Грамматический словарь Зализняка (склонения слова):
Толстослойный, толстослойная, толстослойное, толстослойные, толстослойного, толстослойной, толстослойного, толстослойных, толстослойному, толстослойной, толстослойному, толстослойным, толстослойный, толстослойную, толстослойное, толстослойные, толстослойного, толстослойную, толстослойное, толстослойных, толстослойным, толстослойной, толстослойною, толстослойным, толстослойными, толстослойном, толстослойной, толстослойном, толстослойных, толстослоен, толстослойна, толстослойно, толстослойны, толстослойнее, потолстослойнее, толстослойней, потолстослойней