采用可循环利用的有机溶剂湿法混炼工艺，将天然橡胶(NR)或合成异戊胶(IR)、顺丁橡胶(BR)、反式丁戊共聚橡胶等橡胶溶解于有机溶剂中制备橡胶胶液，将纳米填料及偶联剂分散在有机溶剂中制备填料分散液，将上述橡胶胶液和填料分散液加入混合器中按一定比例混合均匀，通过双轴或单轴脱挥机脱除并回收有机溶剂，采用螺杆挤出机造粒，得到填料高度分散的橡胶纳米复合材料颗粒。本发明的制备工艺能耗低、避免了纳米填料的飞扬、无三废、有机溶剂可以循环使用。本发明的橡胶纳米复合材料经硫化后，硫化胶具有更低的滚动阻力，更优异的动态疲劳性能，是发展节油、长寿命绿色橡胶制品的关键材料。