本发明公开一种嵌段聚氨酯聚合物、其聚合物改性膨润土掺合料及其制备方法和应用，所述嵌段聚氨酯聚合物是阳离子两亲型嵌段聚合物，由胺和二卤代烷缩合得到的特定结构的聚离子液体，与异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体缩合得到。所述聚合物改性膨润土由所述阳离子两亲型嵌段聚合物与膨润土经水溶液插层改性制备。经插层改性，该掺合料实现了其中黏土组分的活性增强和吸附性调控和其中聚合物组分的释放控制，因而不影响混凝土工作性，并可有效提升混凝土力学性能和抗氯离子渗透性能。