包括不锈钢电极、SFGM涂层试品、绝缘支架等部分。不锈钢电极表面预先经过良好的抛光处理，高压和接地电极前端距离为10mm。SFGM涂层试品由在电极与环氧树脂试片之间涂覆光固化SFGM涂料，涂层厚度H＝0.3mm，直径为24mm。所述待涂覆结构可以采用其他固体绝缘部件，然而，本发明并不限于此。
步骤3、多层叠加构建
1)采用式3和式4计算H0，对图4的区域1涂敷光固化SFGM涂料，厚度为H0，涂敷方法可以为刷涂，涂敷厚度的控制方法可以采用在环氧树脂试片表面贴装H0厚度的透明胶带，裁出所需孔洞，然而，本发明并不限于此。
2)对于涂敷得到的涂层，使用步骤1中的光源，面功率密度P为50mW/cm2，进行光照固化后，于涂层上方再涂敷1层厚度为H0的涂料，并再次进行固化操作，重复5次后在区域1得到厚度为H＝NH0的涂层；
3)将上述2)多层叠加步骤应用于图4中的区域2，完成SFGM涂层的构建。
所述光固化表层功能梯度涂层的制备工艺图参考图2所示，基板即待涂覆结构，将光固化SFGM涂料进行第一次涂覆，厚度H0，在波长405nm光源下进行第一层固化，然后依次进行第二层涂覆、第二层固化...，多次重复涂覆-固化步骤，直至层数达到N层。
所述单层厚度H0具体计算如下：
首先采用数值方法求解式3中的X。其中Tmid为多层叠加过程中，相邻叠层固化操作之间的切换时间。这里取Tmid＝1.5min，并使用牛顿迭代法对上式3进行求解，得到X＝0.0589mm，并进一步采用式4确立实际涂层制备中所采用的H0。
其中，式4中round(X)为采用四舍五入方法的取整函数，计算得到H0＝0.06mm，分层数目N＝H/H0＝5，此时图4中，区域1涂层的总制备时间Ttot满足下式5：
通过计算，可在9分钟内完成0.3mm厚度涂层的构建。
若采用单层固化方法进行0.3mm厚度、钛酸钡含量20vol％的涂层进行固化，则由式5，可得所需固化时间为321664524.5min，即89351.2h，显然耗时过长，无法用于实际涂层的制备。
对于厚度为H0的单层涂料进行光照固化时，固化时间T0满足下式6：
本发明在T0的固化时间下，相同光照强度和光照功率，可达到的涂层固化厚度为1.5H0，额外的固化时长可以增强不同叠层之间的界面结合强度。
步骤4、涂层后处理
1)采用强光照射进行后处理时，紫外光投射范围覆盖全部涂层区域，波长405nm，紫外光功率60mW/cm2，紫外光照时长60min。
2)采用加热操作进行后处理时，加热温度80℃，加热方法为红外灯加热等。
3)本示例采用强光照射和加热操作同步进行，最终制备得到光固化SFGM涂层。
将上述制备得到的光固化SFGM涂层，在0.3MPa，SF6气体氛围下，测其沿面闪络电压，参考图5所示，相同条件下，无涂层与有涂层沿面闪络电压对比，本示例的沿面闪络电压提升了21.9％(约为22％)。采用本发明制备得到的SFGM涂层可有效提升固体绝缘部件的沿面闪络电压。
实施例3
在实施例2的基础上，区别在于钛酸钡含量5vol％。
实施例4
在实施例2的基础上，区别在于钛酸钡含量10vol％。
实施例5
在实施例2基础上，区别在于钛酸钡含量15vol％。
实施例6
在实施例2基础上，区别在于钛酸钡含量25vol％。
将实施例2至实施例6计算得到多层叠加固化和单次固化的固化时间以及涂层基体界面结合强度测试结果列于表1。
表1
参考表1所示，钛酸钡5vol％，涂层厚度0.3mm，采用多层叠加后，固化时间从1h缩短至3min，涂层基体界面结合强度从1.8MPa提升至6.7MPa。钛酸钡10vol％，涂层厚度0.3mm，采用多层叠加后，固化时间从600h缩短至5min，涂层基体界面结合强度从1.1MPa提升至6.1MPa。钛酸钡15vol％，厚度0.3mm，采用多层叠加后，固化时间从1000h缩短至6min，涂层基体界面结合强度从0.9MPa提升至6.3MPa。钛酸钡20vol％，固化时间从89351.2h减少到8min50s，涂层基体界面结合强度从1.1MPa提升至6.5MPa。钛酸钡25vol％，厚度0.3mm，采用多层叠加后，固化时间从10000h缩短至19min，涂层基体界面结合强度从0.7MPa提升至6.1MPa。
综上所述，发明人经过多次测试，本发明通过基于多层叠加光固化表层功能梯度涂层构建方法，不仅解决了较厚涂层进行光固化操作中固化时间过长的问题；也有利于涂层基体界面结合强度的提升。此外，本发明中Dp和Ec可通过统计学规律得到他们的数据关系后直接列表，可通过查表得到Ec和Dp。在实际应用过程中，对应Dp和Ec相应的条件可直接得到单层厚度H0。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种光固化表层功能梯度涂层构建方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
于待涂覆的区域，涂覆一层厚度不大于式4中的H 0的涂料，采用光源进行光照固化，重复N-1次所述涂覆和所述光照固化后，在待涂覆的区域得到总厚度为H的涂层；
其中，式4为，且式4中的X通过式3求出；
式3为，且式3中的涂料固化参数透射深度系数D p和临界曝光率E c通过式2求出；
其中，i为次数，所述i不小于3；t i为固化时间，s；E i为光照能量，mJ/cm2；P为面功率密度，mW/cm2；E c为临界曝光率，mJ/cm2；D p为透射深度系数，mm；N为涂覆层数；H 0为单层厚度，mm；H为涂层总厚度，mm；Tmid为多层叠加过程中，相邻叠层固化操作之间的切换时间，s；
式2为，
其中，斜率K和截距B的确定方式为：将光固化涂料使用光源进行照射一定时间t i，照射过程中固定光源在涂料表面处的面功率密度P，照射完毕后，测量涂层固化厚度D i；计算出固化时间t i下的光照能量E i，将D i和E i数据作D i-lnE i图，将图中的数据点进行线性拟合，得到所述斜率K和所述截距B。
2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述涂层总厚度H为0.1mm以上。
3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述涂层总厚度H为0.2mm~1.0mm。
4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述涂覆步骤涂覆一层厚度为0.9H 0~1.0H 0的涂料。
5.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述D p和E c通过统计学规律得到它们的数据关系后直接列表，并通过查表得到E c和D p。
6.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述构建方法还包括采用强光照射进行后处理和/或采用加热操作进行后处理。
7.根据权利要求6所述的构建方法，其特征在于，所述强光照射进行后处理时，光源投射范围覆盖全部涂层区域，波长范围250~450nm，面功率密度大于10mW/cm2，光照时长不小于30min。
8.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述式3的求解采用二分法、黄金分割法和牛顿迭代法中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述光源采用紫外汞灯、紫外LED和紫外投影仪中的至少一种，波长范围250~450nm。
10.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述涂料含有20vol%钛酸钡填料，光源波长405nm，面功率密度50mW/cm2时，能在10min内完成0.3mm厚度的涂层构建。
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