本发明提供一种用改性纳米白炭黑填充丁苯橡胶的橡胶组合物。该发明采用脂肪族二异氰酸酯对纳米白炭黑进行改性，而后加入乙烯基类酰胺进行封端反应，然后再对芳基乙烯类单体进行预乳化处理与乙烯基类酰胺中的不饱和键发生原位聚合，这样就在纳米白炭黑粒子表面形成一种连接强度好的高分散结构的阻碍层，达到在高温或高剪切作用下能够分离纳米白炭黑粒子，然后与丁苯橡胶胶乳直接混合、凝聚来制备高耐磨、低摩擦、抗湿滑轮胎胎面胶的橡胶组合物。该发明有效地解决在加工过程中纳米白炭黑重新易团聚的问题。本发明进一步提出该组合物的制备方法。